Naukowcy odkryli pierwszy zakaźny nowotwór u ryb w jeziorach Quebecu oraz północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych

Naukowcy odkryli pierwszy zakaźny nowotwór u ryb w jeziorach Quebecu oraz północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych

Naukowcy odkryli niezwykle rzadki przypadek nowotworu zakaźnego u ryb żyjących w jeziorach Quebecu oraz północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych. Badania genetyczne wskazują, że czerniak występujący u sumików brunatnych może być przenoszony między osobnikami, co czyni go pierwszym znanym zakaźnym nowotworem u ryb i jednym z zaledwie kilku takich przypadków opisanych w świecie przyrody.

Wyniki badań opublikowano w środę na łamach prestiżowego czasopisma „Nature”. Analizy wykazały, że komórki nowotworowe z różnych ryb są do siebie genetycznie znacznie bardziej podobne niż do organizmów, w których zostały znalezione. To właśnie ten fakt sugeruje, że rak może przenosić się z jednej ryby na drugą.

Julie Dragon, współautorka badań, podkreśliła, że do tej pory naukowcy znali jedynie trzy inne przypadki zakaźnych nowotworów – u diabłów tasmańskich, psów oraz skorupiaków.

– Takie zjawiska należą do absolutnych wyjątków w przyrodzie. Muszą zaistnieć bardzo szczególne warunki, aby mogło dojść do czegoś takiego – wyjaśniła.

Pierwsze przypadki choroby odnotowano w 2012 roku, gdy wędkarze łowiący w jeziorze Memphremagog, położonym na granicy Quebecu i amerykańskiego stanu Vermont, zaczęli wyciągać z wody sumiki brunatne z nietypowymi czarnymi plamami i guzami na skórze.

Badania wykazały, że zmiany są czerniakiem – nowotworem skóry, który występuje również u ludzi.

Obecnie objawy choroby stwierdza się u około jednej trzeciej sumików brunatnych zamieszkujących jezioro.

Naukowcy nadal nie wiedzą, jak poważnie choroba wpływa na zdrowie ryb. U części osobników nowotwór rozprzestrzenia się na inne narządy, między innymi mózg i wątrobę. Jednocześnie wiele zakażonych ryb wygląda na zdrowe, a u starszych osobników również wykrywa się guzy, co sugeruje, że mogą z nimi żyć przez dłuższy czas.

Nagły wzrost liczby ryb z czarnymi zmianami nastąpił rok po katastrofalnej powodzi wywołanej przez huragan Irene. Wśród mieszkańców pojawiły się wówczas przypuszczenia, że do jeziora wraz z wodami powodziowymi dostały się rakotwórcze substancje chemiczne.

Przeprowadzone badania nie przyniosły jednoznacznych dowodów potwierdzających tę teorię. Jednak analiza opublikowana w maju wykazała podwyższone stężenia siedmiu metali, w tym cynku oraz rakotwórczego arsenu, w skórze ryb dotkniętych nowotworem.

Już w 2014 roku Julie Dragon, adiunkt mikrobiologii i genetyki molekularnej na Larner College of Medicine Uniwersytetu Vermont, została poproszona przez wydział ryb i dzikiej przyrody tej uczelni o sprawdzenie, czy przyczyną choroby może być wirus.

Badania genetyczne nie wykazały jednak obecności żadnego wirusa odpowiedzialnego za rozwój choroby.

Następnie badaczka rozważyła inną możliwość. Zastanawiała się, czy populacja ryb nie jest efektem chowu wsobnego, który mógł doprowadzić do pojawienia się mutacji zwiększających podatność na nowotwory. W tym celu wraz z zespołem przeanalizowała materiał genetyczny zarówno zdrowych, jak i chorych ryb oraz samych guzów.

Wyniki wykluczyły tę hipotezę. Okazało się, że populacja sumików charakteryzuje się dużą różnorodnością genetyczną i nie nosi śladów chowu wsobnego.

Największe zaskoczenie przyniosły jednak analizy komórek nowotworowych. W większości przypadków komórki raka powstają z komórek organizmu gospodarza i zachowują jego cechy genetyczne. Tymczasem w tym przypadku komórki nowotworowe z różnych ryb były do siebie bardziej podobne niż do organizmu ryby, w której się znajdowały.

To odkrycie całkowicie zaskoczyło badaczy. Dragon zaczęła konsultować wyniki z innymi specjalistami. Jednym z nich był Sam Hart z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, współautor publikacji, który wcześniej badał zakaźne nowotwory u skorupiaków. To właśnie on zasugerował, że podobny mechanizm może występować również u sumików.

Badaczka zauważyła także, że guzy bardzo łatwo uwalniają komórki nowotworowe.

– Wystarczy ich dotknąć, a dosłownie się rozpadają – powiedziała.

Ponieważ choroba występuje wyłącznie u dorosłych ryb, naukowcy przypuszczają, że do zakażenia może dochodzić podczas tarła. W tym okresie ryby gromadzą się w dużych skupiskach i często stykają się kolcami znajdującymi się przy płetwach piersiowych.

– Ryby dosłownie ocierają się o siebie. Uważamy, że właśnie wtedy komórki nowotworowe mogą przenikać do organizmu kolejnych osobników – wyjaśniła Dragon.

Do tej pory naukowcom nie udało się jednak jednoznacznie wykazać przeniesienia komórek nowotworowych z jednej ryby na drugą w warunkach laboratoryjnych. Liczą, że uda się to potwierdzić jeszcze w tym roku.

Brak takiego dowodu sprawia, że nie wszyscy badacze są przekonani do teorii o zakaźnym charakterze choroby.

Vicki Blazer, główna autorka majowego badania dotyczącego podwyższonych poziomów toksyn u chorych ryb, uważa, że potrzeba więcej dowodów.

– Moją największą obawą jest określanie tego nowotworu jako zakaźnego, dopóki nie zostanie jednoznacznie udowodnione jego przenoszenie – powiedziała emerytowana naukowczyni z US Geological Survey.

Obecnie prowadzi ona kolejne badania, analizując chore ryby pod kątem obecności związków PFAS – trwałych zanieczyszczeń chemicznych, które również mogą zwiększać podatność organizmów na rozwój nowotworów.

Innego zdania jest Stephen Goff z Uniwersytetu Columbia, który wcześniej uczestniczył w badaniach nad zakaźnymi nowotworami u skorupiaków, choć nie brał udziału w obecnym projekcie.

Jego zdaniem dowody genetyczne są na tyle silne, że praktycznie nie pozostawiają wątpliwości, iż u sumików brunatnych występuje nowotwór przenoszony pomiędzy osobnikami.

Projekt badawczy został sfinansowany przez amerykańskie i stanowe instytucje rządowe, między innymi Narodowy Instytut Zdrowia USA (NIH) oraz Komisję Rybołówstwa Wielkich Jezior. W badania zaangażowało się również Ministerstwo Środowiska Quebecu, którego pracownicy pomagali w odławianiu ryb do analiz.

Ministerstwo Środowiska Quebecu zaleca mieszkańcom, aby nie spożywali ryb z widocznymi guzami, mimo że nie istnieją dowody wskazujące na zagrożenie dla zdrowia ludzi. Julie Dragon podkreśla jednak, że w stanie Vermont niektórzy mieszkańcy nadal jedzą takie ryby i według obecnej wiedzy są one bezpieczne do spożycia.

Poza jeziorem Memphremagog chore sumiki odnaleziono również w jeziorze Magog w Quebecu oraz w kilku jeziorach w stanach Maine i New Hampshire. Władze Quebecu apelują do wędkarzy łowiących w innych akwenach, aby przesyłali zdjęcia ryb z podejrzanymi zmianami do Ministerstwa Środowiska, co ma pomóc naukowcom monitorować rozprzestrzenianie się choroby.