پاسخی تازه برای پارادوکسی قدیمی: نهنگ‌ها چگونه از سرطان پیشگیری می‌کنند؟
نهنگ‌های غول‌پیکر نسبت‌به اندازه بدنشان نرخ ابتلا به سرطان کمی دارند. این عدم تطابق زیستی به «پارادوکس پیتو» معروف است که توصیف می‌کند چگونه حیوانات بزرگ و با عمر طولانی با اینکه نسبت‌به انسان یا موجودات کوچک‌تر تریلیون‌ها سلول بیشتر دارند، به سرطان بیشتری دچار نمی‌شوند.
به‌نقل از ساینس آلرت، سرطان بیماری تقسیم سلولی کنترل‌نشده است که در آن جهش‌های ژنتیکی سلول را به سمت تکثیر بیش‌ازحد هدایت می‌کنند و توده‌هایی به نام تومور را تشکیل می‌دهند. بنابراین، شاید فکر کنید هرچه حیوانی بزرگ‌تر باشد، سلول‌های بیشتری دارد و احتمال اینکه آن سلول‌ها جهش‌های ژنتیکی عامل سرطان را در خود جمع کنند، 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 که در میان موجودات بزرگ و کوچک، سرطان با افزایش تعداد سلول‌های گونه شایع‌تر نمی‌شود. فیل‌ها نیز مانند نهنگ‌ها سرطان‌های فراوانی ندارند.
شاید تصور کنید زیست‌شناسان درگیر پارادوکسی با چندین دهه قدمت شده‌اند که فقط یکی از ترفندهای طبیعت است، اما این ویژگی مهمی است. حل این پارداوکس ممکن است به ایجاد استراتژی‌های جدید برای پیشگیری یا سرکوب سرطان در انسان کمک کند.
اکنون تیمی از پژوهشگران دانشگاه روچستر در نیویورک راه‌حلی برای پارادوکس پیتو در نهنگ‌های قطبی (Balaena mysticetus) پیدا کرده‌اند. نهنگ قطبی ازنظر اندازه دومین حیوان بزرگ است، اما طول عمر آن از تمام حیوانات روی زمین بیشتر است. دنیس فرسانوف و همکارانش در نسخه‌ی پیش‌انتشار مقاله‌ی خود می‌نویسند: «با مطالعه پستاندارانی که می‌توانند برای بیش از دو قرن سلامتی خود را حفظ و از مرگ ناشی از سرطان اجتناب کنند، ما نگاه اجمالی بی‌نظیری را از پشت پرده آزمایش تکاملی جهانی ارائه می‌کنیم که مکانیسم‌های بی‌شمار موثر بر سرطان و پیری را آزمایش کرده است.»
پژوهشگران در آزمایش‌های آزمایشگاهی دریافتند که سلول‌های نهنگ قطبی نسبت‌به سلول‌های انسان، گاو و موش در ترمیم آسیب DNA عملکرد بهتری دارند. پژوهشگران می‌نویسند: «به‌نظر می‌رسد سلول‌های نهنگ قطبی آسیب دی‌ان‌ای را در مراحل اولیه متوقف می‌کنند و این کار را با کارآیی و دقتی بالاتر از پستانداران دیگر انجام می‌دهند.»
به بیان ساده، نهنگ‌های قطبی می‌توانند آسیب‌های ژنومی بیشتری را تحمل کنند، زیرا سیستم سریع و کارآمدی برای ترمیم آسیب وارده به دی‌ان‌ای دارند. پژوهشگران دریافتند که در یک منطقه از دی‌ان‌ای که در نهنگ‌ها، انسان‌ها، موش و گاو مشترک است، احتمال اینکه سلول‌های نهنگ‌ها شکستگی‌های دی‌ان‌ای را که توسط کریسپر ایجاد شده بود، بدون خطا ترمیم کنند، بالاتر بود.
سلول‌های نهنگ قطبی همچنین نوعی پروتئین ترمیم‌کننده دی‌ان‌ای به نام CIRBP را در سطوحی بسیار بالاتر از سایر گونه‌های مورد مطالعه تولید می‌کردند. وقتی سلول‌های انسانی رشدیافته در آزمایشگاه به این‌منظور مهندسی شدند که مقدار زیادی CIRBP تولید کنند، این ترفند ژنتیکی توانایی ترمیم بدون خطای دی‌ان‌ای را افزایش داد. فرسانوف و همکارانش نتیجه می‌گیرند: «این استراتژی که سلول‌ها را حذف نمی‌کند، بلکه آن‌ها را ترمیم می‌کند، ممکن است برای طول عمر طولانی و عاری از سرطان نهنگ قطبی حیاتی باشد.»
- رویکردی متفاوت برای مبارزه با سرطان با الهام از حیوانات12 تیر 98مطالعه '6
- جهش عامل شب کوری در انسان به کوسه نهنگ‌ها کمک می‌کند در تاریکی ببینند11 فروردین 02مطالعه '4
- پنج یافته شگفت‌انگیز بزرگ‌ترین مطالعه جهان درباره پستانداران10 اردیبهشت 02مطالعه '5
جیسون شلتزر، زیست‌شناس سرطان از دانشگاه ییل که در این مطالعه نقشی نداشت، می‌گوید: «این مقاله‌ی جذاب که 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 یک مدل حیوانی تایید شود: اگر بیان پروتئین CIRBP را در موش افزایش دهید، آیا دربرابر سرطان مقاوم می‌شود؟»
البته همان‌طور که پژوهش‌های گذشته نشان می‌دهد ترجمه‌ی چنین کشفی به درمان سرطان آسان نیست.
وقتی دانشمندان در سال ۲۰۱۵ کشف کردند که فیل‌ها دارای نسخه اضافه‌ای از ژن سرکوب‌کننده تومور به نام TP53 هستند، گام منطقی بعدی این بود که بررسی کنند که آیا افزایش فعالیت TP53 در موش‌ها سرطان را کاهش می‌دهد یا خیر.
ژن‌های سرکوب‌کننده تومور به‌طور موثری هر سلولی را که حاوی آسیب بیش‌ازحد به دی‌ان‌ای است، متلاشی می‌کنند و مشخص شد فیل‌ها آستانه تحمل بسیار پایینی برای سلول‌های آسیب‌دیده دارند و با کمترین آسیب دی‌ان‌ای، آن سلول را از بین می‌برند. با‌این‌حال، بیان بیش‌ازحد پروتئین TP53 در موش‌ها درحالی‌که سرطان را سرکوب می‌کرد، همچنین موجب پیری زودرس در این حیوانات شد. مطالعات دیگر ممکن است راه‌حلی برای این مسئله پیدا کرده باشند و دانشمندان احتمالات دیگر را مورد بررسی قرار می‌دهند.
مارک تولیس، متخصص ژنتیک در دانشگاه آریزونا شمالی در مقاله‌ای در سال ۲۰۱۷ به همراه دو پژوهشگر دیگر اظهار داشت: «احتمالا در طبیعت راه‌حل‌های زیادی برای پارادوکس پیتو وجود دارد، زیرا اندازه بدن بزرگ بارها در طول تاریخ حیات به‌طور مستقل تکامل پیدا کرده 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 سرکوب سرطان ایجاد کرده‌اند که دانشمندان در پی کشف آن هستند.
توضیحات دیگر می‌تواند این باشد که در حیوانات بزرگ تومورها به کندی رشد می‌کنند و کمتر کشنده‌اند یا اینکه نظارت ایمنی بهتری دارند. اگرچه این راه‌حل‌ها هنوز در گونه‌های با بدن بزرگ مشاهده نشده است و به پژوهش‌های بیشتری نیاز دارد. تولیس و همکارانش می‌نویسند: «هر بار که مکانیسم بالقوه‌ای برای سرکوب سرطان در یک گونه کشف می‌کنیم، این احتمال وجود دارد که بتوانیم رویکردهای درمانی جدیدی برای پیشگیری از سرطان برای نجات جان انسان‌ها پیدا کنیم. اما شکی نیست که این امر به تلاش قابل‌توجهی برای ترجمه کشفیات اخیر به درمان‌های موثر برای انسان نیاز دارد.»
این مطالعه در سرور مقالات پیش‌انتشار biorXiv منتشر شده است.