Οι επιστήμονες αναζητούν ένα από τα πιο αινιγματικά μυστήρια της ιατρικής: γιατί ορισμένα είδη αποφεύγουν να πάθουν καρκίνο, ενώ άλλα μαστίζονται από όγκους που μειώνουν τη ζωή τους.
Οι φάλαινες τείνουν να έχουν χαμηλά ποσοστά καρκίνου, αλλά είναι η κύρια αιτία θανάτου για τους σκύλους και τις γάτες. Οι αλεπούδες και οι λεοπαρδάλεις είναι ευαίσθητες, ενώ τα πρόβατα και οι αντιλόπες όχι. Οι νυχτερίδες είναι επίσης σχετικά καλά προστατευμένες από τον καρκίνο αλλά όχι τα ποντίκια ή οι αρουραίοι. Στους ανθρώπους, ο καρκίνος αποτελεί κύρια αιτία θανάτου που σκοτώνει περίπου 10 εκατομμύρια ανθρώπους ετησίως.
Ακόμη πιο αινιγματικό είναι το γεγονός ότι πολλά τεράστια πλάσματα, συμπεριλαμβανομένων των φαλαινών και των ελεφάντων, αποφεύγουν γενικά τον καρκίνο, ενώ, αντίθετα, θα έπρεπε να διατρέχουν ιδιαίτερο κίνδυνο επειδή διαθέτουν τεράστιο αριθμό κυττάρων, καθένα από τα οποία θα μπορούσε να προκαλέσει έναν όγκο.
Αυτό είναι το παράδοξο του Peto, που πήρε το όνομά του από τον Βρετανό στατιστικολόγο Richard Peto, ο οποίος το περιέγραψε πρώτος, και βρίσκεται στο επίκεντρο των ερευνών των επιστημόνων του Ινστιτούτου Wellcome Sanger, στο Κέιμπριτζ, οι οποίοι συνεργάζονται με ερευνητές από διάφορα κέντρα, μεταξύ των οποίων και η Ζωολογική Εταιρεία του Λονδίνου (ZSL).
“Ο καρκίνος είναι μια ασθένεια που εμφανίζεται όταν ένα κύτταρο του σώματος υφίσταται μια σειρά μεταλλάξεων στο DNA του και αρχίζει να διαιρείται ανεξέλεγκτα, και η άμυνα του οργανισμού αποτυγχάνει να σταματήσει αυτή την ανάπτυξη”, δήλωσε ο επικεφαλής του προγράμματος Alex Cagan. “Όσο περισσότερα κύτταρα διαθέτει ένα ζώο, θα έλεγε κανείς ότι τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος ένα από αυτά να γίνει καρκινικό”.
Ανοσοφθορισμός καρκινικών κυττάρων που αναπτύσσονται σε 2D με τους πυρήνες σε μπλε χρώμα, το κυτταρόπλασμα σε κόκκινο και τις εστίες βλάβης του DNA σε πράσινο χρώμα. Η άποψη αυτή υποστηρίζεται από τον Simon Spiro, κτηνιατρικό παθολόγο άγριας ζωής του ZSL. “Σκεφτείτε τα κύτταρα ως λαχεία: όσο περισσότερα έχετε, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα να κερδίσετε ένα τζακ ποτ που, στην προκειμένη περίπτωση, είναι ο καρκίνος. Έτσι, αν έχετε χίλιες φορές περισσότερα κύτταρα από έναν άνθρωπο, τότε θα πρέπει να έχετε χίλιες φορές μεγαλύτερο κίνδυνο να καταλήξετε με καρκίνο”.
Από αυτή την άποψη, υπάρχουν ορισμένα είδη φαλαινών που δεν θα έπρεπε να είναι σε θέση να φτάσουν την ηλικία του ενός έτους χωρίς να πάθουν καρκίνο, επειδή έχουν τόσα πολλά κύτταρα – αρκετά τετράκις εκατομμύρια σε σύγκριση με τον άνθρωπο, ο οποίος έχει μόνο τρισεκατομμύρια, δηλαδή χιλιαπλάσια μείωση του αριθμού. Αλλά δεν παρατηρείται κάτι τέτοιο. Οι φάλαινες Bowhead έχουν μέση διάρκεια ζωής 100 έως 200 χρόνια, για παράδειγμα, ενώ οι ελέφαντες έχουν μέση διάρκεια ζωής περίπου 70 χρόνια. Ωστόσο, σε σύγκριση με τον άνθρωπο, όλοι τους έχουν χιλιάδες φορές περισσότερα κύτταρα, καθένα από τα οποία αποτελεί δυνητικό σημείο εκκίνησης για μια μετάλλαξη που θα οδηγούσε σε καρκίνο.
Σε μια προσπάθεια να κατανοήσουν αυτό το παράδοξο, η ομάδα Sanger μελέτησε μια σειρά από ζώα που είχαν πεθάνει από φυσικά αίτια στο ζωολογικό κήπο του Λονδίνου. Όλα ήταν θηλαστικά και περιλάμβαναν λιοντάρια, τίγρεις, καμηλοπαρδάλεις, κουνάβια και λεμούριους με δακτυλιοειδή ουρά. Επιπλέον, στη μελέτη συμπεριλήφθηκαν και γυμνοί αρουραίοι από ένα διαφορετικό κέντρο.
“Μοιάζουν με λουκάνικα κοκτέιλ με δόντια”, δήλωσε ο Cagan. “Έχουν το μέγεθος ενός ποντικιού, αλλά ζουν περίπου 30 χρόνια και σχεδόν ποτέ δεν παθαίνουν καρκίνο”.
Σκεφτείτε τα κύτταρα σαν λαχεία: όσο περισσότερα έχετε, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα να κερδίσετε ένα τζακ ποτ που, στην προκειμένη περίπτωση, είναι ο καρκίνος. Στη συνέχεια οι επιστήμονες απομόνωσαν κύτταρα γνωστά ως κύτταρα εντερικής κρύπτης από κάθε νεοεκπνεύσαντα ζώο και μελέτησαν το γονιδίωμά τους.
“Αυτά αναπληρώνονται συνεχώς από τα βλαστικά κύτταρα και αποτελούν έναν πρώτης τάξεως τρόπο σύγκρισης των γονιδιωμάτων. Τα χρησιμοποιήσαμε για να μετρήσουμε τον αριθμό των μεταλλάξεων που κάθε είδος συσσωρεύει κάθε χρόνο”, πρόσθεσε ο Cagan.
“Αυτό που διαπιστώσαμε ήταν πολύ εντυπωσιακό. Ο αριθμός των μεταλλάξεων που συσσώρευε το καθένα κάθε χρόνο διέφερε πάρα πολύ. Ουσιαστικά, διαπιστώθηκε ότι τα μακρόβια είδη συσσωρεύουν μεταλλάξεις με βραδύτερο ρυθμό, ενώ τα βραχύβια είδη το έκαναν με ταχύτερο ρυθμό. Για παράδειγμα, στον άνθρωπο, έχουμε περίπου 47 μεταλλάξεις το χρόνο, ενώ στο ποντίκι είναι περίπου 800 μεταλλάξεις το χρόνο. Τα τελευταία ζουν περίπου 4 χρόνια. Η μέση διάρκεια ζωής του ανθρώπου είναι 83,6 χρόνια”.
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι, στο τέλος μιας ζωής, όλα τα διαφορετικά ζώα που μελετήθηκαν είχαν συγκεντρώσει περίπου 3.200 μεταλλάξεις. “Ο παρόμοιος αριθμός μεταλλάξεων στο τέλος της διάρκειας ζωής αυτών των διαφορετικών ζώων είναι εντυπωσιακός, αν και δεν είναι ακόμη σαφές αν αυτό αποτελεί αιτία γήρανσης”, δήλωσε ο Cagan.
Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα, ανάλυση της επιδιόρθωσης του DNA αποκάλυψε ότι τα κύτταρα των φαλαινών επιδιορθώνουν σπασίματα διπλής έλικας με μοναδικά υψηλή αποτελεσματικότητα και ακρίβεια σε σύγκριση με άλλα θηλαστικά. Επιπλέον, εντοπίστηκαν δύο πρωτεΐνες, οι CIRBP και RPA2, οι οποίες υπάρχουν σε υψηλά επίπεδα στους ινοβλάστες των μεγάλων θηλαστικών και αυξάνουν την αποτελεσματικότητα και την πιστότητα της επιδιόρθωσης του DNA στα ανθρώπινα κύτταρα. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι αντί να διαθέτει πρόσθετα ογκοκατασταλτικά γονίδια ως εμπόδια στην ογκογένεση, η φάλαινα bowhead βασίζεται σε ακριβέστερη και αποτελεσματικότερη επιδιόρθωση του DNA για τη διατήρηση της ακεραιότητας του γονιδιώματος. Αυτή η στρατηγική που δεν εξαλείφει τα κύτταρα αλλά τα επιδιορθώνει, μπορεί να είναι κρίσιμη για τη μακρά και χωρίς καρκίνο διάρκεια ζωής της φάλαινας bowhead. Η εργασία καταδεικνύει την αξία της μελέτης των μακρόβιων οργανισμών για τον εντοπισμό νέων μηχανισμών μακροζωίας και τη δυνατότητα μεταφοράς τους στον άνθρωπο.
Το πώς ακριβώς τα μακρόβια ζώα επιβραδύνουν με επιτυχία τον ρυθμό των μεταλλάξεων του DNA τους είναι ωστόσο ασαφές. Επιπλέον, η σχέση μεταξύ του ρυθμού μεταλλάξεων και της διάρκειας ζωής έχει διαπιστωθεί μόνο για ζώα που έχουν χαμηλή έως μεσαία διάρκεια ζωής.
“Μπορούμε να μελετήσουμε μόνο πλάσματα που έχουν πεθάνει με φυσικό θάνατο, και αυτές οι πολύ μεγάλες διάρκειες ζωής θα είναι εξ ορισμού σπάνιες”, δήλωσε ο Spiro. “Θα πρέπει να περιμένουμε για να πάρουμε αυτά τα δεδομένα”.
Επιπλέον, η πρώτη φάση του προγράμματος Sanger-Zoo εξέτασε μόνο θηλαστικά. Τώρα επεκτείνεται σε φυτά, έντομα και ερπετά.
“Τα κοινωνικά έντομα όπως τα μυρμήγκια είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα”, δήλωσε ο Cagan. “Τα εργατικά μυρμήγκια και η βασίλισσά τους έχουν το ίδιο γονιδίωμα, αλλά η βασίλισσα ζει 30 χρόνια, ενώ οι εργάτριες ένα ή δύο. Αυτό υποδηλώνει ότι η βασίλισσα μπορεί να ενεργοποιεί καλύτερη επιδιόρθωση του DNA, αν και θα μπορούσαν να υπάρχουν και άλλες εξηγήσεις”.
Ο Cagan πρόσθεσε ότι η έρευνά τους υποδεικνύει ότι το ποντίκι, το οποίο χρησιμοποιείται σε πειράματα για τον καρκίνο, μπορεί να μην είναι το καλύτερο μοντέλο για την έρευνα λόγω της πολύ μικρής διάρκειας ζωής του.
“Τώρα μπορούμε να σκεφτούμε να εξετάσουμε πολύ πιο μακρόβια είδη που μπορεί να είναι πιο σημαντικά και να αποτελέσουν χρήσιμα μοντέλα για την κατανόηση της αντίστασης στον καρκίνο”.
Το κρίσιμο σημείο είναι ότι η σύνδεση μεταξύ των ποσοστών μεταλλάξεων, των όγκων και της γήρανσης προσφέρει νέα κατανόηση και των δύο διαδικασιών και θα μπορούσε να οδηγήσει σε βελτιωμένο έλεγχο του καρκίνου και σε θεραπείες που θα μπορούσαν να μετριάσουν τις χειρότερες επιπτώσεις της γήρανσης, λένε οι επιστήμονες.