Meduze su imune na rak, naučnici kod njih otkrili neobičan mehanizam

Meduze spadaju među životinje kod kojih se tumori izuzetno rijetko bilježe u prirodi, a nova matematička i eksperimentalna studija mogla bi objasniti kako uspijevaju izbjeći rak.

Istraživači sa Kalifornijskog tehnološkog instituta (Caltech) otkrili su da brza dioba ćelija, za koju se dugo smatralo da povećava rizik od nastanka raka, u određenim okolnostima može imati potpuno suprotan efekat.

Umjesto da omogućava nakupljanje abnormalnih ćelija, ubrzana obnova tkiva mogla bi djelovati kao svojevrsni sistem kontrole kvaliteta koji uklanja oštećene ćelije prije nego što se razviju u tumore.

Studija je objavljena u časopisu PNAS, a predvodili su je Aniš A. Sarma i Džon Dojl sa Odjeljenja za inženjerstvo i primijenjene nauke Caltecha, zajedno s biologom Leom Goentoro.

Tim je najprije napravio matematički model koji opisuje diobu, odumiranje i mutacije ćelija, a zatim je njegova predviđanja provjerio na živim meduzama.

Brza dioba ćelija kao odbrana

Svaka dioba ćelije nosi određeni rizik. Tokom procesa može nastati mutacija koja bi, nakon nakupljanja dodatnih promjena, mogla doprinijeti razvoju raka.

Zbog toga se u tkivima u kojima se ćelije brzo obnavljaju, poput kože, pluća i debelog crijeva, tumori pojavljuju češće nego u tkivima čije se ćelije sporije dijele, poput neurona.

Međutim, matematički model istraživača pokazao je da postoji i drugačiji mehanizam.

Ako su dioba i odumiranje ćelija čvrsto povezani, povećanje broja novih ćelija može istovremeno dovesti i do povećanog uklanjanja onih abnormalnih.

Istraživači su taj proces nazvali „high-flux proofreading“, odnosno svojevrsnom „provjerom sa velikim protokom“. Ideja je da veliki broj ćelija koje nastaju i istovremeno odumiru može pomoći organizmu da efikasnije uklanja greške, čak i kada sistem za prepoznavanje abnormalnih ćelija nije savršen.

Eksperiment s mjesečevom meduzom

Kako bi provjerili svoju teoriju, naučnici su proučavali mjesečevu meduzu (Aurelia aurita), vrstu kod koje se tumori gotovo nikada ne bilježe u prirodi.

Posebnu pažnju posvetili su mladim meduzama, poznatim kao efire. Njihovih osam simetrično raspoređenih krakova omogućava istraživačima da lakše uoče eventualne abnormalne izrasline.

Kada su efire izložene hemikaliji koja može izazvati rak, samo izlaganje kancerogenu nije dovelo do razvoja tumora.

Situacija se, međutim, promijenila kada su naučnici istovremeno blokirali prirodnu sposobnost ćelija da se samounište – proces poznat kao apoptoza.

Tada su se pojavili tumori.

Rezultat je ukazao na to da meduze imaju važan zaštitni mehanizam: oštećene ćelije moraju biti uklonjene kako bi se spriječilo njihovo nakupljanje i potencijalni razvoj tumora.

Kada se odbrana uspori, pojavljuju se tumori

Istraživači su potom otkrili još jedan zanimljiv detalj.

Meduze izložene kancerogenu ubrzale su diobu ćelija, što bi moglo predstavljati zaštitni odgovor organizma.

Kada je taj odgovor bio blokiran stresom, povredom ili lijekovima koji usporavaju proliferaciju ćelija, tumori su se pojavljivali znatno češće.

Nasuprot tome, ponovno pokretanje diobe ćelija davanjem životinjama leucina, aminokiseline koja može podsticati rast i obnovu ćelija, smanjilo je učestalost tumora.

Time je dodatno potvrđena veza između sposobnosti tkiva da se brzo obnavlja i otpornosti na nastanak tumora.

Može li ovo pomoći u istraživanju raka kod ljudi?

Istraživači smatraju da bi njihovi rezultati mogli pomoći i u razumijevanju niske stope raka kod drugih životinja koje imaju neobične mehanizme zaštite od tumora, uključujući slonove i gole krtice.

Otkriće bi u budućnosti moglo otvoriti i nove pravce istraživanja raka kod ljudi, posebno kada je riječ o starenju.

Naime, kako organizam stari, sposobnost pojedinih tkiva da se obnavljaju postepeno opada. Razumijevanje načina na koji neke životinje održavaju efikasnu obnovu ćelija i istovremeno uklanjaju one oštećene moglo bi pomoći naučnicima da bolje razumiju zašto se rizik od raka mijenja tokom života.

Ipak, riječ je o osnovnom istraživanju na meduzama i nije riječ o novom liječenju raka kod ljudi. Njegova vrijednost za sada je prije svega u otkrivanju mehanizma koji bi mogao pomoći da bolje razumijemo kako pojedini organizmi prirodno sprečavaju nastanak tumora.