σταθμός: Εντοπίστηκε ο πρώτος μεταδοτικός καρκίνος σε ψάρια

Σύνοψη

• Ιστορική πρωτιά: Ανακαλύφθηκε στο Lake Memphremagog (Βόρεια Αμερική) ο πρώτος γνωστός μεταδοτικός καρκίνος σε ψάρια (και ο πρώτος σε ζώα γλυκού νερού).
• Γενωμική απόδειξη: Η αλληλούχηση γονιδιώματος απέδειξε ότι τα κύτταρα του μελανώματος λειτουργούν ως ξεχωριστή, παρασιτική οντότητα με κοινό DNA, ανεξάρτητο από τους ξενιστές.
• 4η περίπτωση παγκοσμίως: Προστίθεται στη μικρή λίστα των γνωστών μεταδοτικών καρκίνων, η οποία περιλαμβάνει τους σκύλους, τους διαβόλους της Τασμανίας και ορισμένα δίθυρα μαλάκια (μύδια/αχιβάδες).
• Τοπικός αντίκτυπος: Η ανακάλυψη καθιστά επιτακτική την εισαγωγή σύγχρονων εργαλείων γενωμικής ανάλυσης για την προστασία της πλούσιας ελληνικής ιχθυοκαλλιέργειας και των εγχώριων λιμναίων οικοσυστημάτων.

Η εμφάνιση μαζικών δερματικών αλλοιώσεων σε πληθυσμούς ψαριών αποτελεί συχνά ένδειξη περιβαλλοντικής μόλυνσης ή ιογενούς λοίμωξης. Ωστόσο, η πρόσφατη δημοσίευση στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Nature έρχεται να ανατρέψει τα καθιερωμένα βιολογικά μοντέλα. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Βερμόντ ανακάλυψαν ότι μια μυστηριώδης συρροή μαύρων αλλοιώσεων στα γατόψαρα (Ameiurus nebulosus) οφείλεται στην πραγματικότητα σε μια σπάνια και άκρως επιθετική μορφή μεταδοτικού καρκίνου.

Από το 2012, βιολόγοι στην περιοχή του Lake Memphremagog άρχισαν να καταγράφουν την εμφάνιση αυτών των αλλοιώσεων και μέχρι το 2014, σχεδόν το ένα τρίτο του τοπικού πληθυσμού εμφάνιζε έντονα σημάδια στο δέρμα. Επειδή τα συγκεκριμένα ψάρια διαβιούν στον πυθμένα και δεν εκτίθενται στην υπεριώδη ακτινοβολία (η οποία ευθύνεται για τα περισσότερα μελανώματα), η εμφάνιση καρκίνου του δέρματος αποτελούσε ένα δυσεπίλυτο επιστημονικό παράδοξο, το οποίο τελικά οδήγησε σε αυτή την ιστορική ανακάλυψη.

Τι ακριβώς είναι ο μεταδοτικός καρκίνος που εντοπίστηκε;

Ο μεταδοτικός καρκίνος που εντοπίστηκε στα γατόψαρα αποτελεί μια σπάνια μορφή μελανώματος, όπου τα καρκινικά κύτταρα μεταδίδονται άμεσα μεταξύ των ξενιστών λειτουργώντας ως παράσιτα. Η γενετική ανάλυση επιβεβαίωσε πως οι όγκοι διαθέτουν εκατοντάδες χιλιάδες κοινές μεταλλάξεις, αποδεικνύοντας ότι δεν προέρχονται από το DNA του ίδιου του ψαριού, αλλά από μια ανεξάρτητη μεταδοτική κυτταρική γραμμή.

Βασικά δεδομένα

• Ταξινόμηση: 4ο γνωστό είδος μεταδοτικού καρκίνου στο ζωικό βασίλειο (και 1ο στο γλυκό νερό).
• Μηχανισμός μετάδοσης: Πιθανή εξάπλωση μέσω φυσικής επαφής κατά την περίοδο αναπαραγωγής ή μέσω κυτταρικής επιβίωσης στο υδάτινο περιβάλλον.
• Ανθρώπινος κίνδυνος: Η συγκεκριμένη κυτταρική γραμμή δεν αποτελεί απειλή για τον άνθρωπο, καθώς ο μηχανισμός μόλυνσης αφορά αποκλειστικά το συγκεκριμένο είδος.
• Περιβαλλοντικός παράγοντας: Οι όγκοι βρέθηκαν να περιέχουν υψηλά επίπεδα αρσενικού, υποδεικνύοντας μια πιθανή χημική καταλύτη για την αποδυνάμωση του ανοσοποιητικού των ψαριών.

Η διαδικασία της αλληλούχησης και οι γενωμικές αποδείξεις

Για να κατανοήσουν τη φύση αυτών των όγκων, η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής την Julie Dragon, αναπληρώτρια καθηγήτρια μικροβιολογίας και μοριακής γενετικής στο Πανεπιστήμιο του Βερμόντ, προχώρησε σε εκτεταμένη ανάλυση DNA. Αρχικά, η επιστημονική κοινότητα περίμενε να βρει σωματικές μεταλλάξεις που απλώς καθιστούσαν τα συγκεκριμένα ψάρια πιο επιρρεπή στον καρκίνο λόγω κάποιου εξωτερικού παράγοντα.

Τα αποτελέσματα της πλήρους αλληλούχησης γονιδιώματος ήταν εντελώς διαφορετικά, αφού αντί να βρουν μοναδικά καρκινικά προφίλ για κάθε ψάρι, ανακάλυψαν μια τεράστια ομοιομορφία. Όπως εξηγεί η ερευνητική ομάδα, στους συμβατικούς (μη μεταδοτικούς) καρκίνους, η σύγκριση πολλών δειγμάτων αποκαλύπτει ελάχιστες κοινές γενετικές παραλλαγές, καθώς οι μεταλλάξεις είναι τυχαίες. Σε αυτόν τον μεταδοτικό καρκίνο, η ανάλυση έδειξε το ακριβώς αντίθετο, μιας και τα καρκινικά κύτταρα από διαφορετικά ψάρια μοιράζονταν εκατοντάδες χιλιάδες παραλλαγές, οι οποίες απουσίαζαν παντελώς από τον υγιή ιστό του ξενιστή. Ουσιαστικά, ο καρκίνος αυτός έχει εξελιχθεί σε έναν μονοκλωνικό παρασιτικό οργανισμό που έχει επιβιώσει πολύ πέρα από τη διάρκεια ζωής του “Ασθενή Μηδέν” (του πρώτου ψαριού που τον ανέπτυξε).

Η ευρύτερη βιολογική εικόνα

Η μεταδοτικότητα του καρκίνου είναι ένα φαινόμενο που ιστορικά θεωρούνταν βιολογικά αδύνατο, καθώς το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού-δέκτη φυσιολογικά αναγνωρίζει και καταστρέφει τον ξένο ιστό, ωστόσο, η φύση έχει βρει τρόπους παράκαμψης. Μέχρι σήμερα γνωρίζαμε την ασθένεια των όγκων προσώπου στους διαβόλους της Τασμανίας (DFTD), τον μεταδοτικό αφροδίσιο όγκο των σκύλων (CTVT) και τη διάδοση λευχαιμικού τύπου καρκίνου σε διάφορα είδη δίθυρων μαλακίων.

Ειδικά στα μαλάκια (μύδια, αχιβάδες), τα καρκινικά κύτταρα έχουν την ικανότητα να επιβιώνουν στο θαλασσινό νερό και να μολύνουν νέους ξενιστές μέσω του συστήματος φιλτραρίσματος του νερού που διαθέτουν αυτά τα ζώα. Η νέα ανακάλυψη στο γλυκό νερό εγείρει αντίστοιχα ερωτήματα. Τα καρκινικά κύτταρα του μελανώματος ίσως διατηρούνται ζωντανά στα ιζήματα του πυθμένα της λίμνης, περιμένοντας να εισέλθουν σε κάποια πληγή ενός υγιούς ψαριού, ή ίσως μεταδίδονται αποκλειστικά κατά την περίοδο της αναπαραγωγής όταν τα ψάρια συνωστίζονται.

Ο ρόλος του περιβάλλοντος και του ανοσοποιητικού συστήματος

Ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια που καλείται να λύσει η επιστήμη είναι πώς ακριβώς αυτός ο καρκίνος “ξεγελά” το ανοσοποιητικό σύστημα των ψαριών. Οποιοδήποτε ξένο κύτταρο (ακόμη και από το ίδιο είδος) φέρει διαφορετικά αντιγόνα ιστοσυμβατότητας, τα οποία λογικά θα προκαλούσαν έντονη ανοσολογική απόκριση. Η κατανόηση αυτού του μηχανισμού διαφυγής αναμένεται να προσφέρει κρίσιμα δεδομένα ακόμη και για την έρευνα γύρω από τις ανθρώπινες ανοσοθεραπείες.

Παράλληλα, το περιβάλλον δείχνει να παίζει ρόλο καταλύτη. Παρόλο που οι μετρήσεις ποιότητας του νερού στη λίμνη δεν αποκάλυψαν βιομηχανική ρύπανση που να δικαιολογεί το φαινόμενο, η υψηλή συγκέντρωση αρσενικού στο εσωτερικό των όγκων αποτελεί ισχυρή ένδειξη. Οι τοξίνες ίσως δεν δημιουργούν πλέον τον καρκίνο από το μηδέν, αλλά ενδέχεται να καταστέλλουν την άμυνα των ψαριών, επιτρέποντας στα ήδη υπάρχοντα μεταδοτικά κύτταρα να εγκατασταθούν και να πολλαπλασιαστούν.

Τι σημαίνει η ανακάλυψη για τα ελληνικά οικοσυστήματα

Tα δεδομένα της γενωμικής αλληλούχησης και o τρόπος με τον οποίο αυτή η παρασιτική κυτταρική δομή επιβιώνει στο υδάτινο περιβάλλον, επιβεβαιώνουν πως βρισκόμαστε μπροστά σε μια τεράστια πρόκληση για την οικολογική παρακολούθηση.

Για την Ελλάδα, τα ευρήματα αυτά έχουν τεράστια πρακτική σημασία. Η χώρα μας διαθέτει ισχυρότατο κλάδο ιχθυοκαλλιέργειας (κυρίως τσιπούρα και λαβράκι), αλλά και σημαντικά λιμναία οικοσυστήματα (π.χ. Κερκίνη, Βόλβη, Παμβώτιδα) με πλούσια ιχθυοπανίδα. Η επιβεβαίωση ότι ένας καρκίνος μπορεί να μεταδοθεί σαν ιός μέσα στο νερό, σημαίνει ότι οι ελεγκτικοί μηχανισμοί δεν πρέπει να αναζητούν πλέον μόνο συμβατικά παθογόνα (βακτήρια, ιούς, παράσιτα).

Είναι επιτακτική η ανάγκη οι αρμόδιοι φορείς στην Ελλάδα να ενσωματώσουν τεχνικές NGS (Next-Generation Sequencing) στον τακτικό έλεγχο των υδάτων και των ιχθυοπληθυσμών. Ειδικά για τις μονάδες ιχθυοκαλλιέργειας, όπου η πυκνότητα των πληθυσμών διευκολύνει την ταχύτατη μετάδοση παθήσεων, ένα τέτοιο εξελικτικό σφάλμα της φύσης θα μπορούσε να προκαλέσει ανυπολόγιστη οικονομική καταστροφή.