Naučnici otkrili zarazni rak kod slatkovodnih riba, širi se na neobičan način

Naučnici sa Univerziteta Vermont u Sjedinjenim Američkim Državama otkrili su prvi poznati slučaj prenosivog raka kod slatkovodnih riba. Riječ je o neobičnoj bolesti koja se pojavljuje kod somova u jezeru Memphremagog, na granici američke savezne države Vermont i kanadske pokrajine Quebec, a koja se prenosi direktno s jedne ribe na drugu.

Istraživanje je pokazalo da tamne promjene na koži ovih riba nisu posljedica uobičajene infekcije ili zagađenja, kako se prvobitno pretpostavljalo, već melanoma, odnosno raka kože, čije se ćelije ponašaju poput parazita.

Otkriće otvara nova pitanja o tome kako se maligne ćelije mogu širiti među životinjama, ali i kakvu ulogu u razvoju bolesti imaju okolišni faktori. Naučnici se nadaju da bi istraživanje moglo doprinijeti boljem razumijevanju raka kod različitih životinjskih vrsta, uključujući ljude.

Misteriozne crne mrlje na ribama

Prvi znakovi neobične bolesti zabilježeni su 2012. godine, kada su ribolovci i biolozi primijetili povećan broj smeđih američkih somova (brown bullhead) s izraženim crnim izraslinama na koži. Do 2014. godine gotovo svaka treća riba ove vrste u jezeru imala je slične promjene. Istraživači su u početku sumnjali na virusnu infekciju ili djelovanje zagađujućih materija, posebno zato što se ova vrsta ribe smatra pokazateljem kvaliteta okoliša.

- U početku smo mislili da bi bolest mogla biti uzrokovana virusom, ali ta pretpostavka nije se pokazala tačnom - izjavila je Julie Dragon, naučnica Univerziteta Vermont i jedna od autorica istraživanja.

Analize su, međutim, otkrile da su crne promjene zapravo melanom, vrsta raka kože koja se kod ljudi najčešće povezuje s pretjeranim izlaganjem sunčevom zračenju.

- To nas je iznenadilo. Željeli smo saznati kako riba koja živi na dnu može razviti rak koji povezujemo s pretjeranim izlaganjem sunčevoj svjetlosti - objasnila je Dragon.

Rak koji se prenosi s jedne životinje na drugu

Kako bi utvrdili porijeklo bolesti, naučnici su analizirali kompletne genome tumorskog i zdravog tkiva kod više oboljelih riba. Očekivali su otkriti genetsku mutaciju zbog koje su pojedine ribe podložnije razvoju raka.

Međutim, rezultati su pokazali nešto sasvim drugačije. DNK ćelija raka kod različitih riba bila je međusobno znatno sličnija nego DNK tumora i zdravog tkiva iste životinje.

To je ukazalo na zaključak da se rak ne razvija nezavisno kod svake ribe, već da se same tumorske ćelije prenose između životinja.

- Stotine hiljada genetskih varijanti zajedničke su uzorcima tumora, ali nisu prisutne kod riba domaćina, što višestruko premašuje nivoe zabilježene kod konvencionalnih oblika raka, naveli su autori istraživanja.

Riječ je o klonalno prenosivom raku, kod kojeg ćelije tumora djeluju kao infektivni agensi i prelaze s jednog domaćina na drugog. Prema istraživačima, ovo je četvrti poznati tip prenosivog raka u životinjskom svijetu, a prvi otkriven kod slatkovodnih riba. Ranije su slični oblici bolesti zabilježeni kod tasmanijskih đavola, pasa te školjki, dagnji i drugih školjkaša.

Kako se bolest širi?

Naučnici još nisu utvrdili tačan način prenošenja malignih ćelija između somova. Jedna od mogućnosti povezana je s njihovim razmnožavanjem.

- Čini se da se bolest pojavljuje samo kod većih riba koje su dostigle dob za razmnožavanje. Možda neki dio njihovog ponašanja tokom mrijesta omogućava prenošenje raka između životinja - izjavio je Mark Henderson, biolog za ribe sa Univerziteta Vermont.

Tokom mrijesta somovi se okupljaju u velikom broju u plitkim dijelovima jezera, gdje dolaze u neposredan fizički kontakt. Takvi uslovi mogli bi omogućiti prelazak tumorskih ćelija s jedne ribe na drugu.

Istraživači razmatraju i mogućnost da se ćelije raka zadržavaju u sedimentu na dnu jezera, s kojim ove ribe, zbog načina života i nedostatka krljušti, često dolaze u kontakt.

Dodatni faktor mogli bi biti zagađivači ili hormonske promjene koje slabe njihov imunološki sistem i povećavaju osjetljivost na bolest.

Među mogućim uzrocima povećane ranjivosti riba razmatra se i arsen koji se prirodno nalazi u okolišu.

Može li bolest ugroziti riblju populaciju?

Dugoročne posljedice ovog oblika raka još nisu poznate. Pojedini prenosivi tumori imali su razorne posljedice po životinjske populacije. Primjer je rak lica tasmanijskih đavola, koji je u nekim populacijama smanjio njihov broj za približno 90 posto. S druge strane, prenosivi tumor kod pasa postoji hiljadama godina, a da nije doveo do nestanka vrste.

U jezeru Memphremagog zabilježeno je da somovi s ozbiljno razvijenim tumorima mogu preživjeti godinama. Zbog toga istraživači još ne mogu procijeniti hoće li bolest dugoročno ugroziti brojnost ovih riba. Prema Hendersonovim riječima, trenutno približno 30 posto populacije smeđih američkih somova u jezeru pokazuje znakove bolesti.

Postoji li opasnost za ljude?

Posebnu pažnju istraživača privukla je činjenica da jezero Memphremagog predstavlja izvor pitke vode za više od 175.000 ljudi. Ipak, naučnici naglašavaju da nema poznatih dokaza da ova bolest predstavlja opasnost za ljude. Ćelije ovog raka ne mogu zaraziti niti preživjeti u drugoj životinjskoj vrsti, a oboljelim ribama može se sigurno rukovati tokom istraživanja.

Henderson je, međutim, naveo da lično ne bi konzumirao ribe s vidljivim tumorima. Otkriće istovremeno otvara pitanja o tome kako zagađenje, promjene staništa i klimatske promjene mogu utjecati na razvoj i širenje bolesti među divljim životinjama.

Istražena i moguća povezanost s deponijom

Pojedini lokalni aktivisti za zaštitu okoliša ranije su sumnjali da bi deponija Coventry, smještena u blizini jezera, mogla ispuštati štetne materije koje izazivaju rak kod riba. Međutim, istraživački tim nije pronašao dokaze koji bi potvrdili tu pretpostavku.

Bolest je ravnomjerno rasprostranjena duž približno 51 kilometar dugog jezera, uključujući populacije riba koje se međusobno ne razmnožavaju. Tumori nisu bili koncentrisani u području South Baya, koje se nalazi najbliže deponiji.

Ispitivanja kvaliteta vode pokazala su da su koncentracije zagađujućih materija uporedive s vrijednostima u drugim obližnjim jezerima, uključujući jezero Champlain, gdje prenosivi melanom nije zabilježen.

Istraživači su potom proširili analize na druga jezera i ribnjake u Vermontu, New Hampshireu, Maineu i New Brunswicku.

Rak je pronađen i na nekoliko dodatnih lokacija, uključujući vodene površine s izuzetno kvalitetnom vodom, udaljene od deponija i industrijskih ispusta.

Arsen kao mogući faktor

Iako nisu pronađeni dokazi o direktnoj povezanosti bolesti s deponijama, naučnici su otkrili povećane koncentracije arsena u ćelijama raka oboljelih riba. Arsen je poznata otrovna i kancerogena materija.

Geografska rasprostranjenost bolesti pokazuje određenu povezanost s koncentracijama arsena u zemljištu oko jezera.

- Arsen se prirodno nalazi širom Nove Engleske, a njegove koncentracije posebno su visoke u sjeveroistočnom dijelu Vermonta, kao i prema Maineu, gdje smo također pronašli dokaze o ovom raku - objasnio je Henderson.

Ipak, uloga arsena u nastanku i širenju bolesti još nije konačno utvrđena.

Je li bolest postojala još u 19. stoljeću?

Naučnici istražuju i mogućnost da prenosivi rak kod ovih riba postoji znatno duže nego što se ranije pretpostavljalo. Najstariji poznati opis sličnih promjena mogao bi potjecati iz dnevnika američkog pisca i prirodoslovnog autora Henryja Davida Thoreaua.

U julu 1852. godine, tokom posmatranja rijeke Concord u Massachusettsu, Thoreau je zabilježio da je ulovio soma s veoma velikom baršunastocrnom mrljom, opisavši je kao vrstu bolesti koju je često primjećivao kod tih riba.

Šest godina kasnije zapisao je da je vidio još jednu ribu s promjenama koje je opisao kao crnu, mastiljastu vrstu gube, nalik korastom lišaju. Istraživači sada ispituju rijeke i jezera širom Massachusettsa kako bi ustanovili koliko dugo bolest postoji i je li možda nastala upravo na tom području, a ne u Vermontu.

Otkriće važno i za razumijevanje raka kod ljudi

Naučnici smatraju da bi proučavanje ovog neobičnog oblika raka moglo doprinijeti razumijevanju načina na koji maligne ćelije opstaju i razvijaju se izvan organizma u kojem su nastale.

- Smatramo da možda nije toliko rijedak koliko svi misle. Jednostavno ga ne primjećujemo - rekla je Dragon.

Prema njenim riječima, moguće je da se prenosivi tumori ne otkrivaju češće zato što ih naučnici dosad nisu dovoljno tražili.

- Proučavanjem načina na koji rak opstaje i širi se izvan svog izvornog domaćina možemo mnogo naučiti o tome šta sprečava širenje raka i šta se događa kada te granice nestanu - objasnila je.

Dodala je da ove ribe pružaju priliku za istraživanje evolucije raka.

Rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Nature.