Petův paradox: velká zvířata mají méně rakoviny
Dlouho panuje tzv. Petův paradox. Ten popisuje, že výskyt rakoviny napříč živočišnými druhy nezvyšuje tak, jak by se dalo očekávat s rostoucí velikostí těla (více buněk) a délkou života (více buněčných dělení).
-
Fakta: Zatímco u lidí je úmrtnost na rakovinu 11 % až 25 %, u slonů činí odhadovaná úmrtnost pouhých 4,81 %.
-
Zjištění: Studium úmrtnosti u 36 druhů savců potvrdilo, že u velkých a dlouhověkých zvířat (jako slon) riziko rakoviny s velikostí těla významně neroste.
Tajemství tkví v genu p53: množství rozhoduje
Klíčový rozdíl byl objeven v genové výbavě. TP53 je gen, který kóduje protein p53 – zásadní nádorový supresor přezdívaný "strážce genomu".
-
Lidé: Máme jednu kopii genu TP53 (dvě alely). Pokud dojde k poškození jedné funkční alely, vzniká syndrom Li-Fraumeni (LFS) s celoživotním rizikem rakoviny přesahujícím 90 %.
-
Sloni: U afrických slonů vědci objevili neuvěřitelných 20 kopií TP53 (tedy 40 alel)! Z toho 19 kopií jsou retrogeny (kopie DNA vzniklé retrotranspozicí), které jsou však stále transkripčně aktivní.
Sloní buňky jsou mistry v sebedestrukci
Vědci porovnávali reakci bílých krvinek (lymfocytů) slonů, zdravých lidí a pacientů s LFS na poškození DNA (pomocí záření a chemoterapeutika doxorubicinu). Odpovědí na poškození je spuštění apoptózy (řízené buněčné smrti), což je mechanismus pro efektivní odstranění mutovaných buněk.
-
Zjištění: Sloní buňky spouštěly apoptózu výrazně rychleji a ve vyšší míře než lidské buňky.
-
Přímá úměra: Rychlost spuštění apoptózy byla přímo úměrná počtu funkčních kopií TP53:
-
Pacienti s LFS (1 funkční alela) = nízká apoptóza
-
Zdraví lidé (2 alely) = střední apoptóza
-
Sloni (40 alel) = vysoká apoptóza
-
Sloni mají nižší práh pro spuštění apoptózy. Jejich buňky se raději rychle obětují (spustí sebedestrukci) při sebemenším poškození DNA, aby zabránily šíření potenciálně zhoubné mutace. Tím se snižuje celková míra mutací v populaci buněk, což vysvětluje, proč sloni s 100krát větší buněčnou hmotou než lidé netrpí rakovinou.
Evoluční ochrana a budoucnost
Amplifikace genu TP53 a posílená p53-zprostředkovaná apoptóza se vyvinula u slonů jako účinná a spolehlivá strategie potlačení rakoviny. Genetická analýza naznačuje, že toto zmnožení genu TP53 proběhlo po oddělení linií slonů a damanů skalních (jejich nejbližších příbuzných, kteří mají pouze jednu kopii TP53).
Studie naznačuje, že zvýšení buněčné citlivosti na poškození DNA – tedy účinné odstranění mutujících buněk namísto snahy o jejich opravu – může být klíčovou strategií pro prevenci rakoviny u velkých a dlouhověkých živočichů.
Zdroje k hlubšímu bádání
Capturing the temporal evolution of choice across prefrontal cortex