Čovek ima skoro hiljadu puta više ćelija od miševa i živi oko 30 puta duže. To znači da bi češće trebalo da boluje od raka. Na kraju krajeva, što je više ćelija, one se češće dele i veća je verovatnoća da ćelijska greška dovede do raka. Međutim, rizik od raka kod miševa i ljudi je otprilike isti. A kod najvećih kopnenih životinja — slonova — primetno je manji.
Prvi čovek koji je skrenuo pažnju na ovaj nesklad 1977. godine bio je britanski epidemiolog Ričard Peto. Situacija je delovala utoliko čudnije jer je kod iste vrste postojala korelacija između veličine tela, starosti i rizika od obolevanja rakom. Dakle, kod visokih ljudi maligni tumori se češće otkrivaju i oni češće umiru od agresivnih vrsta raka. Koliko se ovo može objasniti deobom ćelija, to je sporno.
Danas je već poznato da mnogi geni povezani, na primer, sa rastom, takođe utiču na verovatnoću razvoja onkološkog obolenja. Ipak, i dalje postoji korelacija između veličine tela, životnog veka i rizika od raka.
Peto je sugerisao da su tokom evolucije krupni sisari koji žive dugo mogli razviti posebne mehanizme za uništavanje ćelija novonastalog tumora. Ali s obzirom na to koliko su često i nezavisno jedna od druge u istoriji planete nastajale velike životinje, ovi mehanizmi su se, očigledno, veoma razlikovali. Dalja istraživanja su potvrdila ove pretpostavke.
Ko ne boluje od raka
Godine 2015. profesor genetike na Univerzitetu u Čikagu (SAD) Vinsent Linč, pripremao se za predavanje o paradoksu Peto. U to vreme je već bilo poznato da je kod ljudi i kod mnogih drugih sisara rak povezan sa genom TP53 koji sprečava tumorsku transformaciju ćelija. Kada je DNK oštećena, na primer zračenjem, protein, koji gen proizvodi, aktivira procese popravljanja genoma. Ako ovo ne uspe, pokreće se program samouništenja oštećene ćelije — apoptoza.
Uoči predavanja, naučnik je za svaki slučaj odlučio da ovaj gen potraži u slonovoj DNK. Zamislite njegovo iznenađenje kada je tamo pronašao ne jednu ili dve, kao kod ljudi, već čak 20 kopija gena protiv raka.
Posle toga, njegova istraživačka grupa je analizirala genome najbližih rođaka slonova: mamuta, damata, lamantima, i otkrila da se broj takvih kopija neprekidno povećava kod krupnih kopnenih sisara sa povećanjem njihove veličine. Uz to, ispostavilo se da su većina retrogeni. U njima nije bilo introna — nekodiranih delova DNK. Obično retrogeni nisu funkcionalni, ali su kod slonova oni obavljali funkciju identifikovanja „štetnih“ ćelija.
Pored toga, ispostavilo se da je protein, koji proizvode slonovi geni protiv raka, takođe i kvalitetniji. Istraživači sa Univerziteta u Juti (SAD) otkrili su da kada je protein proizveden od ljudske varijante TP53, on oštećenim ćelijama pruža šansu da se poprave, dok njegov analog kod slona pokreće program apoptoza. U eksperimentima sa istim nivoom jonizujućeg zračenja, limfociti slonova su se samorazgrađivali dvostruko češće nego kod ljudi.
Zatim su naučnici dodavali protein-čudo slona u linije kancerogenih ćelija čoveka i miševa sa oštećenjima u genu TP53. U oba slučaja apoptoza se efikasno pojačavala. Na osnovu ovih rezultata, američki i izraelski naučnici su pristupili razvoju leka koji ne samo da leči rak, već ga i sprečava. Pretpostavlja se da će to biti mikro-kapsule koje su sposobne da se spoje sa ćelijskim membranama i dostave sadržaj koji nose, a to je protein slona.
Životna sredina je ključna
Časopis „Sajens“ (Science) je 2013. godine golog glodara (Heterocephalus glaber) poreklom iz Afrike, proglasio za „kičmenjaka godine“. Takva počast je dodeljena životinji za pomoć u istraživanju raka. Neverovatno dug život (prema standardima glodara), nedostatak znakova starenja u odrasloj dobi i otpornost na onkološka obolenja, učinili su ga idealnim predmetom proučavanja.
Međutim, 2016. godine je prijavljeno da dva mužjaka iz zooloških vrtova u Vašingtonu i Ilinoisu boluju od raka. Prvom je dijagnostikovan neuroendokrini adenokarcinom želuca, a drugom nediferencirani adenokarcinom. Godinu dana kasnije, naučnici sa Univerziteta u Floridi su saopštili da je otkriveno još četiri slučaja raka. Nakon toga nije bilo saopštenja o malignim tumorima kod glodara.
Ali postalo je jasno: ćelije Heterocephalus glaber takođe se mogu pretvoriti u ćelije raka (ranije se verovalo da su one otporne na tumorsku transformaciju). Stvar je, dakle, u specifičnosti njihovog mikrookruženja — složenom sistemu ćelija i supstanci koje su u kontaktu sa njima, zaključili su naučnici sa Univerziteta u Kembridžu (Velika Britanija).
Uzeli su 79 uzoraka tkiva iz creva, pankreasa, kože, pluća i bubrega 11 golih glodara i zarazili ih virusima sa genima povezanim sa razvojem raka kod miševa i pacova.
Zaražene ćelije su počele brzo da se množe i formiraju kolonije — pretvarale su se u kancerogene.
Istraživači su ove ćelije ubrizgavali u miševe. Nekoliko nedelja kasnije kod njih su se razvili maligni tumori, a sa golim glodarima se ništa nije dogodilo. Očigledno je da kod ovih životinja posebno okruženje koje formira njihovo telo zaustavlja rak u ranoj fazi. Međutim, kako se tačno to događa još uvek nije jasno. Jedan od mogućih ubica raka je imunološki sistem glodara, koji na vreme identifikuje i uništava „štetne“ ćelije.
Interferon i specifičan imunološki sistem
Daleki rođaci golih glodara, glodari Spalax golani i Spalax judaei, koji žive u Izraelu i Siriji, takođe praktično ne obolevaju od raka. Naučnici sa Univerziteta u Ročesteru (SAD) utvrdili su da je reč o posebnom proteinu IFN-beta. Kada se obične ćelije transformišu u ćelije karcinoma, on uključuje program samouništenja u njima.
U ćelije glodara su ubrizgavani defektni geni koji su ih primoravali da se nekontrolisano dele. Međutim, nakon nekoliko generacija, ćelije su naglo umrle usled nekroze i apoptoze. U mrtvim ćelijama su pronađeni molekuli proteina IFN-beta, koji je očigledno pokrenuo program samouništavanja.
Ova supstanca pripada klasi interferona — specijalnih proteina koje telo proizvodi za zaštitu od virusa. Tokom inficiranja, oni prodiru u susedne ćelije i menjaju ih tako da virus ne može prodreti unutra. Ponekad ovo uzrokuje apoptozu, što onemogućava dalje umnožavanje virusa.
U slučaju sa ćelijama karcinoma, interferon IFN-beta ih je primorao da sakupe molekule dva zaštitna proteina — p53 i Rb, koji su zauzvrat pokrenuli proces samouništenja.
Po mišljenju naučnika sa Instituta za bioorgansku hemiju Ruske akademije nauka, ovi glodari ne obolevaju od raka zbog specifičnosti imunog sistema. Konkretno, ne akumuliraju velike količine „odraslih“ T i B ćelija koje su odgovorne za dugoročni imunitet i proizvodnju antitela na poznate patogene.
Takođe, sa godina se kod njih ne smanjuje raznolikost i broj „zaliha“ imunih najsitnijih čestica. Štaviše, ovi glodari ne proizvode signalne molekule koji kontrolišu transformaciju najsitnijih čestica u ćelije sposobne da proizvode antitela.
Sve ovo omogućava da se izbegne akumulacija imunih ćelija, tokom čijeg sazrevanja su se dogodile greške. Obično u nekom trenutku oni napadaju zdrava tkiva u telu, uzrokujući hronično zapaljenje i autoimune bolesti. I jedno i drugo može dovesti do raka i masovne ćelijske smrti u različitim organima, uključujući mozak. A glodari su, zahvaljujući imunološkom sistemu, zaštićeni od svega ovoga.
Pročitajte još:
