Dlaczego wieloryby nie chorują na raka? Naukowcy są coraz bliżej rozwiązania

Naukowcy z Wielkiej Brytanii najprawdopodobniej odkryli odpowiedź na jedno z najbardziej fascynujących pytań medycyny — dlaczego niektóre gatunki zwierząt są podatne na rozwój nowotworów, podczas gdy inne doświadczają tego zjawiska tylko sporadycznie.

Jak donoszą naukowcy związani z Programem Badań nad Rakiem, Starzeniem się i Mutacjami Somatycznymi w Wellcome Sanger Institute, przez lata badacze ulegali wpływowi tzw. paradoksu Peto. Jest to analiza statystyczna, którą nazwano na cześć jej twórcy, Richarda Peto. Sformułował on hipotezę, według której przypadkowa mutacja może doprowadzić do przekształcenia każdej komórki w komórkę nowotworową. W związku z tym, im więcej komórek, tym większe prawdopodobieństwo rozwoju nowotworu. Jak informuje „The Guardian”, paradoks ten od lat stanowi jeden z obszarów badań realizowanych w ramach tego programu. Uczestniczący w nim naukowcy współpracują z wieloma ośrodkami badawczymi, takimi jak London Zoo (ZSL). Szczegółowe wyniki badań na ten temat opublikowano w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Nature”.

— Nowotwór to schorzenie, które występuje, gdy komórka w organizmie doświadcza szeregu mutacji w swoim DNA, co prowadzi do niekontrolowanego podziału, a układ odpornościowy nie jest w stanie powstrzymać tego wzrostu — wyjaśnił Alex Cagan z Wellcome Sanger Institute. — Im większą liczbę komórek posiada dane zwierzę, tym większe jest prawdopodobieństwo, że jedna z nich przekształci się w komórkę nowotworową — dodał.

— Pomyśl o komórkach jak o losach na loterii — im więcej posiadasz, tym większe są szanse na „wygraną”. W tym przypadku chodzi jednak o chorobę. Zatem, gdy organizm posiada tysiąckrotnie więcej komórek podatnych na raka, ryzyko wystąpienia nowotworu wzrasta tysiąckrotnie — potwierdził Simon Spiro, weterynaryjny patolog z ZSL.

Dla naukowców najbardziej intrygujące były olbrzymie zwierzęta. — Mając na uwadze wszystko, co znamy na temat raka u ludzi, niektóre większe gatunki nie powinny właściwie istnieć. Na przykład wieloryby mają tryliony komórek więcej niż my. Gdybyśmy zastosowali wskaźnik mutacji somatycznych odnoszący się do ludzi na wieloryby, powinny one rozwijać nowotwory jeszcze zanim osiągną dojrzałość. Ale tak się nie dzieje […] Duże, długowieczne stworzenia, takie jak wieloryby czy słonie, skłaniają nas do kwestionowania naszych przekonań na temat raka i ewolucji somatycznej — podkreślił Cagan.

Najpierw ogromne różnice, a pod koniec życia liczby zbliżone

W celu lepszego zrozumienia tego paradoksu, zespół z Wellcome Sanger Institute przeprowadził badania na 16 gatunkach zwierząt, w tym lwach, tygrysach, żyrafach, fretkach, lemurach, a także golcach piaskowych i myszach, pochodzących z różnych brytyjskich ogrodów zoologicznych.

— Wyniki, które uzyskaliśmy, były zaskakujące. Różnice w liczbie mutacji, które zwierzęta gromadziły każdego roku, okazały się ogromne. Stwierdziliśmy, że gatunki o długim życiu akumulują mutacje w wolniejszym tempie, podczas gdy gatunki o krótkim życiu robią to szybciej. Na przykład u ludzi występuje średnio około 47 mutacji rocznie, podczas gdy u myszy w tym samym czasie około 800 mutacji. Te gryzonie żyją mniej więcej cztery lata. Natomiast średnia długość życia człowieka wynosi 83,6 roku — wyjaśnił Cagan.

Mysz — jak wiadomo — jest znacznie mniejsza niż człowiek czy wspomniany wieloryb, a co za tym idzie — posiada mniej komórek. Naukowców zaintrygowało więc, dlaczego myszy są bardziej narażone na nowotwory. Odpowiedź na to pytanie mogła pojawić się wraz z kolejnymi odkryciami.

Jak ustalili badacze, u wszystkich gatunków zwierząt biorących udział w badaniu, pod koniec życia odnotowano około trzech tysięcy mutacji. — To, że podobna liczba mutacji występuje pod koniec życia tych zwierząt, jest zdumiewające, choć nie jest jeszcze jasne, czy ma to związek z procesem starzenia się — dodał.

Naukowcy nie wykluczają, że długość życia danego gatunku może odgrywać istotną rolę w „hamowaniu” nowotworu. W końcu myszy żyją do czterech lat, podczas gdy wieloryby czy słonie mogą żyć nawet kilkadziesiąt lat, a mimo to na końcu życia mogą mieć tyle samo mutacji DNA powodujących nowotwory. Nie jest jednak jasne, skąd bierze się ta zdolność. Jak zauważył „The Guardian”, związek między szybkością mutacji a długością życia został zbadany jedynie dla gatunków o krótkim lub średnim okresie życia.

— Możemy badać jedynie istoty, które zginęły śmiercią naturalną, a takie przypadki związane z bardzo długim życiem będą z natury rzadkie. Będziemy musieli poczekać na zgromadzenie takich danych — wyjaśnił Spiro.

Chcą przeprowadzić dalsze analizy

Pierwsza faza projektu koncentrowała się wyłącznie na ssakach. Teraz naukowcy pragną poszerzyć badania o rośliny, owady i gady, aby sprawdzić, czy ich hipotezy znajdują zastosowanie również w innych grupach organizmów.

— Szczególnie interesujące są owady społeczne, takie jak mrówki. Robotnice i ich królowa mają ten sam genom, ale królowa żyje nawet 30 lat, podczas gdy robotnice tylko rok lub dwa. Sugeruje to, że królowa może wykazywać lepszą naprawę swojego DNA, choć możliwe są również inne wyjaśnienia — dodał Cagan.

W kolejnych etapach analiz naukowcy zamierzają bliżej przyjrzeć się zwierzętom o znacznie dłuższym życiu. Jak zaznaczają, mogą one być lepszymi modelami do zrozumienia procesów ochronnych przed rakiem. Kluczowe będzie jednak odkrycie związku między wskaźnikami mutacji, guzami i procesem starzenia się, co pozwoli na lepsze zrozumienie obu procesów i może przyczynić się do udoskonalenia badań nad rakiem oraz terapii.

Źródło: The Guardian, sangerinstitute.blog