Un cancer contagios a fost descoperit la pești. Boala se răspândește prin celule canceroase vii VIDEO

În 2012, un pescar a scos din Lacul Memphremagog, aflat la granița dintre SUA și Canada, un somn pitic (brown bullhead) a cărui piele părea acoperită cu gudron. Peștele a ajuns la Peter Emerson, biolog în cadrul Departamentului pentru Pești și Faună Sălbatică din Vermont, care monitoriza lacul încă din 2009. Emerson nu mai văzuse niciodată ceva asemănător.

În doar trei ani, excrescențele negre au fost identificate la între 25% și 40% dintre somnii pitici din lac. Cercetătorii de la Universitatea din Vermont au descoperit acum că este vorba despre o formă de melanom contagios, care se transmite de la un pește la altul sub forma unor celule canceroase vii.

Studiul, publicat în revista Nature, descrie ceea ce reprezintă doar al patrulea tip de cancer transmisibil cunoscut de știință. Este primul identificat la o specie de pește și primul descoperit în apă dulce.

Ce este un cancer transmisibil

În mod obișnuit, atunci când mai multe animale din aceeași zonă dezvoltă cancer, cercetătorii caută o cauză comună. Poate fi vorba despre expunerea la un agent cancerigen sau despre o infecție.

Somnul pitic este, de altfel, considerat o specie-santinelă pentru poluare. Peștii dezvoltă tumori hepatice atunci când trăiesc în ape contaminate cu hidrocarburi aromatice policiclice, iar alte specii, precum șalăul, pot dezvolta sarcoame cutanate provocate de un retrovirus.

De aceea, acestea au fost primele piste investigate de oamenii de știință. După ce Furtuna Tropicală Irene a lovit regiunea în 2011, biologii din Vermont au verificat bazinul hidrografic pentru a vedea dacă inundațiile nu mobilizaseră o sursă de poluare.

Rezultatul a fost însă surprinzător: în ape cu niveluri mult mai ridicate ale acestor substanțe, peștii erau sănătoși.

Începând din jurul anului 2014, probele de țesut au fost analizate la centrul de bioinformatică al Universității din Vermont. Ani de secvențieri genetice nu au identificat însă niciun virus și niciun microorganism care să explice apariția bolii.

Julie Dragon, profesor asociat de microbiologie și genetică moleculară și directoarea centrului, a început atunci să caute o mutație comună.

În cazul unui cancer obișnuit, fiecare tumoră este înrudită genetic cu animalul în corpul căruia s-a dezvoltat. Analiza arborelui genetic ar trebui, prin urmare, să arate fiecare tumoră alături de gazda sa. La peștii din Lacul Memphremagog s-a întâmplat exact contrariul.

Toate tumorile formau un grup genetic, în timp ce peștii formau un altul. Sute de mii de mutații erau comune tumorilor provenite de la pești diferiți, dar lipseau din țesuturile peștilor în care aceste tumori crescuseră.

„Este un cancer clonal. Nu este provocat de o bacterie sau de un virus. Agentul infecțios este chiar cancerul, iar acesta se deplasează de la un pește la altul”, a explicat Julie Dragon.

Citește și: O specie de șopârlă gecko ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine cum apare cancerul

Boala a fost găsită într-un singur lac din 90

În 2017, cercetătorii au revenit pentru o nouă monitorizare a lacului. Au verificat patru zone din Vermont și trei din Quebec, Canada.

Proporția peștilor afectați era asemănătoare în toate zonele analizate. Asta înseamnă că boala se răspândise în întregul lac, care se întinde pe mai mult de 48 de kilometri și traversează granița dintre cele două țări, în mai puțin de cinci ani de la apariția primelor cazuri.

Analizele genetice sugerează însă că acest cancer nu își are originea în Lacul Memphremagog. Tumorile descoperite aici sunt mai apropiate genetic de somnii bruni sănătoși din New Hampshire și Maine decât de peștii în corpul cărora cresc.

Boala nu pare să fie limitată la Vermont

„Pare să fie răspândită, inclusiv în New Brunswick, Nova Scotia, Maine, New Hampshire, Massachusetts și Pennsylvania. Unele cazuri apar chiar și în Wisconsin și New York. Sunt peste tot”, a spus Peter Emerson.

Echipa lui Dragon a analizat genetic somni pitici din mai multe ape și a găsit aceeași boală. Totuși, „peste tot” nu înseamnă că boala este prezentă în număr mare în fiecare lac. Districtul monitorizat de Emerson are aproximativ 90 de lacuri, iar somnul brun trăiește în aproape toate. Cancerul a fost identificat însă într-unul singur.

Această combinație – răspândire geografică largă, dar prezență limitată la anumite ape – le oferă cercetătorilor indicii despre modul în care boala se răspândește.

Dacă un cancer ar putea supraviețui doar în anumite condiții de mediu sau doar în anumite populații de pești, ar fi de așteptat ca, odată ajuns într-un lac potrivit, să apară într-un număr relativ mic de cazuri. În schimb, faptul că poate infecta o treime dintre peștii dintr-un lac și apoi lipsește din următoarele zeci de lacuri sugerează că principala limitare ar putea fi modul în care ajunge dintr-o apă în alta.

Iar într-un sistem de lacuri, unul dintre principalii factori care pot transporta organisme dintr-un loc în altul este omul. Comportamentul seamănă astfel cu cel al unei specii invazive.

Cum afectează cancerul peștii

„Arată ca o epidemie”, spune Emerson.

Formațiunile tumorale pot apărea oriunde pe suprafața corpului, dar sunt întâlnite frecvent în interiorul gurii și pe barbili – acele formațiuni asemănătoare unor mustăți pe care somnul le folosește pentru a găsi hrană pe fundul apei.

„Ar trebui să aibă barbili lungi, dar când au cancer, melanom pe ei, aceștia se scurtează. Asta le afectează modul în care se hrănesc”, a explicat biologul.

Totuși, situația nu înseamnă neapărat că peștii afectați vor muri de foame.

„Lacul acesta este plin de hrană. Așa că nu vor muri de foame aici”, a adăugat Emerson.

Impactul asupra unui singur pește este însă mai puțin important decât efectul bolii asupra unei întregi populații. Iar cercetătorii au deja două exemple de cancere transmisibile care au avut consecințe foarte diferite.

Boala tumorii faciale a diavolului tasmanian, una dintre celelalte trei forme de cancer transmisibil cunoscute, a redus cu aproximativ 90% populațiile de diavoli tasmanieni în anumite zone. Specia este cel mai mare marsupial carnivor din lume și trăiește exclusiv pe insula Tasmania. În schimb, leucemiile transmisibile ale scoicilor și midiilor s-au răspândit în populații care au continuat să supraviețuiască.

Somnii pitici sunt încă numeroși, iar proporția exemplarelor bolnave pare să fi încetat să crească. Acest lucru îi face pe cercetători să creadă că situația ar putea semăna mai degrabă cu cel de-al doilea scenariu.

Citește și: Cum a putut acest bărbat să folosească inteligența artificială, pentru a crea un vaccin anticancer pentru câinele său. A șocat cercetătorii!

Câte tipuri de cancer transmisibil ar putea exista

Descoperirea ridică o întrebare importantă: dacă acesta este doar al patrulea tip de cancer transmisibil identificat de știință, câte astfel de boli există în realitate? Mai mulți cercetători consultați au ajuns, independent, la aceeași concluzie: probabil că numărul real este mai mare.

Frédéric Thomas, cercetător în ecologia evolutivă a cancerului la CNRS, a descris apariția unui astfel de cancer drept o „tranziție evolutivă foarte rară”.

Faptul că știința cunoaște în prezent doar patru tipuri nu înseamnă că fenomenul a apărut evolutiv doar de patru ori. Cancerul transmisibil al diavolului tasmanian a apărut de două ori, independent. În cazul leucemiilor transmisibile ale bivalvelor, cercetătorii au identificat cel puțin zece apariții independente, la tot atâtea specii.

Numărul cazurilor cunoscute ar putea fi mic și pentru că identificarea unui cancer transmisibil este extrem de dificilă. Este nevoie de analize genetice comparative ale tumorilor și ale gazdelor, iar astfel de investigații nu au fost realizate sistematic la animalele sălbatice.

Andrew Storfer, genetician evoluționist la Washington State University, a formulat și mai direct problema: „Nu cred că sunt atât de rare pe cât credem”.

Julie Dragon are o explicație simplă pentru lipsa descoperirilor: „Oamenii nu acordă prea multă atenție somnilor”.

Pescarii ar putea ajuta la monitorizarea bolii

Echipa lui Dragon a început să caute fotografii cu somni bolnavi publicate de pescari într-o aplicație de pescuit numită Fishbrain. În mod neașteptat, o rețea socială dedicată pescarilor poate deveni astfel un instrument de monitorizare a unui cancer transmisibil.

Ideea nu este atât de neobișnuită pe cât pare. Fotografiile și observațiile furnizate de public au devenit deja instrumente importante în monitorizarea biodiversității. Astfel de date pot ajuta cercetătorii să identifice focare de boli, specii invazive sau modificări ale arealului unor animale la o scară imposibil de acoperit de echipele de teren.

Pentru cercetătorii de la Vermont, fotografiile pescarilor pot contribui la găsirea răspunsului la întrebarea esențială: aceste forme de cancer sunt cu adevărat rare sau pur și simplu nu le-am căutat suficient?

Cum se poate împiedica răspândirea bolii

Deocamdată, oamenii de știință nu au un răspuns clar privind măsurile care ar trebui luate pentru a controla boala în Lacul Memphremagog sau pentru a împiedica apariția ei în alte ape dulci.

Andrew Storfer, care studiază boala tumorii faciale a diavolului tasmanian, spune că nici măcar cele mai grave efecte nu sunt neapărat permanente. În cazul diavolilor tasmanieni, unele populații au înregistrat scăderi de până la 90%, dar există speranța că acestea se pot reface în timp.

Grupul său recomandă, în anumite situații, să nu se intervină direct, mizând pe capacitatea naturală a populațiilor de a se reduce și apoi de a reveni.

În cazul Lacului Memphremagog, există deja reguli care le interzic pescarilor să transporte în afara lacului momeală și apă. Aceste măsuri au fost introduse cu ani înainte ca cercetătorii să descopere cancerul și au fost concepute pentru a preveni răspândirea speciilor invazive.

Emerson consideră că regulile ar trebui reevaluate în lumina noii descoperiri.

„Sunt doar o voce mică acolo”, a spus biologul.

Cercetătorul a fost întrebat dacă un pescar care prinde un astfel de pește ar ști ce are în față. La rampele de lansare a bărcilor nu există, deocamdată, niciun avertisment cu privire la boală.

„Nimeni nu m-a mai întrebat asta până acum”, a răspuns Emerson.