راز مبتلا نشدن به سرطان ، نهنگ ها و پارادوکس پیتو - وبلاگ مهدی آبادانی

به گزارش وبلاگ مهدی آبادانی، نهنگ های غول پیکر نسبت به مقدار بدنشان نرخ ابتلا به سرطان کمی دارند. این عدم تطابق زیستی به پارادوکس پیتو معروف است که توصیف می نماید چگونه حیوانات بزرگ و با عمر طولانی با اینکه نسبت به انسان یا موجودات کوچک تر تریلیون ها سلول بیشتر دارند، به سرطان بیشتری دچار نمی شوند.

به گزارش زومیت به نقل از ساینس آلرت، سرطان بیماری تقسیم سلولی کنترل نشده است که در آن جهش های ژنتیکی سلول را به سمت تکثیر بیش ازحد راهنمایی می نمایند و توده هایی به نام تومور را تشکیل می دهند. بنابراین، شاید فکر کنید هرچه حیوانی بزرگ تر باشد، سلول های بیشتری دارد و احتمال اینکه آن سلول ها جهش های ژنتیکی عامل سرطان را در خود جمع نمایند، به ویژه در طول عمر طولانی بیشتر است.

اما در اواخر دهه 1970، ریچارد پیتو، آماردان مشهور بریتانیایی با مقایسه انسان و موش متوجه شد این طور نیست. مطالعات بعدی نشان دادند که در میان موجودات بزرگ و کوچک، سرطان با افزایش تعداد سلول های گونه شایع تر نمی گردد. فیل ها نیز مانند نهنگ ها سرطان های فراوانی ندارند.

شاید تصور کنید زیست شناسان درگیر پارادوکسی با چندین دهه قدمت شده اند که فقط یکی از ترفندهای طبیعت است، اما این ویژگی مهمی است. حل این پارداوکس ممکن است به ایجاد استراتژی های تازه برای پیشگیری یا سرکوب سرطان در انسان یاری کند.

اکنون تیمی از پژوهشگران دانشگاه روچستر در نیویورک راه چارهی برای پارادوکس پیتو در نهنگ های قطبی (Balaena mysticetus) پیدا نموده اند. نهنگ قطبی ازنظر مقدار دومین حیوان بزرگ است، اما طول عمر آن از تمام حیوانات روی زمین بیشتر است. دنیس فرسانوف و همکارانش در نسخه پیش انتشار مقاله خود می نویسند: با مطالعه پستاندارانی که می توانند برای بیش از دو قرن سلامتی خود را حفظ و از مرگ ناشی از سرطان اجتناب نمایند، ما نگاه اجمالی بی نظیری را از پشت پرده آزمایش تکاملی جهانی ارائه می کنیم که مکانیسم های بی شمار موثر بر سرطان و پیری را آزمایش نموده است.

پژوهشگران در آزمایش های آزمایشگاهی دریافتند که سلول های نهنگ قطبی نسبت به سلول های انسان، گاو و موش در ترمیم آسیب DNA عملکرد بهتری دارند. پژوهشگران می نویسند: به نظر می رسد سلول های نهنگ قطبی آسیب دی ان ای را در مراحل اولیه متوقف می نمایند و این کار را با کارآیی و دقتی بالاتر از پستانداران دیگر انجام می دهند.

پارادوکس پیتو توصیف می نماید که چگونه بروز سرطان با افزایش مقدار بدن زیاد نمی گردد

به بیان ساده، نهنگ های قطبی می توانند آسیب های ژنومی بیشتری را تحمل نمایند، زیرا سیستم سریع و کارآمدی برای ترمیم آسیب وارده به دی ان ای دارند. پژوهشگران دریافتند که در یک منطقه از دی ان ای که در نهنگ ها، انسان ها، موش و گاو مشترک است، احتمال اینکه سلول های نهنگ ها شکستگی های دی ان ای را که به وسیله کریسپر ایجاد شده بود، بدون خطا ترمیم نمایند، بالاتر بود.

سلول های نهنگ قطبی بعلاوه نوعی پروتئین ترمیم نماینده دی ان ای به نام CIRBP را در سطوحی بسیار بالاتر از سایر گونه های مورد مطالعه فراوری می کردند. وقتی سلول های انسانی رشدیافته در آزمایشگاه به این منظور مهندسی شدند که مقدار زیادی CIRBP فراوری نمایند، این ترفند ژنتیکی توانایی ترمیم بدون خطای دی ان ای را افزایش داد. فرسانوف و همکارانش نتیجه می گیرند: این استراتژی که سلول ها را حذف نمی نماید، بلکه آن ها را ترمیم می نماید، ممکن است برای طول عمر طولانی و عاری از سرطان نهنگ قطبی حیاتی باشد.

جیسون شلتزر، زیست شناس سرطان از دانشگاه ییل که در این مطالعه نقشی نداشت، می گوید: این مقاله مجذوب نماینده که هنوز مورد داوری قرار نگرفته است، مدل تازهی برای نحوه اجتناب حیوانات بزرگ از سرطان ارائه می دهد. شاید آن ها فقط در ترمیم دی ان ای از ما بهتر باشند؟ به عنوان گام بعدی، دوست دارم این ایده روی یک مدل حیوانی تایید گردد: اگر بیان پروتئین CIRBP را در موش افزایش دهید، آیا دربرابر سرطان مقاوم می گردد؟

البته همان طور که پژوهش های گذشته نشان می دهد ترجمه چنین کشفی به درمان سرطان آسان نیست.

وقتی دانشمندان در سال 2015 کشف کردند که فیل ها دارای نسخه اضافه ای از ژن سرکوب نماینده تومور به نام TP53 هستند، گام منطقی بعدی این بود که آنالیز نمایند که آیا افزایش فعالیت TP53 در موش ها سرطان را کاهش می دهد یا خیر.

ژن های سرکوب نماینده تومور به طور موثری هر سلولی را که حاوی آسیب بیش ازحد به دی ان ای است، مکوششی می نمایند و تعیین شد فیل ها آستانه تحمل بسیار پایینی برای سلول های آسیب دیده دارند و با کمترین آسیب دی ان ای، آن سلول را از بین می برند. بااین حال، بیان بیش ازحد پروتئین TP53 در موش ها درحالی که سرطان را سرکوب می کرد، بعلاوه موجب پیری زودرس در این حیوانات شد. مطالعات دیگر ممکن است راه چارهی برای این مسئله پیدا نموده باشند و دانشمندان احتمالات دیگر را مورد آنالیز قرار می دهند.

مارک تولیس، متخصص ژنتیک در دانشگاه آریزونا شمالی در مقاله ای در سال 2017 به همراه دو پژوهشگر دیگر گفت: احتمالا در طبیعت راه چاره های زیادی برای پارادوکس پیتو وجود دارد، زیرا مقدار بدن بزرگ بارها در طول تاریخ حیات به طور مستقل تکامل پیدا نموده است. به عبارت دیگر، هر حیوان با طول عمر طولانی یا با مقدار بزرگ از موش های حفار برهنه گرفته تا فیل های آفریقایی روش های خاص خود را برای سرکوب سرطان ایجاد نموده اند که دانشمندان در پی کشف آن هستند.

توضیحات دیگر می تواند این باشد که در حیوانات بزرگ تومورها به کندی رشد می نمایند و کمتر کشنده اند یا اینکه نظارت ایمنی بهتری دارند. اگرچه این راه چاره ها هنوز در گونه های با بدن بزرگ مشاهده نشده است و به پژوهش های بیشتری احتیاج دارد. تولیس و همکارانش می نویسند: هر بار که مکانیسم بالقوه ای برای سرکوب سرطان در یک گونه کشف می کنیم، این احتمال وجود دارد که بتوانیم روینمودهای درمانی تازهی برای پیشگیری از سرطان برای نجات جان انسان ها پیدا کنیم. اما شکی نیست که این امر به کوشش قابل توجهی برای ترجمه کشفیات اخیر به درمان های موثر برای انسان احتیاج دارد.