Od roku 2012 rybári a biológovia pri jazere Memphremagog na hranici medzi Vermontom (USA) a Quebecom (Kanada) pozorovali niečo znepokojujúce: rastúci počet hnedých sumcov ( Ameiurus nebulosus ) mal na koži vyvýšené čierne škvrny . Do roku 2014 takmer každý tretí exemplár vykazoval tieto lézie. Čo sa zdalo ako lokálny problém so znečistením alebo vírus, sa ukázalo byť niečím oveľa zvláštnejším: rakovinou, ktorá sa prenáša z jednej ryby na druhú ako parazit.
Objav, ktorý v časopise Nature publikovali výskumníci z University of Vermont, predstavuje prvý zdokumentovaný prípad prenosnej rakoviny u sladkovodného druhu a štvrtý známy prípad v celej živočíšnej ríši, po nádore tváre tasmánskeho diabla, pohlavnom nádore u psov a nákazlivých leukémiách u lastúrnikov. Správa sa dostala na titulné stránky novín po celom svete, ale vedci chcú zdôrazniť, že pre ľudí neexistuje žiadne nebezpečenstvo.
Nádor, ktorý nepatrí svojmu nositeľovi.
Aby pochopili, čo sa deje, tím vedený Julie Dragonovou a Markom Hendersonom sekvenoval kompletný genóm nádorov a porovnal ho so zdravým tkanivom z tej istej ryby. Výsledok bol presvedčivý: rakovinové bunky z rôznych jedincov zdieľali stovky tisíc genetických variantov , ktoré sa u hostiteľskej ryby neobjavili. Pri typickej rakovine je každý nádor geneticky jedinečný, pretože pochádza z vlastných buniek pacienta. V tomto prípade však boli nádory prakticky identické, čo sa dá vysvetliť iba vtedy, ak sa malígne bunky rozšírili z jednej ryby na druhú.
„Mysleli sme si, že by to mohol byť vírus alebo kontaminant,“ pripúšťa Dragon. „Ale keď sme videli, že genómy nádorov sú si viac príbuzné navzájom ako s genómami ich hostiteľov, vedeli sme, že máme do činenia s prenosnou klonálnou rakovinou.“ Inými slovami, samotné nádorové bunky pôsobia ako infekčné agensy , kolonizujú nových hostiteľov a množia sa v nich.
Ako sa melanóm prenáša medzi rybami?
Presný mechanizmus prenosu sa stále skúma, ale autori poukazujú na obdobie rozmnožovania ako kľúčový čas . Počas neresenia sa sumce zhromažďujú v plytkých vodách a udržiavajú veľmi blízky fyzický kontakt. „Zdá sa, že sa to vyskytuje iba u veľkých, reprodukčne zrelých rýb,“ vysvetľuje Henderson. „Možno nejaký aspekt ich reprodukčného správania spúšťa šírenie rakoviny.“
Okrem toho, ako bentické ryby, ktoré žijú na morskom dne a nemajú šupiny, neustále interagujú so sedimentom , kde sa môžu hromadiť uvoľnené nádorové bunky. Štúdia tiež poukazuje na to, že znečistenie morí a vodných zdrojov alebo hormonálne zmeny by mohli oslabiť imunitný systém rýb, čím by sa stali zraniteľnejšími voči infekciám.
Štvrtá známa prenosná rakovina u zvierat
Doteraz veda zdokumentovala iba tri príklady prenosnej rakoviny v prírode. Najstarším je prenosný pohlavný nádor u psov (CTVT) , ktorý sa prenáša počas párenia a cirkuluje na celom svete už 6 000 až 11 000 rokov. Potom je tu nádor tváre tasmánskeho diabla (DFTD) , ktorý tento druh zdecimuje od 90. rokov 20. storočia prenosom uhryznutím. A tretiu skupinu tvoria niektoré nákazlivé leukémie u lastúrnikov, ako sú mušle a slávky, ktoré sa šíria morskou vodou.
Melanóm hnedého sumca je prvý svojho druhu u ryby a v sladkovodnom ekosystéme. „Ešte pred desiatimi rokmi sa predpokladalo, že prenosná rakovina je extrémne zriedkavá,“ hovorí Adrián Báez-Ortega, výskumník na Univerzite v Cambridge. „Vodné prostredie by však mohlo byť priaznivejšie pre prenos. Je veľmi pravdepodobné, že existuje mnoho ďalších prípadov, ktoré zostali nezistené.“
Prírodný arzén a jeho možná súvislosť s Thoreauom
Výskumníci vylúčili skládku v Coventry, ktorá sa nachádza v blízkosti jazera, pretože rakovinu spôsobili nádory, pretože sa rovnomerne objavovali pozdĺž 51 kilometrov jazera a v iných vodných plochách s čistou vodou. Zistili však súvislosť s prirodzene sa vyskytujúcimi hladinami arzénu v pôde. „Arzén sa prirodzene vyskytuje v celom Novom Anglicku a veľmi vysoké koncentrácie sú v severovýchodnom Vermonte a Maine, kde sme tiež videli dôkazy o tejto rakovine,“ povedal Henderson.
Je zaujímavé, že prvý popis tejto rakoviny môže pochádzať z roku 1852, keď filozof a prírodovedec Henry David Thoreau vo svojom denníku napísal o sumcovi s „veľkou zamatovou čiernou škvrnou“ v rieke Concord. O šesť rokov neskôr opísal ďalší prípad. Vedci teraz skúmajú rieky a rybníky v Massachusetts, aby zistili, či rakovina mohla vzniknúť práve tam.
Žiadne riziko pre ľudí
Jednou z najčastejšie kladených otázok je, či by táto rakovina mohla postihnúť ľudí. Jazero Memphremagog poskytuje pitnú vodu viac ako 175 000 ľuďom, ale výskumníci sú neoblomní: neexistuje žiadne známe riziko pre ľudí . „Rakovinové bunky nemôžu infikovať ani prežiť v iných druhoch,“ vysvetľuje Dragon. „Ryby sú bezpečné na manipuláciu a štúdium.“ Beata Ujvari z Deakin University dodáva, že „ľudia majú vysoko účinný imunitný systém schopný rozpoznať cudzie bunky. Pravdepodobnosť prenosu zo sumca na človeka je prakticky nulová.“
U ľudí je prenos nádorov extrémne zriedkavý a obmedzený na veľmi špecifické prípady, ako je prenos z matky na dieťa (0,1 % tehotenstiev) alebo rakovina pochádzajúca od darcov pri transplantácii orgánov (0,04 % príjemcov). Toto sa vôbec nepodobá tomu, čo sa deje u týchto rýb.
Dlhodobý ekologický dopad zostáva neistý. Zatiaľ čo rakovina tasmánskeho diabla je ničivá, rakovina psov koexistuje so svojimi hostiteľmi už tisícročia. V jazere Memphremagog môžu ťažko choré sumce prežiť roky, ale nie je známe, ako to ovplyvní populácie. Jasné však je, že toto zistenie otvára nové okno do pochopenia evolúcie rakoviny. „Štúdiom toho, ako rakoviny prežívajú a šíria sa mimo svojho pôvodného hostiteľa, sa môžeme veľa dozvedieť o tom, čo ich drží v uzatvorenom stave a čo sa stane, keď sa tieto bariéry prelomia,“ uzatvára Dragon. Tieto ryby sa nevedomky stali prirodzeným laboratóriom pre onkológiu.