Περίπου 30 τρισεκατομμύρια κύτταρα δημιουργούν το ανθρώπινο σώμα. Μαζί με πολλά μικρόβια, αυτή η κυψελώδης «ορχήστρα» κρατάει το σώμα μας στη ζωή. Καθώς γερνάμε, τα κύτταρα χωρίζονται ώστε τα καινούργια να αντικαταστήσουν τα παλιά. Αλλά αυτός ο κύκλος εργασιών των κυττάρων κάνει τα γενετικά σφάλματα σχεδόν αναπόφευκτα. Και αυτά τα ατυχήματα συχνά μεταφράζονται σε καρκίνο. Στατιστικά, τα μεγαλύτερα ζώα, που έχουν περισσότερα κύτταρα, θα πρέπει να εμφανίζουν μεγαλύτερες εκδηλώσεις καρκίνου. Με αυτό ως δεδομένο, οι ελέφαντες, με εκατοντάδες φορές περισσότερα κύτταρα από τα μικρότερα θηλαστικά, θα έπρεπε να πάσχουν από την ασθένεια σε πολύ υψηλότερα ποσοστά. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει και οι επιστήμονες φαίνεται πως είναι κοντά στο να αποκωδικοποιήσουν το μυστήριο αυτό.
Μια μελέτη στο περιοδικό Cell Reports προσφέρει νέες ενδείξεις και κάνει λόγο για ένα μυστικό γονίδιο «ζόμπι» το οποίο δεν γνώριζαν έως τώρα.
«Από μια προοπτική εξελικτικής βιολογίας, είναι εντελώς συναρπαστικό», λέει ο Joshua Schiffman, ογκολόγος στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα, ο οποίος δεν συμμετείχε στην εργασία. «Αυτή είναι μια σπουδαία αρχή», λέει.
Το 2015, ο Schiffman και η ομάδα του δημοσίευσαν ένα έγγραφο που περιγράφει μια κρίσιμη ανακάλυψη πίσω από αυτή την αναντιστοιχία του μεγέθους των οργανισμών και των ποσοστών καρκίνου – ένα ζήτημα που τώρα είναι γνωστό ως Παράδοξο του Peto.
Διαπίστωσαν ότι οι ελέφαντες έχουν επιπλέον αντίγραφα ενός γονιδίου καταστολής όγκων που ονομάζεται P53. Οι άνθρωποι έχουν ένα αντίγραφο, αλλά οι ελέφαντες έχουν 20.
Καθώς τα κύτταρα του σώματος του ζώου χωρίζουν, αυτό το γονίδιο δρα ως ένας γιατρός που είναι υπεύθυνος για την γενετική ταξινόμηση και καθορίζει το μέλλον των κυττάρων.
«Το P53 μπορεί να αναγνωρίσει τη βλάβη στο DNA και μετά να κάνει ρυθμίσεις στις επιλογές», εξηγεί η Amy Boddy, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας.
Κύτταρα με δευτερεύοντα προβλήματα μπορούν να επισκευαστούν, αλλά εάν έχουν μεγάλη ζημιά, τα κύτταρα γίνονται καρκίνος, οπότε το P53 διατάζει να θανατωθούν.
Ενώ τα περισσότερα ζώα επιλέγουν την επισκευή, τα κύτταρα των ελεφάντων ακολουθούν πιο συχνά την τελευταία διαδρομή της εκτέλεσης, εξηγεί ο συγγραφέας της μελέτης Vincent Lynch, ένας εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου.
«Οι ελέφαντες είναι αξιοθαύμαστοι», λέει «Τα κύτταρα τους απλώς πεθαίνουν αν εμφανιστεί βλάβη στο DNA», λέει ο Lynch, ο οποίος ηγήθηκε της ομάδας που ανεξάρτητα επιβεβαίωσε τα επιπλέον γονίδια P53 των ελεφάντων.
Ο Lynch και οι συνεργάτες του άρχισαν να ψάχνουν για άλλες γενετικές διαφορές σε ελέφαντες σε σύγκριση με μικρά θηλαστικά, ειδικά για γονίδια με επιπλέον αντίγραφα.
Ένα που ξεχώριζε ήταν ο Ανασταλτικός Παράγοντας Λευχαιμίας ή ο LIF, ο οποίος είναι επίσης γνωστός για το ρόλο του στην ενίσχυση της γονιμότητας.
Η γονιμότητα φαίνεται να είναι μακριά από την πρόληψη του καρκίνου, αλλά ο Lynch πιστεύει ότι το γονίδιο LIF6 μπορεί επίσης να εξυπηρετήσει μια άλλη λειτουργία: να σκοτώσει τα κατεστραμμένα κύτταρα.
Τα περισσότερα θηλαστικά έχουν μόνο ένα αντίγραφο του LIF. Αλλά οι ελέφαντες και οι στενοί συγγενείς τους έχουν πολλά. Οι ελέφαντες συγκεκριμένα εμφανίζονται να έχουν 7 έως 11.
Ένα μόνο από αυτά φαίνεται να εξυπηρετεί τη λειτουργία εκτέλεσης: το LIF6. Και μέχρι στιγμής το βρήκαν μόνο σε ελέφαντες. Το LIF6 εμφανίστηκε σε γονίδια ελεφάντων πριν από 59 εκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με τους συντάκτες της μελέτης. Και αρχικά, ήταν πιθανό ένα άχρηστο γονίδιο.
Όμως, καθώς οι πρόγονοι των ελεφάντων εξελίχθηκαν, το ίδιο έκανε και το γονίδιο. Τελικά εξελίχθηκε σε ένα λειτουργικό γονίδιο «ζόμπι» – μια αλλαγή που μπορεί να έχει βοηθήσει τους ελέφαντες να φτάσουν σε τέτοια σημαντικά μεγέθη χωρίς να περιορίζονται από τον καρκίνο. Αν το P53 είναι ο γιατρός που είναι υπεύθυνος για την γενετική ταξινόμηση, το LIF6 είναι υπεύθυνος για την εκτέλεση των εντολών του: την εξάλειψη των κατεστραμμένων κυττάρων.
Ο Lynch και η ομάδα του κατέδειξαν τη δραστηριότητα του γονιδίου LIF6 προκαλώντας βλάβη του DNA στα κύτταρα των αφρικανικών ελεφάντων στο εργαστήριο. Αυτή η βλάβη φάνηκε να ενεργοποιεί τo Ρ53 ώστε αυτό να ενεργοποιήσει μετά το γονίδιο LIF6, το οποίο έπειτα σκότωσε τα κατεστραμμένα κύτταρα. Αν όμως εμπόδιζαν το LIF6 να λειτουργήσει, η ευαισθησία για τις κυτταρικές βλάβες φαινόταν να εξαφανίζεται, λέει ο Lynch.
Δίκτυα διακοπής του καρκίνου Το γονίδιο ζόμπι δεν είναι το μόνο που κρατά τον καρκίνο υπό έλεγχο, προειδοποιεί ο Lynch. «Το LIF6 παίζει ένα μικρό ρόλο σε μια ευρύτερη διαδικασία», λέει. Η ομάδα του δημοσίευσε μια τέτοια ανακάλυψη νωρίτερα φέτος, επικεντρώθηκε σε ένα άλλο σύνολο γονιδίων που βοηθούν στην αποκατάσταση του κατεστραμμένου DNA των ελέφαντων αντί να σκοτώνουν τα κατεστραμμένα κύτταρα.
Ελπίδα των επιστημόνων είναι ότι η μελέτη του τρόπου προστασίας των ζώων μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη θεραπειών για τον καρκίνο στον άνθρωπο. «Αυτό χρειάστηκε 59 εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης», λέει ο Schiffman για την εξέλιξη του LIF6. «Κατά τη γνώμη μου, αυτό είναι 59 εκατομμύρια χρόνια έρευνας και ανάπτυξης. Είναι 59 εκατομμύρια χρόνια προσπάθειας της φύσης να βρει την καλύτερη λύση για την αποφυγή του καρκίνου».
Με την αξιοποίηση αυτής της γνώσης, οι ερευνητές θα μπορούσαν να πάρουν σημαντικά στοιχεία για την μάχη του καρκίνου.
