Dlaczego wieloryby nie chorują na raka? Odkryciem jednej z największych tajemnic medycyny jest rak

Naukowcy badają jedną z najbardziej kłopotliwych zagadek medycyny: dlaczego niektóre gatunki unikają raka, podczas gdy inne cierpią na skracające życie nowotwory.

Wieloryby mają zwykle niższy wskaźnik zachorowań na raka, ale są główną przyczyną śmierci psów i kotów. Lisy i tygrysy są podatne, podczas gdy owce i antylopy nie. Nietoperze są również stosunkowo dobrze chronione przed rakiem, ale nie myszy czy szczury. U ludzi rak jest główną przyczyną śmierci i jest śmiertelny 10 milionów ludzi rocznie.

Jeszcze bardziej zagadkowy jest fakt, że wiele masywnych stworzeń, w tym wieloryby i słonie, na ogół unika raka, podczas gdy zamiast tego powinny być szczególnie zagrożone, ponieważ posiadają dużą liczbę komórek, z których każda może spowodować powstanie guza.

Ten paradoks Peto, nazwany na cześć brytyjskiego statystyka Richarda Peto, który jako pierwszy go nakreślił, jest przedmiotem badań naukowców z Wellcome Sanger Institute w Cambridge, którzy współpracują z naukowcami z wielu ośrodków, w tym Towarzystwa Zoologicznego. Londyn (ZSL).

„Rak to choroba, która pojawia się, gdy komórka w ciele przechodzi serię mutacji w swoim DNA i zaczyna się dzielić w sposób niekontrolowany, a mechanizmy obronne organizmu nie są w stanie zatrzymać tego wzrostu” – powiedział kierownik projektu Alex Kagan. „Im więcej komórek ma zwierzę, co wskazuje na zwiększone ryzyko raka”.

Ten punkt jest wspierany przez Simona Spiro, patologa weterynarii zajmującego się dziką przyrodą w ZSL. „Pomyśl o komórkach jak o kuponach na loterię: im większa szansa, tym większa szansa na trafienie jackpota, którym w tym przypadku jest rak. Więc jeśli masz tysiąc razy więcej komórek niż człowiek, powinieneś mieć tysiąc razy więcej ryzyko zachorowania na raka”.

Z tej perspektywy niektóre gatunki wielorybów nie powinny być w stanie dożyć jednego wieku bez zachorowania na raka, ponieważ mają dużą liczbę komórek – kilka kwadrylionów w porównaniu z ludźmi, którzy mają tylko biliony, czyli tysiąckrotny spadek liczby. Ale to nie jest to, co jest obserwowane. Na przykład wieloryby dziobowe żyją średnio od 100 do 200 lat, podczas gdy słonie mają średnią długość życia około 70 lat. Jednak w porównaniu z ludźmi wszystkie mają tysiące razy więcej komórek, z których każda jest potencjalnym punktem wyjścia mutacji, która może prowadzić do raka.

Aby zrozumieć ten paradoks, zespół Sangera zbadał grupę zwierząt, które padły z przyczyn naturalnych w londyńskim zoo. Wszystkie były ssakami i obejmowały lwy, tygrysy, żyrafy, fretki i lemury katta. Ponadto do badania włączono również nagie kretoszczury z innego ośrodka.

„Wyglądają jak kiełbaski koktajlowe z zębami” – powiedział Kagan. „Są wielkości myszy, ale żyją około 30 lat i nigdy nie chorują na raka”.

Następnie naukowcy wyizolowali komórki znane jako komórki krypt jelitowych od każdego niedawno zmarłego zwierzęcia i zbadali ich genomy.

Komórki te są stale uzupełniane przez komórki macierzyste i stanowią pierwszorzędną metodę porównywania genomów. Użyliśmy go do policzenia, ile mutacji gromadził każdy gatunek każdego roku” – dodał Kagan.

„To, co odkryliśmy, było dość zdumiewające. Liczba mutacji, które kumulowały się każdego roku, była bardzo zróżnicowana. Zasadniczo odkryto, że gatunki długowieczne gromadzą mutacje w wolniejszym tempie, podczas gdy gatunki krótko żyjące robią to w szybszym tempie. Na przykład, u ludzi otrzymujemy około 47 mutacji rocznie, podczas gdy mysz jest obecna, co daje około 800 mutacji rocznie. Ta ostatnia żyje 4 lata. Średnia długość życia człowieka wynosi 83,6 lat”.

Ponadto stwierdzono, że pod koniec życia wszystkie badane zwierzęta zgromadziły około 3200 mutacji. „Podobna liczba mutacji pod koniec życia u tych różnych zwierząt jest oszałamiająca, chociaż nie jest jeszcze jasne, czy jest to przyczyną starzenia się” – powiedział Kagan.

Ale nie jest jasne, w jaki sposób długowieczne zwierzęta spowolniły tempo mutacji DNA. Ponadto związek między tempem mutacji a wiekiem ustalono tylko w przypadku zwierząt w wieku od niskiego do średniego.

„Możemy badać tylko stworzenia, które zmarły śmiercią naturalną, a te bardzo długie okresy życia byłyby z definicji rzadkie” – powiedział Spiro. „Będziemy musieli poczekać na te dane”.

Ponadto pierwsza faza projektu Sanger-Zoo dotyczyła wyłącznie ssaków. Teraz obejmuje rośliny, owady i gady.

„Szczególnie interesujące są owady społeczne, takie jak mrówki” – powiedział Kagan. „Mrówki robotnice i ich królowa mają ten sam genom, ale królowa żyje 30 lat, podczas gdy robotnice rok lub dwa. Sugeruje to, że być może królowa lepiej aktywuje naprawę DNA, chociaż możliwe są inne wyjaśnienia.”

Kagan dodał, że ich badania sugerują, że mysz, która jest używana w eksperymentach z rakiem, może nie być najlepszym modelem do badań ze względu na jej wyjątkowo krótką żywotność.

„Możemy teraz rozważyć przyjrzenie się dłużej żyjącym gatunkom, które mogą być bardziej istotne i służyć jako użyteczne modele do zrozumienia oporności na raka”.

Naukowcy twierdzą, że kluczowym punktem jest to, że powiązanie tempa mutacji, powstawania nowotworów i starzenia się zapewnia nowe zrozumienie obu procesów i może prowadzić do ulepszonych badań przesiewowych w kierunku raka i metod leczenia, które mogą złagodzić najgorsze skutki starzenia.