Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Zaraźliwy rak
Nowotwory nie są zaraźliwe – to jedna z najbardziej oczywistych zasad w biologii. Od każdej reguły istnieją jednak wyjątki. Do niedawna jedynymi rodzajami nowotworów opisywanych jako przenoszone bądź zakaźne były rak pyska diabła tasmańskiego (DFTD) oraz zakaźny psi guz weneryczny (CTVT). Niedawno zidentyfikowano także trzeci rodzaj nowotworu atakujący małże.

Nowotwory zakaźne przenoszone są drogą fizycznego kontaktu. Zmienione komórki charakteryzują się niespotykaną zdolnością do funkcjonowania poza organizmem gospodarza jako wolno żyjące czynniki infekcyjne, stanowiąc niejako nowy wymiar przystosowania ewolucyjnego. Wszystkie opisane dotąd rodzaje nowotworów zakaźnych pochodzą pierwotnie od pojedynczego osobnika i rozprzestrzeniają się w sposób horyzontalny. Masa proliferujących komórek prezentuje genotyp zupełnie odrębny od gospodarza. Niedawne odkrycia pozwalają przypuszczać, że skala tego zjawiska w naturze może być znacznie większa niż nam się do tej pory wydawało.

 

Rak pyska diabła tasmańskiego

DFTD (ang. devil facial tumour disease) dotyka diabły tasmańskie, zagrożony wyginięciem endemiczny gatunek zasiedlający australijską wyspę Tasmanię. Choroba objawia się wystąpieniem masywnych guzów o średnicy powyżej 3 cm na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni pyska oraz szyi. Od wystąpienia pierwszych objawów do śmierci osobnika mija zazwyczaj kilka miesięcy. Nowotwór odnotowano po raz pierwszy w 1996 roku. Brak wcześniejszych dowodów sugeruje, że choroba ta pojawiła się niedawno. Nowotwór dziesiątkuje populację diabłów tasmańskich, które w obecnym tempie zachorowań mogą wyginąć w ciągu najbliższych 25 lat. Komórki przenoszone są na drodze fizycznego kontaktu, nawet na długo po śmierci chorego osobnika. Do transmisji dochodzi najczęściej podczas ukąszeń, ale także na drodze kanibalizmu lub dzielenia się pożywieniem. DFTD jest nowotworem tkanek miękkich często przerzutującym do okolicznych węzłów chłonnych oraz narządów trzewnych. Jego pochodzenie na podstawie markerów molekularnych określono jako neuroendokrynne. Kariotyp komórek nowotworowych wykazuje charakterystyczne różnice w porównaniu do zdrowych komórek diabłów zawierających 14 chromosomów. Wyniki rocznej obserwacji 11 przypadków DFTD w różnych rejonach Tasmanii wskazują na 13 chromosomów, wśród których utracone 5 chromosomów typu dzikiego łącznie z chromosomami płci, zastąpione zostały przez 4 niezidentyfikowane wcześniej chromosomy markerowe. Hipotezę o monofiletycznym pochodzeniu wszystkich DFTD potwierdza analiza sekwencji mikrosatelitarnych oraz alleli głównego układu zgodności tkankowej. DFTD wydaje się zatem rozprzestrzeniać na zasadzie klonalnie transmitowanego przeszczepu allogenicznego.

Co natomiast ze wspomnianym przed chwilą głównym układem zgodności tkankowej? Ta wyspecjalizowana i wysoce zróżnicowana genetycznie bariera składająca się z kompleksów MHC typu I i II, stanowi element wtórnej odpowiedzi immunologicznej. Niezgodność cząsteczek MHC klasy I i II odpowiada za pierwotną obronę organizmu przed nowotworami oraz za odrzucenie niezgodnych przeszczepów. W populacji diabłów tasmańskich zasiedlających wschodnią Tasmanię zaobserwowano ekstremalnie niskie zróżnicowanie cząsteczek MHC obu klas, co potwierdzono pod kątem łatwości przyjmowania allogenicznie przeszczepionych limfocytów. Obecność jednorodnych, zgodnych cząsteczek MHC na powierzchni komórek DFTD, prawdopodobnie w połączeniu z dodatkowymi czynnikami immunologicznymi, pozwala na łatwe rozprzestrzenianie się nowotworu. Jak dotąd nie opracowano skutecznej szczepionki ani metody leczenia DFTD. Jedyną obecnie dostępną opcją jest izolacja zdrowych osobników.

 

Zakaźny psi guz weneryczny

CTVT (ang. canine transmissible venereal tumor), znany również jako mięsak Sticker’a, przenoszony jest podczas kopulacji. Do transmisji może dojść także poprzez lizanie, wąchanie czy drapanie zakażonych obszarów. Podobnie jak w przypadku DFTD, tu także wykluczono przenoszenie czynników infekcyjnych z udziałem wirusów. W przeciwieństwie do DFTD, choroba występuje na całym świecie i towarzyszy psom od tysiącleci, prawdopodobnie pochodząc od wilka żyjącego około 7,8–78 tysięcy lat temu. Charakteryzuje się uszkodzeniami okolic zewnętrznych narządów płciowych obu płci, niezależnie od rasy. Początkowo w formie guzków, nowotwór przechodzi w formę wrzodziejących masy o średnicy dochodzącej do 10 cm i może powodować przerzuty. CTVT prawdopodobnie wywodzi się z linii makrofagów. W przeciwieństwie do konstytutywnej liczby 78 chromosomów u psów, kariotyp guzów z różnych regionów świata potwierdza liczbę chromosomów między 57-59. Dodatkowo, w komórkach nowotworowych występuje 15-17 chromosomów metacentrycznych, podczas gdy w zdrowych komórkach występują tylko 2. Analiza z użyciem macierzy potwierdziła wysoką korelację pomiędzy kariotypami guzów pochodzących z różnych kontynentów, co wskazuje na wspólne pochodzenie wszystkich CTVT oraz ich relatywną stabilność mimo opisanej aneuploidii. Markerem diagnostycznym CTVT jest element insercyjny LINE obecny we wszystkich guzach i niespotykany w żadnej innej tkance psów. Monofiletyczne pochodzenie wszystkich guzów potwierdza analiza sekwencji mikrosatelitarnych. Warianty MHC oraz polimorfizm DNA mitochondrialnego klasyfikują obecnie występujące guzy w dwóch odrębnych kladach rozprzestrzenionych na całym świecie.

Guzy mogą znajdować się w fazie progresywnej, stabilnej, a niekiedy także regresywnej, lecz ta ostatnia wciąż jest skąpo opisana w przypadku naturalnie występujących nowotworów. Psy, które wyzdrowiały, wykazują odporność na powtórne zakażenie. Także szczenięta suk, które przeszły chorobę są mniej podatne na infekcję. Regresja choroby związana jest ze zwiększoną infiltracją nowotworu przez komórki układu immunologicznego. Większość komórek nowotworowych nie prezentuje kompleksów MHC klasy I i II w fazie progresywnej, jednak często zaczyna je prezentować w fazie regresywnej. Indukcja ekspresji cząsteczek MHC rozpoznawanych przez układ immunologiczny gospodarza może zatem prowadzić do regresji nowotworu. Rozwój CTVT może stymulować zarówno komórkową jak i humoralną odpowiedź immunologiczną gospodarza, jednak przeciwciała nie są skuteczne wobec już rozwiniętego nowotworu.

 

Białaczko-podobny nowotwór małży

Śmiertelną chorobę toczącą populację małży Mya arenaria zauważono po raz pierwszy w latach 70. XX wieku u wybrzeży Nowej Anglii. Dziś zakres epidemii obejmuje wybrzeże Atlantyku o długości około 1000 km, od Wyspy Księcia Edwarda w Kanadzie aż po Zatokę Chesapeake w USA. Małże cierpią z powodu silnej proliferacji komórek blastycznych hemolimfy przypominającej białaczkę.                       

Pochodzenie nowotworu nie jest dokładnie znane, jednak tak samo jak w przypadku wcześniej opisanych, najprawdopodobniej wziął początek od pojedynczego osobnika. Garść elementów różniących nowotwory opisywane w Kanadzie i USA wskazuje na pewien stopień zróżnicowania komórek nowotworowych. Każe to przypuszczać, że pierwotne mutacje musiały pojawić się odpowiednio wcześniej.

Początkowe badania pod kątem obecności wirusa, konkretnie odwrotnej transkryptazy, wykazały obecność enzymu w komórkach nowotworowych. Nie jest ona jednak kodowana w genomie wirusa, lecz wchodzi w skład retrotranspozonu, któremu nadano nazwę Streamer. W komórkach zmienionych nowotworowo jest on wysoce eksprymowany i występuje w bardzo dużej ilości kopii. Analiza miejsc insercji Streamer’a, połączona z analizą polimorfizmu DNA mitochondrialnego oraz sekwencji mikrosatelitarnych, potwierdziła odrębność genotypu nowotworu i gospodarza oraz względne podobieństwo wszystkich badanych komórek neoplastycznych. Szybkie rozprzestrzenianie się choroby w wodach przybrzeżnych sugeruje, iż zmienione nowotworowo komórki mogą być uwalniane do środowiska wodnego i pobierane przez pozostałe osobniki podczas filtracji pożywienia. Nie wyjaśniono do tej pory, w jaki sposób obce komórki nowotworowe unikają odpowiedzi immunologicznej. Do tej pory, zbliżone objawy chorobowe zaobserwowano także u innych skorupiaków, takich jak ostrygi i sercówki.

KOMENTARZE
Newsletter