Bizarní rakovina se mezi měkkýši šíří, zjistily studie.

V 70. letech 20. století začaly v Maine a Chesapeake Bay záhadně odumírat měkké škeble. O několik let později vědci identifikovali viníka: bizarní formu rakoviny, která se šířila jako epidemie.

Když lidé onemocní rakovinou, obvykle k ní dochází, když některé z jejich vlastních buněk získají mutace a množí se mimo kontrolu. Ale škeble byly napadány volně plovoucími buňkami, které pocházely z jiných škeblí. Mimozemská rakovinová buňka se uvnitř své nové oběti rozmnožila a některé z jejích potomků pak utekly a zaútočily na jiné škeble.

I další druhy měkkýšů se stávají oběťmi nakažlivé rakoviny. A nyní vědci zjistili, že tyto linie rakovinných buněk po staletí, možná dokonce tisíce let, přeskakují z jednoho měkkýše na druhého a na cestě zaznamenají překvapivé množství výmluvných mutací.

„Nezdá se biologicky možné, že by to tyto druhy rakoviny dělaly,“ řekl Adrian Baez-Ortega, počítačový biolog z Wellcome Sanger Institute v Anglii a autor jedné ze dvou studií o rakovině zveřejněných v pondělí. „A přesto jsou dlouhověcí.“

V roce 2015 vědci sekvenovali krátké kousky DNA v rakovinných buňkách odebraných z měkkýšů v Kanadě, Maine a New Yorku. Genetická analýza ukázala, že rakovinné buňky nepatřily zvířatům, ze kterých pocházejí. Místo toho byli všichni příbuzní jeden s druhým, pocházeli z jediné buňky předků.

Do té doby vědci věděli o nakažlivých rakovinách pouze u dvou savců: tasmánského čerta a psů.

Rakovina u tasmánských čertů tvoří nádory na obličeji vačnatce. Když se zvířata během bojů nebo páření navzájem kousnou, mohou sebrat rakovinné buňky. Nemoc vyhubila 90 % celého druhu.

Naproti tomu psi mohou získat docela benigní rakovinu, která se šíří během páření. Buňky tvoří výrůstky kolem genitálií a imunitní systém psů obvykle ničí vetřelce během několika týdnů.

Objev nakažlivých rakovin u měkkýšů podnítil hledání dalších měkkýšů. Vědci zatím zveřejnili podrobnosti o nakažlivé rakovině u dalších osmi druhů, včetně mušlí a srdcovek.

„Přijde víc – víc, o čem víme, a pravděpodobně víc, co nevíme,“ řekl Michael Metzger, biolog z Pacific Northwest Research Institute v Seattlu.

V posledních letech se Metzger a jeho kolegové pokusili katalogizovat všechny mutace, které vznikly od doby, kdy rakovinné buňky opustily původní škeble a staly se přenosnými. Baez-Ortega a jeho kolegové provedli podobnou studii na koukolovitá, který žije podél atlantického pobřeží Evropy.

Místo sekvenování malých útržků DNA z rakovinných buněk vědci sekvenovali celé genomy i genomy zvířat. Vědci pak mohli porovnat DNA jak ze zdravých buněk zvířat, tak z jejich nemocných buněk, aby našli statisíce mutací, které vznikly u nakažlivých rakovin.

Některé rakovinné buňky měly společné mutace, které se u jiných nenašly. Tento vzor odhaloval, jak pocházejí ze společného předka a rozvětvují se v rodokmenu. U měkkýšů Metzgerův tým zjistil, že strom má dvě větve, z nichž jedna vede k rakovinným buňkám kolem Ostrova prince Edwarda a druhá vede k těm, které se nacházejí u severovýchodního pobřeží USA.

Metzger a jeho kolegové se podívali na počet mutací, které se nahromadily v různých větvích, aby odhadli, jak dlouho se původní rakovinová buňka předků uvolnila. Odhadovali, že se stal nakažlivým před více než 200 lety nebo možná o několik století dříve.

Baez-Ortega a jeho kolegové dospěli k závěru, že rakovina srdcovky je podobně stará, ačkoli nebyli schopni přijít s odhadem. „Jsou pravděpodobně tisíce let staré,“ řekl.

U obou druhů rakovina pravděpodobně začala jako imunitní buňka, která mutovala a množila se. Tyto buňky byly poté vylity do vody, zachyceny jiným měkkýšem a znovu vyrostly jako rakovina. Nakonec rakovinné buňky získaly mutace, které jim umožnily přežít ve vodě celé měsíce, než najdou nového hostitele.

Studie na tasmánských čertech a psech odhalily, že DNA jejich rakoviny se změnila relativně málo. Toto zjištění není příliš překvapivé v případě tasmánských čertů, kteří pravděpodobně onemocněli rakovinou právě před 40 lety. Ale psi dostali rakovinu před 11 000 lety. A za celou tu dobu rakovinné buňky získaly jen mírné změny ve svém genomu.

Naproti tomu u škeblí i srdcovek rakovinné buňky prošly opakovanými koly drastických změn. Některé rakovinné buňky skončily s extra chromozomy – v některých případech jich byly stovky. Někteří ztratili dlouhé úseky DNA. V jiných případech byl celý genom duplikován.

„Tato úroveň nestability je pro rakovinnou buňku obvykle smrtelná,“ řekl Baez-Ortega. Ani on, ani Metzger nemohou vysvětlit, jak nakažlivé rakoviny přežily po staletí v tomto stavu genetického chaosu.

Beata Ujvari, evoluční ekoložka z Deakin University v Austrálii, která se studie nezúčastnila, uvedla, že masivní mutace lze vysvětlit tím, jak se nakažlivá rakovina reprodukuje. Místo kombinace dvou sad DNA z vajíčka měkkýšů a spermatu se rakovina klonuje sama.

Tímto způsobem se staly spíše bakteriemi než zvířaty. A stejně jako bakterie se mohou pokusit porazit svou konkurenci – jiné druhy rakoviny – rychlejší mutací, řekl Ujvari. Poznamenala, že nová studie srdcovek odhalila, že dvě různé nakažlivé rakoviny někdy napadnou jediné zvíře.

Metzger doufá, že vyřešením této hádanky se jemu a dalším vědcům podaří odhalit některá skrytá pravidla rakoviny, která by se mohla vztahovat nejen na měkkýše, ale i na lidi.

Může být možné zaměřit se na několik částí genomů, které se změnily v rakovinných buňkách, abychom našli nové cíle pro léky. Dívá se také na genomy měkkýšů, aby zjistil, zda vyvinuli nové způsoby, jak odolat napadající rakovině.

„Příroda v podstatě provedla obrovský experiment,“ řekl Metzger. „Pokud existuje způsob, jak si zvíře vyvinulo odolnost vůči rakovině, chci vědět, co to je.“

Zdroj