2012 óta a Vermont (USA) és Quebec (Kanada) határán fekvő Memphremagog-tó halászai és biológusai valami nyugtalanítót figyeltek meg: egyre több barna harcsa ( Ameiurus nebulosus ) bőrén jelentek meg kiemelkedő, fekete foltok . 2014-re közel minden harmadik példányon megjelentek ezek az elváltozások. Ami helyi szennyezési problémának vagy vírusnak tűnt, az sokkal furcsábbnak bizonyult: egy rákos megbetegedés, amely parazitaként terjed egyik halról a másikra.
A Vermonti Egyetem kutatói által a Nature folyóiratban publikált felfedezés az első dokumentált, édesvízi fajnál fertőző rákos megbetegedést jelent , és a negyedik ismert eset az egész állatvilágban a tasmán ördög arccsontjának daganata, a kutya nemi úton terjedő daganata és a kéthéjú puhatestűek fertőző leukémiái után. A hír világszerte címlapokra került, de a tudósok hangsúlyozni akarják, hogy az emberre nincs veszély.
Egy daganat, amely nem a hordozójához tartozik
A Julie Dragon és Mark Henderson vezette csapat a történtek megértése érdekében megszekvenálta a daganatok teljes genomját, és összehasonlította azt ugyanazon hal egészséges szövetével. Az eredmény meggyőző volt: a különböző egyedektől származó rákos sejtek több százezer genetikai variánst tartalmaztak , amelyek nem jelentek meg a gazdahalban. Egy tipikus rákban minden daganat genetikailag egyedi, mivel a beteg saját sejtjeiből származik. Itt azonban a daganatok gyakorlatilag azonosak voltak egymással, ami csak akkor magyarázható, ha a rosszindulatú sejtek egyik halról a másikra terjedtek át.
„Azt gondoltuk, hogy vírus vagy szennyeződés lehet” – ismeri el Dragon. „De amikor láttuk, hogy a tumor genomjai szorosabb rokonságban állnak egymással, mint a gazdaszervezetükkel, tudtuk, hogy egy fertőző klonális rákkal van dolgunk.” Más szóval, maguk a tumorsejtek fertőző ágensekként működnek , új gazdaszervezeteket telepszenek meg és szaporodnak bennük.
Hogyan terjed a melanoma a halak között?
A pontos átviteli mechanizmust még vizsgálják, de a szerzők a szaporodási időszakot jelölik meg kulcsfontosságú időpontként . Íváskor a harcsák sekély vizekben gyűlnek össze, és nagyon szoros fizikai kapcsolatot tartanak fenn. „Úgy tűnik, ez csak a nagy, reproduktívan érett halaknál fordul elő” – magyarázza Henderson. „Talán a szaporodási viselkedésük valamilyen aspektusa váltja ki a rák terjedését.”
Továbbá, mivel a tengerfenéken élő, pikkelyek nélküli bentikus halak, folyamatosan kölcsönhatásba lépnek az üledékkel , ahol a leválasztott tumorsejtek felhalmozódhatnak. A tanulmány arra is rámutat, hogy a tengeri és vízi szennyezés vagy a hormonális változások gyengíthetik a halak immunrendszerét, így sebezhetőbbé tehetik őket a fertőzésekkel szemben.
A negyedik ismert fertőző rákfajta állatoknál
A tudomány eddig mindössze három példát dokumentált a természetben előforduló fertőző rákra. A legrégebbi a kutya fertőző nemi úton terjedő daganata (CTVT) , amely párzás során terjed, és 6.000 és 11 000 év között kering világszerte. Aztán ott van a tasmán ördög arcidegdaganata (DFTD) , amely az 1990-es évek óta tizedezi ezt a fajt, mivel harapás útján terjed. A harmadik csoportot pedig számos fertőző leukémia alkotja kagylókban, például kagylókban és tengeri ehető kagylókban, amelyek tengervízzel terjednek.
A barna harcsa melanoma az első ilyen jellegű eset halaknál és édesvízi ökoszisztémában. „Tíz évvel ezelőttig a fertőző rákot rendkívül ritkának gondolták” – mondja Adrián Báez-Ortega, a Cambridge-i Egyetem kutatója. „De a vízi környezet kedvezőbb lehet az átvitelhez. Nagyon valószínű, hogy sok más eset is felderítetlen maradt.”
Természetes arzén és lehetséges kapcsolata Thoreau-val
A kutatók kizárták a tó közelében található Coventry hulladéklerakó lehetőségét, mivel a rákot a daganatok okozták, mivel azok egyenletesen jelentek meg a tó 51 kilométeres szakaszán és más tisztavizű vízfelületeken. Ugyanakkor összefüggést találtak a talajban természetesen előforduló arzénszinttel. „Az arzén természetes módon fordul elő Új-Anglia-szerte, és nagyon magas koncentrációban van jelen Vermont és Maine északkeleti részén, ahol szintén láttunk bizonyítékot erre a rákra” – mondta Henderson.
Érdekes módon a rák első leírása 1852-ből származhat, amikor Henry David Thoreau filozófus és természettudós naplójában írt egy harcsáról a Concord folyóban, amelyen „egy nagy bársonyos fekete folt” volt. Hat évvel később egy másik esetet is leírt. A tudósok jelenleg Massachusetts folyóit és tavait vizsgálják, hogy megállapítsák, a rák ott keletkezhetett-e.
Nincs kockázat az emberre
Az egyik leggyakrabban feltett kérdés, hogy ez a rákfajta befolyásolhatja-e az embereket. A Memphremagog-tó több mint 175 000 ember ivóvizét biztosítja, de a kutatók határozottan állítják: nincs ismert kockázat az emberekre nézve . „A rákos sejtek nem tudnak megfertőzni vagy túlélni más fajokban” – magyarázza Dragon. „A halak biztonságosan kezelhetők és tanulmányozhatók.” Beata Ujvari, a Deakin Egyetem munkatársa hozzáteszi, hogy „az embereknek rendkívül hatékony immunrendszerük van, amely képes felismerni az idegen sejteket. A harcsáról emberre való átvitel valószínűsége gyakorlatilag nulla.”
Embereknél a daganatok átvitele rendkívül ritka, és nagyon specifikus esetekre korlátozódik, mint például az anyáról gyermekre történő átvitel (a terhességek 0,1%-a) vagy a szervátültetések során donoroktól származó rák (a recipiensek 0,04%-a). Ez egyáltalán nem hasonlít ahhoz, ami ezeknél a halaknál történik.
A hosszú távú ökológiai hatás továbbra sem egyértelmű. Míg a tasmán ördögrák pusztító hatású, a kutyarák évezredek óta együtt él gazdáival. A Memphremagog-tóban a súlyosan beteg harcsa évekig is túlélhet, de nem tudni, hogy ez hogyan fogja befolyásolni a populációkat. Az azonban világos, hogy ez a felfedezés új ablakot nyit a rák evolúciójának megértéséhez. „Azáltal, hogy tanulmányozzuk, hogyan élik túl és terjednek el a rákok eredeti gazdájukon kívül, sokat megtudhatunk arról, hogy mi tartja őket kordában, és mi történik, amikor ezek a gátak leomlanak” – vonja le a következtetést Dragon. Ezek a halak akaratlanul is az onkológia természetes laboratóriumává váltak.