W skrócie
- W jeziorze Memphremagog na granicy USA i Kanady odkryto zaraźliwy nowotwór u sumików brunatnych, który po raz pierwszy pojawił się u ryb w środowisku słodkowodnym.
- Badania potwierdziły, że komórki czerniaka mogą przenosić się między rybami, prawdopodobnie podczas tarła lub przez kontakt z osadem dennym i uszkodzoną skórę.
- Nowotwór ten nie stanowi zagrożenia dla ludzi ani dla jakości wody, gdyż komórki są przystosowane wyłącznie do organizmu sumika brunatnego.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Przez ponad dekadę w jeziorze Memphremagog, leżącym na granicy amerykańskiego stanu Vermont i kanadyjskiego Quebecu, wędkarze oraz biolodzy obserwowali sumiki brunatne pokryte czarnymi, wypukłymi zmianami skórnymi. Początkowo podejrzewano zanieczyszczenia środowiska albo infekcję wirusową. Prawda okazała się znacznie bardziej niezwykła.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature wykazało, że za zmiany odpowiada czerniak przenoszony z ryby na rybę przez same komórki nowotworowe. Nie wirus, nie bakteria, lecz żywe komórki guza, które potrafią przeżyć w nowym organizmie i dalej się namnażać.
Zobacz również:
To dopiero czwarty znany typ naturalnie występującego nowotworu zakaźnego u zwierząt. Wcześniej opisano go u psów, diabłów tasmańskich oraz kilku gatunków małży i omułków. W przypadku ryb i środowiska słodkowodnego podobnego zjawiska nigdy wcześniej nie zaobserwowano.
Zaraźliwy nowotwór ryb odkryto dzięki analizie DNA
Pierwsze przypadki odnotowano w 2012 r. Kolejne badania pokazały, że między 23 a 37 proc. sumików brunatnych (Ameiurus nebulosus) żyjących w jeziorze miało charakterystyczne czarne zmiany. To wyjątkowo dużo jak na ten gatunek, u którego czerniak występuje bardzo rzadko.
Julie Dragon z University of Vermont początkowo przypuszczała, że ryby są szczególnie podatne na nowotwór wywołany przez zanieczyszczenia albo infekcję. "To było zaskakujące. Chcieliśmy zrozumieć, jak ryba żyjąca przy dnie zachorowała na nowotwór, który zwykle kojarzymy z nadmierną ekspozycją na światło słoneczne" - mówi badaczka.
Naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie całych genomów zdrowych tkanek i guzów pobranych od chorych ryb. Spodziewali się znaleźć mutacje zwiększające podatność poszczególnych osobników na rozwój nowotworu. Wyniki pokazały jednak coś zupełnie innego.
Zobacz również:
Komórki nowotworowe z różnych ryb były genetycznie znacznie bardziej podobne do siebie niż do organizmów, w których się znajdowały. Wszystkie wywodziły się z jednej wspólnej linii komórek nowotworowych, która zaczęła rozprzestrzeniać się między kolejnymi gospodarzami. Badacze wykryli setki tysięcy wariantów genetycznych wspólnych dla wszystkich guzów, których nie było w zdrowych tkankach ryb.
"Nie mieliśmy żadnych przesłanek, że właśnie to odkryjemy. To wciąż wydaje się niewiarygodne" - przyznaje Dragon.
Jak nowotwór przenosi się między rybami?
To pytanie pozostaje bez odpowiedzi. Badacze mają jednak kilka hipotez. Najbardziej prawdopodobny scenariusz wiąże się z okresem tarła. Dorosłe sumiki gromadzą się wtedy w płytkiej wodzie bardzo blisko siebie. Dochodzi do kontaktu ciał, otarć i drobnych uszkodzeń skóry, które mogą umożliwiać przenoszenie komórek nowotworowych.
"Wygląda na to, że dzieje się to tylko u większych ryb w wieku rozrodczym. Być może jakiś element zachowania podczas tarła sprzyja przenoszeniu nowotworu między zwierzętami" - mówi współautor badań Mark Henderson z University of Vermont.
Niewykluczone również, że komórki nowotworowe przez pewien czas przeżywają w osadach dennych lub wodzie i dostają się do organizmu przez skrzela albo uszkodzoną skórę. Sumiki nie mają łusek i większość czasu spędzają przy dnie, co mogłoby ułatwiać taki sposób zakażenia. Autorzy zwracają też uwagę, że w okresie rozrodu zmiany hormonalne mogą czasowo osłabiać odporność ryb.
Czy winne są zanieczyszczenia?
Na początku podejrzenia padły na pobliskie składowisko odpadów Coventry Landfill. Hipoteza wydawała się logiczna, ponieważ sumik brunatny jest gatunkiem uznawanym za wskaźnik jakości środowiska.
Zespół badawczy nie znalazł jednak dowodów potwierdzających tę teorię. Nowotwór występował równomiernie w całym 50-kilometrowym jeziorze, a nie tylko w pobliżu składowiska. Analizy jakości wody wykazały poziomy zanieczyszczeń podobne do innych jezior regionu. Co więcej, podobne przypadki wykryto także w kilku innych zbiornikach w Vermont, New Hampshire, Maine i kanadyjskim Nowym Brunszwiku, również tam, gdzie nie ma źródeł przemysłowych zanieczyszczeń.
Badacze zauważyli natomiast inną zależność. Komórki nowotworowe zawierały podwyższone stężenia arsenu, a miejsca występowania choroby pokrywały się z obszarami, gdzie w glebie naturalnie występują większe ilości tego pierwiastka. Nie oznacza to jednak, że arsen wywołuje nowotwór. Naukowcy podkreślają, że na razie jest to jedynie korelacja wymagająca dalszych badań.
Zaraźliwe nowotwory mogą być znacznie częstsze
Odkrycie ma znaczenie wykraczające poza świat ryb. Elizabeth Murchison z University of Cambridge, badająca nowotwory zakaźne u psów i diabłów tasmańskich, uważa, że nowe odkrycie sugeruje, iż takich chorób może być znacznie więcej. "To sugeruje, że nowotwory zakaźne nie są tak rzadkie, jak sądziliśmy, i prawdopodobnie istnieje ich znacznie więcej" - mówi badaczka.
Autorzy przypominają, że podobne zmiany opisywano już ponad sto lat temu. W publikacji z 1925 r. opisano czarne guzy u sumików z Massachusetts i wykazano, że można je przenieść na zdrowe ryby. Jeszcze wcześniej, w połowie XIX w., amerykański pisarz i przyrodnik Henry David Thoreau zanotował obserwację suma, którego głowa była pokryta "atramentowoczarnym rodzajem trądu". Dziś badacze podejrzewają, że mógł obserwować tę samą chorobę.
Zobacz również:
Zespół Julie Dragon już potwierdził w nieopublikowanych jeszcze badaniach obecność tego samego nowotworu w innych populacjach sumików. Naukowcy przeglądają również zdjęcia publikowane przez wędkarzy w internecie, szukając kolejnych przypadków.
Czy ludzie mają się czego obawiać?
Odpowiedź brzmi: nie. Komórki nowotworowe są przystosowane wyłącznie do życia w organizmie sumika brunatnego. Nie potrafią zakażać innych gatunków, dlatego choroba nie stanowi zagrożenia dla ludzi ani dla jakości wody pitnej pobieranej z jeziora Memphremagog, z której korzysta ponad 175 tys. mieszkańców.
Badacze podkreślają jednak, że poznanie mechanizmów działania takich nowotworów może pomóc zrozumieć, dlaczego w zdecydowanej większości przypadków komórki rakowe pozostają uwięzione w organizmie gospodarza.
"Badanie sposobu, w jaki nowotwory potrafią przeżyć i rozprzestrzeniać się poza organizmem, z którego pochodzą, może wiele powiedzieć o tym, co zwykle utrzymuje je pod kontrolą i co dzieje się, gdy te bariery zostają przełamane. Te ryby dają nam wyjątkową możliwość badania ewolucji nowotworów" - mówi Julie Dragon.
