Zakaźne nowotwory Understand article

Tłumaczenie: Katarzyna Badura. Czy jest możliwe przenoszenie nowotworu z jednego osobnika na drugiego? W przypadku niektórych gatunków zwierząt tak – co więcej, jednemu z unikalnych tasmańskich gatunków grozi z tego powodu niestety wyginięcie.

Można by powiedzieć, że to współczucie dla diabła pchnęło dr Elizabeth Murchison w kierunku dziedziny, w jakiej prowadzi badania – nie dla samego Diabła, ile dla zawziętych małych torbaczy znanych jako diabły tasmańskie.

Zdrowy diabeł tasmański w
swoich naturalnych
warunkach

Zdjęcie dzięki uprzejmości JJ
Harrison’a ; źródło zdjęcia:
Wikimedia Commons

Gatunek ten, unikatowy dla Tasmanii, zagrożony jest przez formę nowotworu, która, o dziwo, rozprzestrzenia się bezpośrednio z jednego osobnika na drugiego: innymi słowy jest zaraźliwa. Nowotwór ten, zwany rakiem pyska diabła (devil facial turour disease – DFTD), generuje duże guzy na powierzchni i wewnątrz pysków zarażonych zwierząt i rozprzestrzenia się bardzo szybko w populacji diabłów tasmańskich. Zdaje się być zarówno nieuleczalny jak i niezmiennie śmiertelny.

Kęs ewolucji

Prowadzone obecnie na Uniwersytecie w Cambridge w Wielkiej Brytanii badania dr Murchison skupione są na genetycznych aspektach DFTD i innych przenoszonych nowotworów. Te dziwne choroby zdają się na pierwszy rzut oka całkowicie zaprzeczać naszemu pojmowaniu natury nowotworu. Normalnie nowotwory wywoływane są przez komórki w ciele, które z powodu mutacji nabywają umiejętności niekontrolowanego podziału i wzrostu. W przypadku nowotworów zaraźliwych, guz nie jest zbudowany z komórek osobnika chorego, lecz pochodzących od osobnika, u którego choroba pojawiła się po raz pierwszy: guz pierwotny, który w jakiś sposób posiadł umiejętność przenoszenia się z gospodarza na gospodarza. Choroba rozprzestrzenia się przez komórki pochodzące od guza pierwotnego, które przyłączają się do organizmu nowego gospodarza, po czym rozpoczynają produkcję kolejnych komórek zdolnych do ponownego przeniesienia się do organizmu kolejnego osobnika.

W przypadku DFTD jeden konkretny zwyczaj z życia diabłów tasmańskich ułatwia przenoszenie choroby: ich tendencja do gryzienia innych zwierząt, w tym również tych, które są im najdroższe i najbliższe – nie tylko w czasie potyczek czy walki o jedzenie, ale również w czasie  godów czy codziennej egzystencji. Ponieważ nawyk gryzienia stawia diabły tasmańskie w obliczu śmiertelnej choroby,   chorobę tą można potraktować jako potężną presję ewolucyjną, mającą na celu wyeliminowanie nawyku gryzienia i faworyzowanie mniej agresywnych osobników. Jednakże, nawet gdyby nawyki diabłów tasmańskich ewoluowały, czyniąc z nich bardziej przyjazne istoty, to nie byłoby to równoznaczne z ograniczeniem wpływu choroby. W tym wypadku, wg dr Murchison, guz ewoluowałby w taki sposób, by móc się rozprzestrzeniać w inny sposób. “Te dwie rzeczy jednocześnie współ-ewoluują; jeśli diabły się zmienią, wtedy nowotwór się również zmieni” mówi.

Nowotwór ostateczny

“Nowotwory są produktem naturalnej selekcji na poziomie pojedynczych komórek w organizmie” wyjaśnia. “W przypadku nowotworów zakaźnych jedyna różnica polega na tym, że udaje im się uciec z organizmu gospodarza.” Normalne nowotwory są ewolucyjnym martwym końcem, ponieważ umierają wraz z gospodarzem. “Nowotwory zakaźne są nowotworami ostatecznymi, ponieważ ewoluowały w taki sposób, by móc przeżyć niezależnie od gospodarza, oraz by móc kontynuować proces ewolucyjny niezależnie od śmierci ciała gospodarza, w którym po raz pierwszy się pojawiły,” wyjaśnia.

Możliwość ewolucji nawet normalnych nowotworów przedstawić można na przykładzie ich wykształconej oporności na chemioterapię. “Jeśli zaatakujesz populację komórek czymś, co uśmierci 99 procent z nich, ale jeden procent przeżyje, wtedy ten jeden procent odrośnie na nowo” mówi dr Murchison.

Pomimo tego, iż nowotwory ewoluują cały czas, znamy tylko jeden typ prócz DFTD, który ewoluował do formy zakaźnej.

Mięsak zakaźny (canine transmissible venereal tumour – CTVT) jest chorobą dotykającą psy w wielu państwach świata. Na szczęście CTVT jest bardziej uleczalny niż DFTD, a przez to mniej śmiertelny. Choroba ta jest znana od około 150 lat, ale podejrzewa się, że wyewoluowała znacznie wcześniej. “Podejrzewamy, że ten nowotwór rozwinął się około 11000 lat temu, w tym samym okresie, kiedy ludzie rozpoczęli proces oswajania psów” komentuje Dr Murchison. Tak więc obecne nowotwory atakujące psy pochodzą z tej samej linii komórkowej, co starożytne nowotwory – to czyni z nich najstarsze funkcjonujące na ziemi komórki pochodzenia zwierzęcego, które znamy.

Obejść system odpornościowy

Czy fakt, że tak niewiele istniejących nowotworów jest zaraźliwych to efekt szczęścia, czy istnieją jakieś zasadnicze powody, dla których zmiany w formy zaraźliwe są tak rzadkie u nowotworów? Ostatecznie komórki nowotworowe mogą rosnąć w laboratorium – dlaczego więc tak niewiele posiada umiejętność wzrostu w nowym ciele?

Rozmieszczenie Tasmanii
(ciemny pomarańcz) w
Australii

Zdjęcie we własności
publicznej; źródło zdjęcia:
Wikimedia

Jedną z oczywistych różnic jest fakt, że zaraźliwe nowotwory muszą znaleźć sposób na to, by uniknąć odrzucenia przez system odpornościowy nowego gospodarza, zakładając, że pochodzą od innego osobnika. Ostatnie badania ujawniły, że w przypadku DFTD, nowotwór zaprzestaje produkcji pewnej cząsteczki, która stanowi dla systemu odpornościowego wskaźnik, które komórki stanowią elementy obce. Bez tej molekuły, nowotwór DFTD może dostać się do organizmu zwierzęcego i uniknąć eliminacji przez układ odpornościowy.

Ale, kontynuuje dr Murchison, wielu naukowców uważa, że normalne nowotwory w pewnym stopniu również potrafią chować się przed układem odpornościowym. “Układ odpornościowy posiada mechanizmy pozwalające na detekcję komórek nowotworowych” wyjaśnia. “Najprawdopodobniej system odpornościowy jest zajęty chronieniem nas przed tysiącami nowotworów powstających notorycznie w naszym organizmie, w związku z czym nowotwory, które widzimy nabyły już pewnych umiejętności adaptacji w stosunku do układu odpornościowego.”

Niestety, zanotowano już u ludzi kilka przypadków nowotworów, które zostały przeniesione z jednej osoby na drugą. Większość z nich została zanotowana u pacjentów po przeszczepie, u których niezdiagnozowany nowotwór w przeszczepionym ogranie doprowadził do powstania nowotworu w organizmie biorcy. Zanotowano również przypadek, w którym chirurg “nabawił” się nowotworu od jednego z pacjentów po tym, jak skaleczył się w czasie operacjiw1.

Czy więc możliwe, że pewnego dnia otworzymy nasze gazety i przeczytamy raporty o nowo odkrytych nowotworach zakaźnych u ludzi? Najprawdopodobniej nie, mówi dr Murchison. “Istnieje bardzo małe prawdopodobieństwo, by nowotwory zakaźne pojawiły się u ludzi, jest to bowiem zjawisko niezwykle rzadko występujące w naturze – zanotowaliśmy tylko dwa takie przypadki”. Gdyby jednak miało dojść do takiej sytuacji, badania dr Murchison zapewnią nam odpowiednią wiedzę na temat tego co nas czeka a do tego czasu może rozpoczniemy już pracę nad odpowiednią terapią.

W kolejnym wydaniu Science in School dr Murchison wyjaśni niektóre z najnowszych odkryć w temacie genetyki zakaźnych nowotworów.

Download

Download this article as a PDF

Web References

  • w1 – przeczytaj ten artykuł o ewentualnej transmisji raka wśród ludzi

Resources

  • Dowiedz się więcej o raku pyska diabła (DFTD) i próbach ocalenia diabła tasmańskiego
  • Zobacz krótki wykład Elizabeth Murchison wyjaśniający jej pracę szerszej publiczności
  • Artykuł na temat zakaźnych nowotworów znajdziesz tu:

Author(s)

Susan Watt jest niezależnym pisarzem naukowym i redaktorem. Studiowała nauki przyrodnicze na University of Cambridge (Uniwersytecie Cambridge) w Wielkiej Brytanii i pracowała dla kilku brytyjskich wydawców i fundacji ds. Badań naukowych. Do jej szczególnych zainteresowań należy psychologia i edukacja w zakresie nauk ścisłych.


Review

Ten artykuł jest jednym z dwóch w temacie zakaźnych nowotworów w królestwie zwierząt. Pomimo rzadkości występowania, a może właśnie z tego powodu, zakaźne nowotwory stanowią unikatowy kontekst do dyskusji o naturze nowotworu i planowanej kontroli ewolucji. Dyskusja może być poparta przeglądem bibliograficznym, badaniem naukowym lub projektem mającym na celu komunikowanie nauki (np. na drodze plakatu lub prezentacji multimedialnej). Kluczowymi zagadnieniami mogłyby być różnice pomiędzy nowotworami normalnymi a zakaźnymi, “ślepa” presja przetrwania w naturalnym świecie oraz występowanie równoległych ewolucji. Ewolucja zachodzi bowiem nie tylko na poziomie populacji, ale również molekularnym i komórkowym.

Ten artykuł może również zachęcić nauczycieli nauk ścisłych do pogłębienia ich zawodowego rozwoju w dziedzinie genetyki, biologii komórki i ewolucji.


Luis M. Aires, szkoła średnia im. Antonio Gedeao, Portugalia




License

CC-BY-NC-ND