پاسخی تازه برای پارادوكسی قدیمی: نهنگ‌ها چگونه از سرطان پیشگیری می‌كنند؟

حیواناتی مانند نهنگ‌های قطبی در‌مقایسه‌با اندازه بزرگ بدنشان كمتر به سرطان مبتلا می‌شوند. پژوهشگران توضیح تازه‌ای برای این پدیده ارائه داده‌اند.نهنگ‌های غول‌پیكر نسبت‌به اندازه بدنشان نرخ ابتلا به سرطان كمی دارند .

این عدم تطابق زیستی به «پارادوكس پیتو» معروف است كه توصیف می‌كند چگونه حیوانات بزرگ و با عمر طولانی با اینكه نسبت‌به انسان یا موجودات كوچك‌تر تریلیون‌ها سلول بیشتر دارند، به سرطان بیشتری دچار نمی‌شوند .

به‌نقل از ساینس آلرت، سرطان بیماری تقسیم سلولی كنترل‌نشده است كه در آن جهش‌های ژنتیكی سلول را به سمت تكثیر بیش‌ازحد هدایت می‌كنند و توده‌هایی به نام تومور را تشكیل می‌دهند. بنابراین، شاید فكر كنید هرچه حیوانی بزرگ‌تر باشد، سلول‌های بیشتری دارد و احتمال اینكه آن سلول‌ها جهش‌های ژنتیكی عامل سرطان را در خود جمع كنند، به‌ویژه در طول عمر طولانی بیشتر است .

اما در اواخر دهه ۱۹۷۰، ریچارد پیتو، آماردان مشهور بریتانیایی با مقایسه‌ی انسان و موش‌ متوجه شد این‌طور نیست. مطالعات بعدی نشان دادند كه در میان موجودات بزرگ و كوچك، سرطان با افزایش تعداد سلول‌های گونه شایع‌تر نمی‌شود .

فیل‌ها نیز مانند نهنگ‌ها سرطان‌های فراوانی ندارند.شاید تصور كنید زیست‌شناسان درگیر پارادوكسی با چندین دهه قدمت شده‌اند كه فقط یكی از ترفندهای طبیعت است، اما این ویژگی مهمی است. حل این پارداوكس ممكن است به ایجاد استراتژی‌های جدید برای پیشگیری یا سركوب سرطان در انسان كمك كند .

اكنون تیمی از پژوهشگران دانشگاه روچستر در نیویورك راه‌حلی برای پارادوكس پیتو در نهنگ‌های قطبی (Balaena mysticetus) پیدا كرده‌اند. نهنگ قطبی ازنظر اندازه دومین حیوان بزرگ است، اما طول عمر آن از تمام حیوانات روی زمین بیشتر است .

دنیس فرسانوف و همكارانش در نسخه‌ی پیش‌انتشار مقاله‌ی خود می‌نویسند: «با مطالعه پستاندارانی كه می‌توانند برای بیش از دو قرن سلامتی خود را حفظ و از مرگ ناشی از سرطان اجتناب كنند، ما نگاه اجمالی بی‌نظیری را از پشت پرده آزمایش تكاملی جهانی ارائه می‌كنیم كه مكانیسم‌های بی‌شمار موثر بر سرطان و پیری را آزمایش كرده است .

»پژوهشگران در آزمایش‌های آزمایشگاهی دریافتند كه سلول‌های نهنگ قطبی نسبت‌به سلول‌های انسان، گاو و موش در ترمیم آسیب DNA عملكرد بهتری دارند. پژوهشگران می‌نویسند: «به‌نظر می‌رسد سلول‌های نهنگ قطبی آسیب دی‌ان‌ای را در مراحل اولیه متوقف می‌كنند و این كار را با كارآیی و دقتی بالاتر از پستانداران دیگر انجام می‌دهند .

»به بیان ساده، نهنگ‌های قطبی می‌توانند آسیب‌های ژنومی بیشتری را تحمل كنند، زیرا سیستم سریع و كارآمدی برای ترمیم آسیب وارده به دی‌ان‌ای دارند. پژوهشگران دریافتند كه در یك منطقه از دی‌ان‌ای كه در نهنگ‌ها، انسان‌ها، موش و گاو مشترك است، احتمال اینكه سلول‌های نهنگ‌ها شكستگی‌های دی‌ان‌ای را كه توسط كریسپر ایجاد شده بود، بدون خطا ترمیم كنند، بالاتر بود .

سلول‌های نهنگ قطبی همچنین نوعی پروتئین ترمیم‌كننده دی‌ان‌ای به نام CIRBP را در سطوحی بسیار بالاتر از سایر گونه‌های مورد مطالعه تولید می‌كردند. وقتی سلول‌های انسانی رشدیافته در آزمایشگاه به این‌منظور مهندسی شدند كه مقدار زیادی CIRBP تولید كنند، این ترفند ژنتیكی توانایی ترمیم بدون خطای دی‌ان‌ای را افزایش داد .

فرسانوف و همكارانش نتیجه می‌گیرند: «این استراتژی كه سلول‌ها را حذف نمی‌كند، بلكه آن‌ها را ترمیم می‌كند، ممكن است برای طول عمر طولانی و عاری از سرطان نهنگ قطبی حیاتی باشد.»جیسون شلتزر، زیست‌شناس سرطان از دانشگاه ییل كه در این مطالعه نقشی نداشت، می‌گوید: «این مقاله‌ی جذاب كه هنوز مورد داوری قرار نگرفته است، مدل جدیدی برای نحوه اجتناب حیوانات بزرگ از سرطان ارائه می‌دهد .

شاید آن‌ها فقط در ترمیم دی‌ان‌ای از ما بهتر باشند؟ به‌عنوان گام بعدی، دوست دارم این ایده روی یك مدل حیوانی تایید شود: اگر بیان پروتئین CIRBP را در موش افزایش دهید، آیا دربرابر سرطان مقاوم می‌شود؟»البته همان‌طور كه پژوهش‌های گذشته نشان می‌دهد ترجمه‌ی چنین كشفی به درمان سرطان آسان نیست .

وقتی دانشمندان در سال ۲۰۱۵ كشف كردند كه فیل‌ها دارای نسخه اضافه‌ای از ژن سركوب‌كننده تومور به نام TP53 هستند، گام منطقی بعدی این بود كه بررسی كنند كه آیا افزایش فعالیت TP53 در موش‌ها سرطان را كاهش می‌دهد یا خیر .

ژن‌های سركوب‌كننده تومور به‌طور موثری هر سلولی را كه حاوی آسیب بیش‌ازحد به دی‌ان‌ای است، متلاشی می‌كنند و مشخص شد فیل‌ها آستانه تحمل بسیار پایینی برای سلول‌های آسیب‌دیده دارند و با كمترین آسیب دی‌ان‌ای، آن سلول را از بین می‌برند .

با‌این‌حال، بیان بیش‌ازحد پروتئین TP53 در موش‌ها درحالی‌كه سرطان را سركوب می‌كرد، همچنین موجب پیری زودرس در این حیوانات شد. مطالعات دیگر ممكن است راه‌حلی برای این مسئله پیدا كرده باشند و دانشمندان احتمالات دیگر را مورد بررسی قرار می‌دهند .

مارك تولیس، متخصص ژنتیك در دانشگاه آریزونا شمالی در مقاله‌ای در سال ۲۰۱۷ به همراه دو پژوهشگر دیگر اظهار داشت: «احتمالا در طبیعت راه‌حل‌های زیادی برای پارادوكس پیتو وجود دارد، زیرا اندازه بدن بزرگ بارها در طول تاریخ حیات به‌طور مستقل تكامل پیدا كرده است .

» به‌عبارت‌دیگر، هر حیوان با طول عمر طولانی یا با اندازه بزرگ از موش‌های حفار برهنه گرفته تا فیل‌های آفریقایی روش‌های خاص خود را برای سركوب سرطان ایجاد كرده‌اند كه دانشمندان در پی كشف آن هستند.توضیحات دیگر می‌تواند این باشد كه در حیوانات بزرگ تومورها به كندی رشد می‌كنند و كمتر كشنده‌اند یا اینكه نظارت ایمنی بهتری دارند .

اگرچه این راه‌حل‌ها هنوز در گونه‌های با بدن بزرگ مشاهده نشده است و به پژوهش‌های بیشتری نیاز دارد. تولیس و همكارانش می‌نویسند: «هر بار كه مكانیسم بالقوه‌ای برای سركوب سرطان در یك گونه كشف می‌كنیم، این احتمال وجود دارد كه بتوانیم رویكردهای درمانی جدیدی برای پیشگیری از سرطان برای نجات جان انسان‌ها پیدا كنیم .