Μορφή μεταδοτικού καρκίνου – «κυνηγού» σε οστρακοειδή εξετάζουν οι επιστήμονες

Όπως σημειώνουν ειδικοί στους New York Times, όταν οι άνθρωποι παθαίνουν καρκίνο, συνήθως εμφανίζεται όταν κάποια από τα δικά τους κύτταρα αρχίζουν να μεταλλάζονται και να πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα. Αλλά τα οστρακοειδή φαίνεται πως δέχθηκαν εισβολή από ανεξάρτητα κύτταρα που προέρχονταν από άλλους οργανισμούς.

Τα συγκεκριμένα κύτταρα «εγκαταστάθηκαν» στο νέο τους ξενιστή και άρχισαν να πολλαπλασιάζονται με αποτέλεσμα να δημιουργηθούν καρκίνοι, ενώ κάποια από αυτά τα κύτταρα «διέφυγαν» στη συνέχεια για να επιτεθούν σε άλλα οστρακοειδή.

Μάλιστα, σύμφωνα με τους ερευνητές πρόκειται για μία συνθήκη που φαίνεται πως ισχύει για κάποια είδη οστρακοειδών εδώ και αιώνες, ίσως και για χιλιάδες χρόνια,

«Δεν φαίνεται βιολογικά πιθανό ότι αυτοί οι καρκίνοι είναι υπεύθυνοι για τους θανάτους των οστρακοειδών», ανέφερε ο Adrian Baez-Ortega, υπολογιστικός βιολόγος στο ινστιτούτο Wellcome Sanger στην Αγγλία και συγγραφέας μιας από τις δύο μελέτες για τον καρκίνο που δημοσιεύθηκαν την περασμένη Δευτέρα. «Και όμως έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής».

Καρκίνοι που προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο

Το 2015, οι ερευνητές ανέλυσαν την αλληλουχία δειγμάτων DNA σε καρκινικά κύτταρα που συλλέχθηκαν από μύδια σε Καναδά και ΗΠΑ. Η γενετική ανάλυση έδειξε ότι τα καρκινικά κύτταρα δεν ανήκαν στα ζώα από τα οποία προέρχονταν. Αντίθετα, ήταν όλοι συγγενείς μεταξύ τους, προερχόμενοι από ένα μόνο προγονικό κύτταρο.

Πριν από την εν λόγω ανακάλυψη, οι επιστήμονες γνώριζαν για μεταδοτικούς καρκίνους μόνο σε δύο θηλαστικά: Τον διάβολο της Τασμανίας και τους σκύλους.

Ειδικότερα, ο καρκίνος στους διαβόλους της Τασμανίας προκαλεί όγκους στο πρόσωπο του μαρσιποφόρου. Όταν τα ζώα δαγκώνουν το ένα το άλλο κατά τη διάρκεια τσακωμών ή ζευγαρώματος, «ανταλλάζουν» και καρκινικά κύτταρα. Μάλιστα, η ασθένεια έχει εξαφανίσει το 90% ολόκληρου του είδους.

Young woman with flasks making notes in laboratory

Τα σκυλιά, αντίθετα, μπορούν να αποκτήσουν κατά τη διάρκεια του ζευγαρώματος έναν -αρκετά καλοήθη- καρκίνο. Τα «ξένα» καρκινικά κύτταρα αναπτύσσονται γύρω από τα γεννητικά όργανα, με το ανοσοποιητικό σύστημα των σκύλων να καταφέρνει να καταστρέψει τους εισβολείς μέσα σε λίγες εβδομάδες.

Ανακαλύφθηκαν μεταδοτικοί καρκίνοι σε άλλα οκτώ οστρακοειδή

Μετά την ανακάλυψη μεταδοτικών καρκίνων σε μύδια, ξεκίνησαν έρευνες για να διαπιστωθεί αν το ίδιο συμβαίνει και σε άλλα οστρακοειδή. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες έχουν δημοσιεύσει σε μελέτες τους ευρήματα για μεταδοτικούς καρκίνους σε οκτώ ακόμη είδη οστρακοειδών, μεταξύ των οποίων μύδια και στρείδια.

«Θα μάθουμε ακόμα περισσότερα στις επόμενες έρευνες», δήλωσε ο Michael Metzger, βιολόγος στο ερευνητικό ινστιτούτο Βορειοδυτικού Ειρηνικού στο Σιάτλ.

Τα τελευταία χρόνια, ο Michael Metzger και οι συνεργάτες του προσπάθησαν να καταγράψουν όλες τις μεταλλάξεις που έχουν προκύψει από τότε που τα καρκινικά κύτταρα άφησαν το πρώτο οστρακοειδές και έγιναν μεταδοτικά. Από την πλευρά τους, ο Adrian Baez-Ortega και οι συνάδελφοί του πραγματοποίησαν μια παρόμοια μελέτη για το κοινό στρείδι, που ζει κατά μήκος των ακτών του Ατλαντικού ωκεανού στην Ευρώπη.

Αντί να εξετάσουν δείγματα DNA από τα καρκινικά κύτταρα, οι ερευνητές ανέλυσαν την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος. Με αυτόν τον τρόπο, οι επιστήμονες μπορούν στη συνέχεια να συγκρίνουν το DNA τόσο από τα υγιή κύτταρα των ζώων όσο και από τα άρρωστα κύτταρα τους για να βρουν τις εκατοντάδες χιλιάδες μεταλλάξεις που προέκυψαν, κατά τη διάρκεια των αιώνων, στους μεταδοτικούς καρκίνους.

Ορισμένα καρκινικά κύτταρα είχαν κοινές μεταλλάξεις που δεν βρέθηκαν σε άλλα. Αυτό το μοτίβο αποκάλυψε πώς κατάγονταν από έναν κοινό πρόγονο, με τους ερευνητές να μπορούν να σχεδιάσουν ολόκληρο το «οικογενειακό δέντρο» που θα μπορούσε να οδηγήσει στον κοινό πρόγονο που προκάλεσε την πρώτη μετάδοση των καρκινικών κυττάρων.

Από Καναδά και ΗΠΑ προέρχεται ο μεταδοτικός καρκίνος στα όστρακα

Στα μύδια με μαλακό κέλυφος, η ομάδα του Dr. Metzger διαπίστωσε ότι το εν λόγω δέντρο έχει δύο παρακλάδια. Το ένα οδηγεί σε καρκινικά κύτταρα γύρω από το νησί του Πρίγκηπα Εδουάρδου, στις ανατολικές ακτές του Καναδά και το άλλο οδηγεί σε εκείνα που βρέθηκαν στα ανοιχτά της βορειοανατολικής ακτής των ΗΠΑ.

Ο Dr. Metzger και οι συνεργάτες του εξέτασαν τον αριθμό των μεταλλάξεων που έχουν συσσωρευτεί στα διαφορετικά κλαδιά έτσι ώστε να υπολογίσουν πόσο καιρό πριν απελευθερώθηκε το αρχικό καρκινικό κύτταρο. Εκτίμησαν ότι έγινε μεταδοτικό πριν από περισσότερα από 200 χρόνια ή ίσως και λίγους αιώνες νωρίτερα.

Ο Dr. Baez-Ortega και οι συνάδελφοί του κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι καρκίνοι στα στρείδια είναι εξίσου αρχαίοι, αν και δεν μπόρεσαν να καταλήξουν σε μια εκτίμηση. «Είναι πιθανώς χιλιάδων ετών», ανέφερε χαρακτηριστικά.

Και στα δύο είδη, ο καρκίνος πιθανότατα ξεκίνησε ως ένα κύτταρο του ανοσοποιητικού που μεταλλάχθηκε και πολλαπλασιάστηκε. Αυτά τα κύτταρα στη συνέχεια βρέθηκαν στο νερό, «κόλλησαν» σε κάποιο άλλο οστρακοειδές και μεγάλωσαν ξανά σαν καρκίνος. Τελικά, τα καρκινικά κύτταρα απέκτησαν μεταλλάξεις που τους επέτρεψαν να επιβιώνουν στο νερό για μήνες πριν βρουν έναν νέο ξενιστή.

Μελέτες σε σκύλους και διαβόλους της Τασμανίας έχουν αποκαλύψει ότι το DNA των καρκινικών κυττάρων τους έχει αλλάξει ελάχιστα. Αυτό το εύρημα δεν προκαλεί έκπληξη στην περίπτωση των διαβόλων της Τασμανίας, που πιθανότατα απέκτησαν αυτή τη μορφή καρκίνου μόλις πριν από 40 χρόνια. Αλλά οι σκύλοι απέκτησαν τον συγκεκριμένο τύπο καρκίνου πριν από 11.000 χρόνια. Και σε όλο αυτό το διάστημα, τα καρκινικά κύτταρα έχουν αποκτήσει μόνο μέτριες αλλαγές στο γονιδίωμά τους.

Αντίθετα, τόσο στα μύδια όσο και στα στρείδια, τα καρκινικά κύτταρα έχουν βιώσει πολλούς γύρους δραστικών αλλαγών. Μάλιστα, ορισμένα καρκινικά κύτταρα κατέληξαν με επιπλέον χρωμοσώματα, σε ορισμένες περιπτώσεις εκατοντάδες από αυτά. Σε άλλες περιπτώσεις, πάλι, ολόκληρο το γονιδίωμα έχει διπλασιαστεί.

«Αυτό το επίπεδο αστάθειας είναι συνήθως θανατηφόρο για ένα καρκινικό κύτταρο», είπε ο Dr. Baez-Ortega. Ούτε ο ίδιος, ούτε ο Dr. Metzger μπορούν να εξηγήσουν πώς οι μεταδοτικοί καρκίνοι έχουν επιβιώσει για τόσο καιρό σε αυτήν την κατάσταση γενετικού χάους.

«Οι καρκίνοι στα οστρακοειδή κλωνοποιούνται»

Η Beata Ujvari, εξελικτική οικολόγος στο πανεπιστήμιο Deakin στην Αυστραλία, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη, σημείωσε ότι οι τεράστιες μεταλλάξεις μπορεί να εξηγηθούν από τον τρόπο που αναπαράγονται οι μεταδοτικοί καρκίνοι. Αντί να συνδυάζουν δύο σετ DNA από ένα ωάριο οστρακοειδών και ένα σπέρμα, οι καρκίνοι κλωνοποιούνται.

Με αυτόν τον τρόπο, συμπεριφέρονται περισσότερο σαν βακτήρια παρά σαν ζώα. Και όπως τα βακτήρια, προσπαθήσουν να νικήσουν τον ανταγωνισμό τους -άλλους καρκίνους- προχωρώντας σε γρηγορότερες μεταλλάξεις, επισήμανε η Dr. Ujvari. Σημείωσε ότι η νέα μελέτη στα στρείδια αποκάλυψε ότι δύο διαφορετικοί μεταδοτικοί καρκίνοι μερικές φορές εισβάλλουν σε ένα μόνο ζώο.

Ο Dr. Metzger ελπίζει ότι λύνοντας αυτό το παζλ, αυτός και άλλοι επιστήμονες θα μπορέσουν να αποκαλύψουν κάποια «μυστικά» των καρκίνων που μπορεί να ισχύουν όχι μόνο για τα οστρακοειδή αλλά και για τους ανθρώπους.

«Η φύση πραγματοποίησε ουσιαστικά ένα τεράστιο πείραμα», ανέφερε χαρακτηριστικά ο Dr. Μέτζγκερ. «Αν υπάρχει τρόπος ένα ζώο να αναπτύξει αντιστάσεις στον καρκίνο, θέλω να μάθω ποιος είναι», συμπλήρωσε.