Historia psów prześledzona przez rozprzestrzenianie zakaźnego raka psów

Pierwszy opisał tego zakaźnego raka rosyjski weterynarz, Mstisław Nowinski, w latach 1870., ale dopiero w 2006 r. Robin Weiss i Claudio Murgia z University College London odkryli jego prawdziwą naturę. Przez porównanie próbek guzów z 40 psów na całym świecie, zespół pokazał, że guzy CTVT są bardziej spokrewnione wzajem ze sobą niż z komórkami psa gospodarza. Innymi słowy, nie powstały niezależnie w każdym gospodarzu. Wszystkie są potomkami tego samego, pierwszego zakaźnego raka.

Ten rak nie pozostał niezmieniony podczas swoich podróży. Przy nadarzającej się okazji wymieniał swoje baterie.

Nasze komórki napędzane są przez małe struktury w kształcie fasolki o nazwie mitochondria. Przechodzą one z matki na córkę i mają własne, niezależne genomy. Powinno to znaczyć, że wszystkie mitochondria w każdej komórce CTVT pochodzą z tego guza-przodka i powinno być możliwe zmapowanie ich genomów do jednego, ekskluzywnego drzewa rodzinnego.

Nie jest tak. W 2011r. Clare Rebbeck analizowała mitochondrialne genomy 37 próbek guzów i odkryła, że należały do dwóch głównych linii, z których każda grupowała się w innej grupie psów. Sugerowało to, że rak zakaźny czasami pobiera nowe mitochondria od swoich gospodarzy.

Ile razy to się zdarzyło? Co najmniej pięć, według Andrei Strakovej i Máire Ní Leathlobhair z University of Cambridge. Otrzymały tę liczbę z największego jak dotąd badania CTVT - aż 449 guzów z 39 krajów. Pokazały, że mitochondria tych guzów grupują się w pięć różnych linii rodowych, co sugeruje pięć wydarzeń zamiany.

Wszystkie te linie rodowe są młodsze niż 1,7 tysiąca lat, a sam CTVT ma co najmniej 11 tysięcy lat. Znaczy to, że oryginalne mitochondria z psa-założyciela, który pierwszy wytworzył te guzy, już nie istnieją. Zostały zastąpione.

Nikt nie wie, jak zachodzi wymiana mitochondriów. Komórki guza mogą pochwycić mitochondria nowego gospodarza przez zlanie się z ich komórkami. Albo też „jest możliwe, że tworzą się małe tubule między guzem a komórkami gospodarza” – mówi Elizabeth Murchison, która kierowała tym badaniem. Mitochondria mogą przechodzić tymi mostami.  

Jest także niejasne, dlaczego to zdarzyło się. „Fakt, że zdarzyło się to pięć razy, sugeruje, że dawało to jakiś rodzaj korzyści” – mówi Murchison. Mitochondria spalają bardzo dużo energii i ich DNA ma zwyczaj szybkiego zmieniania się. Wiele z tych zmian może być szkodliwych. Ale kiedy komórki CTVT przenoszą się dalej, mogą wymienić swoje zużyte baterie na nowe od nowego gospodarza.

Popiera tę ideę fakt, że zespół Murchison znalazł niezwykle małą liczbę destrukcyjnych mutacji wśród mitochondrialnych genomów. „W rakach tak zazwyczaj nie jest; komórki rakowe nie są zbyt dobre w chronieniu ważnych genów. To sugeruje, że mitochondrialny DNA może być bardzo ważny dla żywotności CTVT” – mówi Murchison.

Istnieją jeszcze cztery inne guzy zakaźne: dwa, które atakują diabły tasmańskie, jeden u skorupiaków i jeden u chomiczków syryjskich. Badanie tych niezwykłych postaci raka daje, zdaniem Murchison, wskazówki o biologii normalnych postaci raka, które nie szerzą się między gospodarzami.  .

Na przykład, zespół odkrył oznaki, że mitochondria komórek CTVT mogą czasami przetasować swój DNA z mitochondriami swoich gospodarzy. Jest to rekombinacja i nigdy przedtem nie widziano jej w komórkach rakowych. To może dziać się przy raku u ludzi i nigdy się nie dowiedzielibyśmy, ponieważ wymieszane mitochondria maja niemal identyczne genomy. Jeśli jednak to zachodzi, „może to być ważne na podtrzymanie i naprawę mitochondrialnego DNA” – mówi Murchison.

Zakaźne raki mogą dawać także nieoczekiwane informacje. Na przykład, historia pięciu linii rodowych raka zakaźnego ujawnia historię psów, co z kolei ujawnia historię ludzi. Jedna linia rodowa jest szeroko rozpowszechniona w Eurazji, ale dotarła do Ameryki dopiero około 500 lat temu, wraz z kolonizacją Nowego Świata przez Europejczyków. Inna linia rodowa wydaje się szerzyć szlakami handlowymi przez oceany Atlantycki i Indyjski. Kiedy ludzie przemierzali świat, zabierali ze sobą psy – a ich zakaźne guzy wędrowały z nimi.

Otrzeźwiająco działa myśl, że ten łajdacki rak – ten nieśmiertelny pies – przeżyje ciebie, mnie i każdego, kto go obecnie bada.

History of Dogs Tracked Through Contagious Canine Cancer

Not Exactly Rocket Science, 18 maja 2016

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska