Nowa nadzieja dla tasmańskiego diabła

Chociaż nowotwory są jednymi z najbardziej dotkliwych schorzeń, z jakimi przychodzi nam się mierzyć, mają jedną cechę, które jest swego rodzaju szczęściem w nieszczęściu: nie są zaraźliwe. I ta obserwacja jest prawdą dla znakomitej większości znanych nam zwierząt.

Istnieją jednak niezwykle rzadkie nowotwory, które mogą być przekazywane pomiędzy różnymi osobnikami. Pierwszy taki rodzaj raka został opisany już dobre 130 lat temu u psów. Rosyjski weterynarz M. Novinsky opisał w 1876 roku tzw. CTVT lub inaczej mięsaka zakaźnego: psi guz weneryczny, do zarażenia którym dochodzi zazwyczaj podczas stosunku.

Znacznie nowszym przykładem jest opisany po raz pierwszy w połowie lat 90. nowotwór, który zaobserwowano u diabłów tasmańskich. Jest to rak atakujący pysk tego zwierzęcia. Kiedy chorobę zaobserwowano po raz pierwszy, sądzono że jest to odosobniony dziwaczny przypadek. W ciągu dekady jednak choroba rozprzestrzeniła się tak bardzo, że zaczęła zagrażać istnieniu całego gatunku! Jest też nowotworem bardzo paskudnym: powoduje powstawanie na pysku wrzodów, które rozprzestrzeniają się na całe ciało. Diabły jednak nie tyle umierają z powodu nowotworu, co – najczęściej – przez zagłodzenie się na śmierć.

Dopiero zaś w 2006 roku w Nature ukazały się wyniki badań na diabłach tasmańskich, które sugerowały, że choroba – już wówczas rozpoznana jako nowotwór – może w istocie być zaraźliwa. Australijscy badacze sprawdzili, czy nowotwór może rozprzestrzeniać się poprzez allotransplantację (ang. allograft) – czyli poprzez kontakt zdrowego zwierzęcia z tkankami chorego osobnika. W tym celu pobrali próbki od wielu osobników wyłapanych we wschodniej Tasmanii i porównali kariotypy tych próbek (czyli ile i jakich chromosomów było w każdej z nich).

Zdrowy diabeł tasmański posiada normalnie bowiem 14 chromosomów. Wszystkie próbki rakowe jednak posiadały ich tylko 13, w dodatku nienaturalnie powiększonych i z różnymi patologicznymi zmianami. I wszystkie te genetyczne różnice były identyczne we wszystkich badanych próbkach.

W panelu górnym: wybarwione chromosomy zdrowego diabła; w panelu dolnym widać zaś chromosomy pochodzące z raka pyska. /Przedruk za zgodą Macmillan Publishers Ltd., Pearse and Swift, Nature 439:549 ©2006

Autorzy konkludują, że odpowiedzialne za łatwość z jaką nowotwór rozprzestrzenia się pomiędzy diabłami tasmańskimi są ich mała różnorodność genetyczna oraz wysoki stopień wsobności (co w zasadzie sprowadza się do niemal tego samego). Warto tu może dodać, ze jedna z teorii głosi, że celem niezwyklej różnorodności ludzkiego układu zgodności tkankowej – odpowiedzialnego po prostu za niszczenie wszelkich komórek w naszym ciele, które nie są nasze własne – jest właśnie zapobieganie rozprzestrzenianiu się nowotworów (osobiście jestem w tej kwestii dość sceptyczny, ale tutaj to nieistotne).

Być może jest jednak nadzieja dla diabłów tasmańskich. Wczoraj tygodnik PNAS opublikował pracę tłumaczącą potencjalny mechanizm, dzięki któremu rak pyska nie poddaje się działaniu układu immunologicznego diabłów. Badaczom udało się wykazać, że komórki tego nowotworu po prostu nie posiadają białek zgodności tkankowej – nie mogą więc zostać rozpoznane jako nieswoje!

Naukowcy wskazali też, jakie zmiany na poziomie ekspresji genów są odpowiedzialne za ten stan rzeczy.  Okazało się, że wynikają one nie z mutacji, jak to często bywa, ale ze zmian zachodzących na poziomie epigenetycznym – m.in. poprzez błędną deacetylację histonów, czyli białek, na które nawinięte jest DNA w jądrze komórkowym. Ich acetylacja i deacetylacja (czyli dodanie lub odjęcie reszty kwasu octowego) reguluje to, które fragmenty DNA w danym momencie ulegają (bądź nie) transkrypcji – a w jej wyniku, które białka są produkowane.

Co więcej autorom udało się doprowadzić do produkcji przez nowotwór białek zgodności tkankowej poprzez zastosowanie zmodyfikowanego diablego interferonu (ważnego białka układu immunologicznego). Te doświadczenia wykonane były in vitro, ale udało się potwierdzić te wyniki także in vivo. Badacze, którzy wierzą, że udało się im ostatecznie rozwikłać mechanizm zaraźliwości tej choroby, twierdzą, że zastosowanie u diabłów zmodyfikowanych komórek rakowych posiadających białka zgodności tkankowej może działać jak szczepionka – i w ten sposób uratować nie tylko zdrowie tych sympatycznych zwierzaków, ale w ogóle cały gatunek.

Przypisy:

1. Murgia, C., Pritchard, J., Kim, S., Fassati, A., & Weiss, R. (2006). Clonal Origin and Evolution of a Transmissible Cancer Cell, 126 (3), 477-487 DOI: 10.1016/j.cell.2006.05.051

2. Pearse, A., & Swift, K. (2006). Allograft theory: Transmission of devil facial-tumour disease Nature, 439 (7076), 549-549 DOI: 10.1038/439549a

3.Siddle, H., Kreiss, A., Tovar, C., Yuen, C., Cheng, Y., Belov, K., Swift, K., Pearse, A., Hamede, R., Jones, M., Skjodt, K., Woods, G., & Kaufman, J. (2013). Reversible epigenetic down-regulation of MHC molecules by devil facial tumour disease illustrates immune escape by a contagious cancer Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1219920110