راز سرطان واگیردار در دریاچه ممفرماگوگ و نفوذ سلولهای سرطانی به بدن ماهیها
چند روز پیش داشتم پژوهشهای مربوط به بیماریهای نادر جانوری را مرور میکردم که به یک گزارش خیرهکننده برخوردم. بیشتر ما تصور میکنیم سرطان بیماری درونی و غیرقابل سرایتی است که فقط در بدن یک موجود زنده رشد میکند و با مرگ او پایان مییابد. اما در این پست با هم میبینیم که چطور طبیعت باز هم ما را غافلگیر کرده است. گویی یک نوع سرطان عجیب و نادر توانسته از بدن یک گربهماهی (Catfish) خارج شده و مثل یک بیماری واگیردار به جان بقیه ماهیهای یک دریاچه بیفتد.
ماجرا از یک دریاچه آرام در مرز کانادا و آمریکا شروع شد؛ جایی که زیستشناسان با لکههای سیاه و قیریرنگی روی پوست ماهیها مواجه شدند که نشان از یک پدیده کاملاً غیرمنتظره داشت. در ادامه میخواهیم بررسی کنیم که این سرطان منتقل شونده چطور تکثیر میشود، دانشمندان چگونه راز ژنتیکی آن را کشف کردند و چرا این یافته عجیب ممکن است مسیر فهم ما را از متاستاز سرطانی در بدن انسان تغییر دهد.
لکههای سیاه و مرموزی که دریاچه ممفرماگوگ را فرا گرفتند
همه چیز از ارزیابیهای دورهای اداره شیلات و حیات وحش ورمونت در دریاچه ممفرماگوگ (Lake Memphremagog) آغاز شد. زیستشناسانی که سالها وضعیت ماهیهای این منطقه را زیر نظر داشتند، ناگهان متوجه تغییرات ظاهری نگرانکنندهای در گربهماهیهای قهوهای شدند. روی بدن این آبزیان، زوائد و خطوط تیره و وحشتناکی شکل گرفته بود که شباهت زیادی به قیر سیاه داشت. این ضایعات پوستی نه تنها روی فلسها و بالهها، بلکه در داخل دهان، روی آبششها و حتی دور چشمهای ماهیها دیده میشد و رفتوآمد و تغذیه آنها را مختل میکرد.
بررسیهای اولیه نشان داد که بیش از یک چهارم ماهیهای این دریاچه به این لکهها مبتلا شدهاند. موضوع زمانی عجیبتر شد که ماهیگیران محلی تایید کردند این عارضه به یکباره و ظرف مدت کوتاهی همهگیر شده است. زیستشناسان در ابتدا گمان میکردند که شستوشوی مواد شیمیایی یا آلایندههای آلوده از مرکز دفن زباله مجاور باعث بروز نوعی مسمومیت و جهش ژنتیکی شده است. با این حال، نمونهبرداری از بافت بدن ماهیها و سنجش سموم موجود در آب هیچ آلودگی شیمیایی خاصی را نشان نداد که بتوان این حجم از ضایعات را به آن نسبت داد.
تحقیقات بعدی ثابت کرد این لکههای سیاه نوعی ملانوما (Melanoma) یا سرطان پوست هستند. اما یک علامت سوال بزرگ باقی مانده بود: گربهماهی معمولاً در اعماق تاریک آب زندگی میکنند و کمتر در معرض تابش اشعه فرابنفش خورشید قرار میگیرند. پس چطور ممکن است چنین حجم عظیمی از ملانومای پوستی به طور همزمان در میان جمعیت این ماهیها شیوع پیدا کرده باشد؟
رمزگشایی ژنتیکی و کشف یک سرطان کلونشده و منتقل شونده
زمانی که فرضیه سموم محیطی و اشعه خورشیدی رد شد، پژوهشگران به سراغ کدهای ژنتیکی رفتند. دانشمندان دانشگاه ورمونت (University of Vermont) با همکاری پژوهشگران دانشگاه کمبریج (University of Cambridge) تصمیم گرفتند توالییابی کامل ژنوم ماهیها و تومورهای سرطانی را انجام دهند. معمولاً وقتی سلولی در بدن یک موجود زنده دچار سرطان میشود، دیانای (DNA) تومور شباهت بسیار زیادی به دیانای همان موجود دارد، چرا که تومور محصول جهش در سلولهای خود بیمار است.
نتیجه آزمایشها دانشمندان را شگفتزده کرد. ژنتیک بافتهای سرطانی برداشته شده از بدن ماهیهای مختلف هیچ شباهتی به دیانای خود آن ماهیها نداشت. در عوض، نمونههای تومور گرفتهشده از ماهیهای گوناگون زیستگاه، کدهای ژنتیکی کاملاً یکسانی داشتند. یعنی تمامی این تومورها همگی کلونهای یک سلول سرطانی اولیه بودند که سالها پیش در بدن یک ماهی منفرد ایجاد شده و سپس توانسته بود از بدن آن موجود خارج شود و مانند یک عامل عفونی زنده در میان سایر ماهیها انتشار یابد.
تا پیش از این، پدیده سرطان مسری (Transmissible Cancer) تنها در موارد بسیار معدودی مانند شیطان تاسمانی (Tasmanian Devils)، سگها و برخی صدفهای دوکفهای مشاهده شده بود. اما کشف این پدیده در یک ماهی، برای اولین بار ثابت کرد که سلولهای سرطانی قادرند در محیطهای آبی نیز زنده بمانند، از سیستم ایمنی میزبان جدید بگریزند و بافت توموری جدیدی بسازند.
مکانیسم انتقال؛ سلول سرطانی چگونه میزبان جدید را فتح میکند؟
یکی از پرسشهای کلیدی این بود که این سلولهای سرطانی سرکش چگونه از یک ماهی به ماهی دیگر منتقل میشوند. پژوهشگران با بررسی رفتار شناختی و الگوی زندگی گربهماهی متوجه شدند که فرایند جفتگیری و تخمریزی نقش پررنگی در این زنجیره انتقال دارد. این آبزیان در فصل جفتگیری به صورت گروههای متراکم و فشرده در کنار هم تجمع میکنند، روی یکدیگر میغلتند و برخوردهای فیزیکی شدیدی میان آنها رخ میدهد.
گربهماهی در پشت بالههای سینه خود تیغههای تیز و برندهای دارند. هنگام غلتیدن در تجمعات فشرده، این تیغهها خراشها و زخمهای کوچکی روی پوست یکدیگر ایجاد میکنند. دانشمندان معتقدند این زخمهای پوستی، مسیر و دروازه طلایی ورود سلولهای سرطانی شناور در آب یا منتقلشده از راه تماس مستقیم هستند. عدم مشاهده این تومورها در ماهیهای جوان و کمسن نیز این فرضیه را تایید میکند، زیرا آبزیان کمسن هنوز وارد چرخههای رفتاری جفتگیری و برخوردهای تهاجمی نشدهاند.
نکته حیرتانگیز دیگر، پایداری و قدرت تطبیق این سلولهاست. به طور معمول، تومورهای سرطانی با مرگ میزبان از بین میروند؛ اما سلول سرطانی این ماهیها موفق شده راهحلی برای بقای خود بیابد. این سلولها اکنون حیات مستقل خود را دارند و از بدنی به بدن دیگر کوچ میکنند، در حالی که ماهیهای مبتلا میتوانند تا مدتها با وجود این تومورها به زندگی خود ادامه دهند.
پیامدهای پژوهشی برای درمان سرطان و متاستاز در بدن انسان
شاید بپرسید چرا کشف یک سرطان مسری در یک دریاچه دورافتاده برای جامعه پزشکی اهمیت دارد؟ پاسخ در شباهتهای ساختاری رفتار این سلولها با پدیده متاستاز (Metastasis) در بدن انسان نهفته است. پیچیدهترین و کشندهترین مرحله در سرطان انسان زمانی رخ میدهد که سلول تومور از بافت اولیه جدا شده، وارد جریان خون میشود، از تعقیب سیستم ایمنی میگریزد و در یک عضو جدید لانه میسازد.
در واقع، سلول سرطانی گربهماهی دقیقاً همین مسیر سخت را در مقیاسی بزرگتر طی میکند. سلول سرطانی از بدن یک ماهی جدا شده، در محیط بیرون زنده میماند، سیستم ایمنی بدن ماهی جدید را دور میزند و یک تومور تازه میسازد. درک مکانیسمهای مولکولی که به این سلولها اجازه میدهد خود را از دید سیستم ایمنی پنهان کنند و در محیط جدید مستقر شوند، میتواند الگوی کاملی برای مهار فرایند متاستاز در تومورهای انسانی فراهم کند.
زیستشناسان تکاملی بر این باورند که بررسی این نمونهها میتواند رازهای ناگفتهای را درباره نحوه فرار تومورها از مرگ سلولی برملا کند. اگر علم بتواند فرآیند نفوذ و تثبیت این سلولها را در سطح مولکولی بلوکه کند، میتوان به متوقف کردن انتشار تومورها در بدن بیماران سرطانی امیدوار بود.
ریشههای تاریخی پدیده و بازنگری در فرضیههای گذشته پزشکی
با کشف این موضوع در دریاچه ممفرماگوگ، متون کهن و یادداشتهای طبیعیدانان گذشته نیز زیر ذرهبین رفته است. بررسی شواهد تاریخی نشان میدهد که این نوع ملانوما ممکن است پدیده کاملاً جدیدی نباشد. برای مثال، هنری دیوید ثورو (Henry David Thoreau)، نویسنده و فیلسوف مشهور، در نوشتههای خود به گربهماهی اشاره کرده بود که در یکی از رودخانههای ماساچوست صید شده بود و پوستش از نوعی لکهسیاهی شبیه جذام پوشیده شده بود.
این ارجاعات تاریخی و یافتههای جدید باعث شده پژوهشگران در تعاریف کلاسیک خود درباره غیرواگیر بودن مطلق سرطانها تجدیدنظر کنند. تا پیش از این، بروز سرطان مسری یک اتفاق نادر و استثنایی در جهان خلقت پنداشته میشد، اما امروز دانشمندان احتمال میدهند که سرطانهای منتقلشونده در میان جانوران آبزی یا وحشی بسیار رایجتر از تصورات قبلی ما باشند.
بررسی زیستگاههای دیگر نشان میدهد که احتمالاً گونههای دیگری از ماهیها نیز درگیر این نوع جهشهای سلولی زنده و منتقلشونده هستند. مطالعه دقیقتر این خطوط ژنتیکی میتواند به ما نشان دهد که تومورها چگونه در طی سالیان طولانی تکامل یافته و حیات مستقل خود را شکل دادهاند.
سیستم ایمنی ماهیها چگونه در برابر این سلولهای مهاجم تسلیم میشود؟
یکی از بزرگترین معماها برای آسیبشناسان این است که چرا سیستم ایمنی گربهماهی، سلولهای سرطانی واردشده از یک بدن دیگر را به عنوان یک بافت بیگانه شناسایی و نابود نمیکند؟ در حالت طبیعی، پیوند بافت یا ورود سلول از موجودی دیگر باید با واکنش شدید ایمنی و دفع پیوند روبرو شود.
دانشمندان گمان میکنند این سلولهای سرطانی توانستهاند آنتیژنهای سطحی خود را خاموش کنند یا پروتئینهای سرکوبکننده ایمنی بفرستند که بافتهای دفاعی میزبان را فریب میدهد. احتمال دیگری که مطرح است، نقش عوامل محیطی مهارکننده ایمنی در دریاچه است. حتی اگر سموم به طور مستقیم باعث ایجاد سرطان نشده باشند، استرسهای محیطی یا افت کیفیت آب ممکن است توان دفاعی ماهیها را کاهش داده و شرایط را برای موفقیت نفوذ این سلولهای غریبه فراهم کرده باشد.
کشف این مکانیسم خاموشسازی ایمنی میتواند به دانشمندان حوزه پیوند اعضا و ایمونولوژی کمک کند تا بفهمند سلولها چگونه هویت خود را از دید سیستم دفاعی پنهان میکنند. پژوهشها بر روی این شیوههای پنهانکاری سلولی همچنان در آزمایشگاههای دانشگاهی ادامه دارد.
آیا این سرطان واگیردار خطری برای انسانها و مصرفکنندگان ماهی دارد؟
طبیعی است که با شنیدن خبر شیوع یک سرطان مسری در میان ماهیها، نخستین دغدغه مردم و ماهیگیران امکان انتقال آن به انسان باشد. اما بررسیهای زیستشناختی نشان میدهد که پروتئینها و گیرندههای سلولی ماهیها با انسان تفاوتهای بنیادی دارد. سلولهای سرطانی این آبزیان برای زیستن در محیط بدن ماهی با دمای پایین و مکانیسمهای خاص آن سازگار شدهاند و به هیچ وجه توانایی بقا یا تکثیر در بدن انسان یا سایر پستانداران را ندارند.
علاوه بر این، سیستم ایمنی بدن انسان بسیار پیچیدهتر از آبزیان است و هرگونه سلول بیگانه را پیش از ورود یا استقرار به سرعت متلاشی میکند. با این حال، مسئولان حیات وحش توصیه میکنند که ماهیگیران از مصرف ماهیهای بیمار و دارای لکههای پوستی شدید خودداری کنند تا از بروز تداخلات گوارشی یا عفونتهای ثانویه باکتریایی جلوگیری شود.
کشف این بیماری در دریاچه ممفرماگوگ گام مهمی در درک رفتارهای پیچیده تومورهاست. پدیدهای که در نگاه اول یک بحران زیستمحیطی منطقهای به نظر میرسید، حالا به یکی از جذابترین الگوهای آزمایشگاهی برای دانشمندانی تبدیل شده که به دنبال کشف رازهای نفوذ و مهار سرطان در بدن انسان هستند.
منبع: npr
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
مطالب مرتبط
