Słonie podpowiadają jak unikać raka
Naukowcy określają to zjawisko jako paradoks Pato: nowotwory są wywoływane przez mutacje genowe, które kumulują się w komórkach wraz z upływem czasu. Mimo to długowieczne zwierzęta, które mają bardzo wiele komórek, takie jak słonie i wieloryby, bardzo rzadko zapadają na nowotwory. Dlaczego?
Częściowym wyjaśnieniem, przynajmniej w odniesieniu do słoni, może być gen znany pod nazwą p53, który pomaga ludziom i wielu innym zwierzętom w naprawie DNA uszkodzonego podczas replikacji. Słonie mają aż 20 kopii tego genu. Każda z kopii ma dwa warianty genowe, tak zwane allele. Łącznie wytwarzają one 40 białek, podczas gdy u człowieka (i większości zwierząt) pojedyncza kopia genu wytwarza dwa białka.
W nowym badaniu, opisanym w „Molecular Biology and Evolution”, próbowano wyjaśnić, w jaki sposób liczne kopie występujące u słoni pozwalają na skuteczniejszą walkę z nowotworami. Praca ta „otwiera wiele nowych możliwości badań nad tym, w jaki sposób komórki chronią się przed uszkodzeniami genomu, zarówno u słoni, jak i u ludzi”, mówi współautor badania Robin Fåhraeus, onkolog molekularny z francuskiego Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale. U ssaków p53 odgrywa kluczową rolę w zapobieganiu przekształcaniu zmutowanych komórek w nowotwory. Działa poprzez wstrzymywanie replikacji, a następnie albo uruchamianie naprawy, albo doprowadzanie do samozniszczenia komórek, jeśli uszkodzenia są zbyt rozległe. Bez aktywności p53 rak może łatwo przejąć kontrolę: w ponad połowie przypadków raka u ludzi dochodzi do utraty funkcji tego genu na skutek losowych mutacji.
Naukowcy dokonali wirtualnego modelowania oraz badania 40 białek p53 od słoni, wykrywając dwa sposoby, które mogą pozwolić słoniom unikać raka dzięki temu genowi. Po pierwsze, fakt posiadania przez słonie wielu kopii zmniejsza ryzyko wyłączenia działania p53 na skutek mutacji. Dodatkowo kopie p53 u słoni ulegają aktywacji w odpowiedzi na różne bodźce molekularne, a w efekcie różnie reagują na uszkodzone komórki. To prawdopodobnie daje przewagę podczas wykrywania i eliminowania mutacji.
Te „godne uwagi” wyniki sugerują, że słonie mają całe spektrum mechanizmów wykorzystywanych przez p53, mówi Sue Haupt, specjalistka biologii komórkowej z Peter MacCallum Cancer Center w Australii, która nie brała udziału w tym badaniu. Dodaje, że to wskazuje na „ekscytujące możliwości badań nad nowymi metodami zapobiegania nowotworom u ludzi”.
Fåhraeus wraz ze współpracownikami kontynuują teraz te badania z wykorzystaniem próbek krwi od słonia afrykańskiego z ogrodu zoologicznego w Wiedniu. Oceniają, w jaki sposób białka p53 wchodzą w interakcje z uszkodzonymi komórkami i innymi kluczowymi cząsteczkami. Zamierzają porównać te obserwacje z wynikami dla komórek ludzkich.
„Dzięki rzadkiemu występowaniu nowotworów słonie stały się istotne w badaniach onkologicznych u ludzi, pozwalając zrozumieć wrodzoną reakcję komórkową na uszkodzenia DNA – mówi Virginia Pearson, specjalistka wirusologii z Fox Chase Cancer Center, która nie brała udziału w tym badaniu. – To ważna publikacja”.