Последствия Холодной Войны помогли установить возраст китовых акул
Ученые опробовали радиоуглеродный метод для определения возраста у китовых акул. Оказалось, что они накапливают изотоп углерода так же, как и другие обитатели поверхностных слоев океана и кораллы. Также исследователи выяснили, что предыдущий метод оценки возраста — с помощью подсчета слоев на позвонках — дает корректные оценки. Кроме того, они построили кривую роста для китовых акул и определили период, в котором животные могут быть особенно уязвимы для браконьеров, — он занимает почти половину их жизни. Работа опубликована в журнале Frontiers in Marine Science.
Среди акул немало видов-долгожителей, но выяснить наверняка, как долго они на самом деле живут, — задача не из легких. И если для мелких рыб еще подходит вариант с разного рода метками — например, веществами, которые можно ввести в организм животного, а потом выловить его снова и измерить их концентрацию — то крупных акул редко удается поймать, поэтому биологам пригодился бы способ определить их возраст за один раз.
У костистых рыб для такого точечного определения служат отложения солей в отолитах — кристаллах внутреннего уха. Можно также проанализировать состав белков в хрусталике — именно так удалось выяснить, что гренландская акула может жить до 400 лет. Но для хрящевых рыб чаще используют датировку по позвонкам: хрящ откладывается на них слоями, напоминающими годичные кольца у деревьев. Правда, ученые до сих пор не были уверены в том, как часто возникает новый слой: раз в год или два, и насколько этот метод вообще достоверен.
Джойс Онг (Joyce Ong) из Университета Ратгерса с коллегами из Австралии, Исландии, Пакистана и Саудовской Аравии работали с позвонками китовых акул из Тайваня и Пакистана. Исследователи подсчитали полоски на позвонках 20 особей и определили, что их возраст составлял от 15 до 50 лет.
Проверить эти подсчеты они собирались с помощью радиоуглеродного анализа. В результате испытаний ядерного оружия в 1950-х и 1960-х годах в океане резко выросло количество радиоактивного изотопа углерода. Поэтому, зная его концентрацию в среде, можно составить шкалу определения возраста для отдельного вида. Такие шкалы уже известны для некоторых других животных, в том числе кораллов и других видов акул.
Авторы работы определили концентрацию тяжелого углерода в пробах из разных полосок двух позвонков акул. Они сопоставили количество углерода и предполагаемый возраст полоски (исходя из ее порядкового номера), а затем сверили свои подсчеты с возрастными шкалами для других видов. Они обнаружили, что полученные ими точки приблизительно совпадают с кривой для акул из северной атлантики. На этом основании они заключили, что метод подсчета полосок достоверен для китовых акул, и образуются они по одной за год.
Исходя из толщины полосок и их возраста у всех исследованных особей, ученые попробовали смоделировать график роста китовой акулы. Они заметили, что полученные ими данные больше соответствуют логистической кривой: то есть неравномерному росту, который во взрослом состоянии выходит на плато. Однако полученная ими кривая начинает сглаживаться довольно поздно, после 30 лет жизни.
Таким образом, если китовые акулы действительно живут не более 50 лет (по крайней мере, до сих пор неизвестны более старые особи этого вида), то большую часть жизни они проводят в фазе роста. В самом этом факте нет ничего удивительного — долгое развитие и затянутое детство вообще характерно для видов-долгожителей. В то же время, это означает, что китовые акулы долго остаются уязвимы для браконьеров. Вероятно, в этот момент они еще не вполне способны размножаться — по крайней мере, в своей выборке исследователи нашли только двух зрелых особей. А если это так, то восстановление их популяции может занимать долгое время — и это повод бдительно относиться к их охране.
Мы уже рассказывали о разных животных-рекордсменах и о том, какие механизмы для долгой жизни используют летучие мыши, попугаи, белые акулы и гигантские черепахи. А недавно ученые предложили предсказывать максимальную продолжительность жизни видов (даже вымерших), исходя из эпигенетических меток на его ДНК.
Полина Лосева
И еще четырех видов опухолей
Британские и датские иммунологи обнаружили на цитотоксических T-лимфоцитах рецептор, узнающий одновременно три разных опухолевых антигена. Пациент, у которого были обнаружены эти Т-клетки, смог достичь полной ремиссии меланомы четвертой клинической стадии. Такое строение T-клеточных рецепторов не дает клеткам опухоли ускользнуть от противоопухолевого иммунитета. Похожие типы Т-клеточных рецепторов есть и у здоровых людей, но их роль в противоопухолевом иммунитете пока неясна. Исследование опубликовано в виде статьи в журнале Cell. Клеточная терапия онкологических заболеваний направлена на введение в организм Т-лимфоцитов, узнающих фрагменты белков опухоли, выставляемые клетками на поверхности белков главного комплекса гистосовместимости (HLA-антигенов). Она позволяет добиться ремиссии во многих случаях, при которых другие виды лечения неэффективны. Но врачи часто сталкиваются с ускользанием опухолевого клона от такого иммунитета. Иногда достаточно нескольких месяцев, чтобы опухолевые клетки перестали экспрессировать маркер, который должны были узнавать лимфоциты. Хотя большинство Т-лимфоцитов узнают один эпитоп, некоторая часть из многообразия Т-клеточных рецепторов, образующихся в процессе созревания Т-клеток, узнает не один, а сразу несколько антигенов. Такие клетки есть и у здоровых людей, и у пациентов с аутоиммунными болезнями. Рецепторы, нацеливающие иммунную систему сразу на несколько молекул-мишеней, могли бы повысить эффективность клеточной терапии. Ведь даже если с поверхности опухоли исчезнет один антиген, то иммунный ответ против второго сохранится, и лечение останется эффективным. Шаг в сторону использования этого принципа в терапии сделала группа онкологов и иммунологов из Великобритании и Дании под руководством Эндрю К. Сьюэлла (Andrew K.Sewell) из Университета Кардиффа. На протяжении последних 15 лет они занимаются клеточной терапией меланомы. В рамках клинических исследований врачи забирали у пациентов клетки крови, отбирали среди них Т-лимфоциты, тропные к меланоме, и после культивации in vitro вводили клетки обратно пациентам. В одном из исследований, проведенном в 2011-2014 годах, участвовал пациент с четвертой клинической стадией меланомы, у которого клеточная терапия позволила добиться десятилетней ремиссии болезни (обычно же медианная продолжительность жизни с момента постановки диагноза у таких пациентов не превышает года). Ученые решили детально исследовать, с какими особенностями Т-клеточного ответа это было связано. Как выяснили иммунологи, почти вся противоопухолевая активность лимфоцитов пациента была связана одним лимфоцитарным клоном (его обозначили MEL8), который реагировал in vitro не только на меланому, но и на клетки острого миелолейкоза, опухоли молочной, предстательной и поджелудочной железы от других пациентов с таким же типом HLA-антигена (гаплотип HLA A*02:01, наиболее распространенный в мире). Это было неожиданно, ведь рецепторы этих Т-клеток чувствительны к белку мелану A, специфичному для меланоцитов и происходящих от них опухолей (включая меланому). Авторы создали библиотеку из 936 миллиардов декапептидных последовательностей и оценили in silico сродство рецепторов MEL8 к олигопептидам, связанным с HLA A*02:01. Такой скрининг позволил отобрать 500 пептидов, представленных в протеоме человека. Три из них — участки белков мелана А, BST2 и IMP2 — имели сродство к Т-клеточному рецептору MEL8 in vitro и при этом экспрессировались меланомой. У всех трех декапептидных последовательностей нашлась гомология и на уровне аминокислотной последовательности, и на уровне третичной структуры, что было подтверждено рентгеноструктурным анализом. Т-клетки, у которых есть рецепторы, тропные одновременно к мелану А, IMP2 и BST2, были обнаружены у здоровых добровольцев и у одного пациента с хроническим лимфолейкозом, но их количество было невелико. Обнаруженный вид поливалентного рецептора можно использовать и для лечения других пациентов: исследователи секвенировали последовательность Т-клеточного рецептора и трансдуцировали этой последовательностью другие линии лимфоцитов в рамках своих экспериментов. Следовательно, есть предпосылки для создания эффективной клеточной терапии опухолей или противоопухолевой вакцины. Впрочем, пока невозможно говорить, насколько безопасной было бы такое лечение, ведь исследование британских и датских ученых основано лишь на единичных наблюдениях пациентов с опухолями. Кроме того, распознавание эпитопов Т-клеточным рецептором зависит от варианта HLA.антигена, имеющегося у данного конкретного человека, и распространенность полимодальных Т-клеточных рецепторов у носителей разных вариантов HLA может отличаться. Даже сильного иммунного ответа против клеток меланомы может оказаться недостаточно для победы над болезнью — на эффективность лечения могут влиять такие факторы, как уровень тестостерона.