Naukowcy: prehistoryczne zwierzęta też cierpiały na nowotwory
Rekonstrukcja wzrostu i stadia inwazji nowotworu. A) Oryginalny, niezmieniony chorobowo kręg zawierający pięć kanałów odżywczych (nf). B) Rozrastająca się tkanka nowotworowa – odkładająca się osseina (os) na zewnątrz kręgu, rosnąca masa guza. C) Szybciej rosnący nowotwór stopniowo ogranicza przestrzeń dostępną dla prawidłowej tkanki. W końcu nowotwór wrasta przez kanały odżywcze do wnętrza kręgu. Autor ilustracji: Jakub Zalewski. Źródło: „An insight into cancer…”, Licencja: CC BY 4.0
Nowotwory złośliwe, nieraz uważane za schorzenia związane z zanieczyszczeniem środowiska, dotykały też prehistoryczne zwierzęta. Zespół pod kierunkiem paleontologa z Uniwersytetu Śląskiego opisał wyniki badań objętego nowotworem kręgu triasowego płaza odkrytego w Krasiejowie koło Opola.
Artykuł naukowy zespołu dr. Dawida Surmika z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego pt. „An insight into cancer palaeobiology: does the Mesozoic neoplasm support tissue organization field theory of tumorigenesis?” opublikowano w czasopiśmie BMC Ecology and Evolution.
W opisie na stronach Uniwersytetu Śląskiego Surmik m.in. wskazuje, że ślady schorzeń sporadycznie odnajdywane na kościach prehistorycznych zwierząt dają wgląd w ich problemy zdrowotne. Jednocześnie dostarczają dowodów na starożytny rodowód niektórych chorób, niekiedy liczący sobie setki milionów lat.
Ponieważ dowody z zakresu paleontologii są ograniczone do skamieniałych kości, schorzenia możliwe do identyfikacji w materiale kopalnym muszą albo bezpośrednio dotyczyć układu kostnego, albo wpływać na kości w sposób pośredni. Należą do nich niektóre nowotwory złośliwe, powszechnie uważane za schorzenia związane z rozwojem cywilizacji, a tym samym postępującym zanieczyszczeniem środowiska.
„Niewątpliwie czynniki te zwiększają zapadalność na nowotwory złośliwe we współczesności. Jednakże same nowotwory mają historię dużo starszą niż cywilizacja, a nawet cała ludzkość. Badania nowotworów zwierząt pozaludzkich, w tym u bardzo starych ewolucyjnie grup, takich jak jamochłony, pokazują, że proces powstawania nowotworów jest cechą ewolucyjnie pierwotną i występuje od początków życia zwierzęcego na Ziemi” – akcentuje Surmik.
Nowotworzenie leży u podstaw ewolucji i rozwoju wielokomórkowości klonalnej. Zwierzęta wielokomórkowe charakteryzuje naturalne dążenie do ciągłego dzielenia się i różnicowania komórek ciała. Przebieg podziałów klonalnych (tzn. takich, w których z jednej pierwotnej komórki powstają komórki potomne) jest kontrolowany i regulowany przez mechanizmy genetyczne.
W przypadku utraty tej kontroli, spowodowanej wystąpieniem mutacji, następuje nieskoordynowany podział komórek, który skutkuje nadmiernym rozrostem masy tkanki. W taki sposób – według powszechnie akceptowanej teorii mutacji somatycznych – dochodzi do powstawania guzów. Poznanie historii ewolucyjnej nowotworów i jej zrozumienie może pośrednio przyczynić się do powstawania nowych metod terapeutycznych.
Kopalne świadectwa nowotworów w postaci narośli czy guzów identyfikowano już wcześniej m.in. u dinozaurów i innych prehistorycznych kręgowców. Interdyscyplinarny, międzynarodowy zespół badawczy, któremu przewodniczył Surmik, przedstawił wyniki badań kręgu triasowego płaza tarczogłowego Metoposaurus krasiejowensis, odkrytego w Krasiejowie koło Opola. Na jednym z kręgów płaza, należącym do zbiorów Instytutu Paleobiologii PAN, zidentyfikowano narośl, która obrastała znaczną jego część. Badacze we współpracy z Wydziałowym Laboratorium Mikrotomografii Komputerowej Uniwersytetu Śląskiego wykorzystali promieniowanie rentgenowskie, aby poznać wewnętrzną strukturę owej skamieniałości.
Skany ujawniły, że patologiczna tkanka obrasta kręg z zewnątrz, a także wnika do jego wnętrza, wdzierając się w głąb kości poprzez naturalne kanały odżywcze w kręgu. To pokazało, że przyczyną narośli był nowotwór złośliwy. Dalsza analiza skanów wykazała, że znaczna część struktury kręgu została zniszczona w wyniku rozrostu patologicznej tkanki.
Badacze przecięli okaz i naklejając fragmenty kości na szkiełko mikroskopowe zeszlifowali jego powierzchnię do uzyskania cienkiej, półprzeźroczystej próbki, którą można obserwować w mikroskopie świetlnym; podobnie bada się współczesne próbki nowotworowe. Preparaty dostarczyły informacji nt. budowy histologicznej patologicznej tkanki, a zwłaszcza kontaktu między częścią zmienioną chorobowo i częścią jeszcze nie zajętą nowotworem.
Na tej podstawie naukowcy orzekli, że badanym nowotworem był kostniakomięsak (osteosarcoma). Szczegółowe badania dały informacje o dynamice wzrostu nowotworu, której rekonstrukcję przedstawiono szczegółowo w artykule w BMC Ecology and Evolution.
Zidentyfikowany złośliwy nowotwór u metopozaura zespół ocenia jako jeden z najstarszych przykładów raka w zapisie kopalnym i jedyny pewny odnoszący się do kopalnego płaza, a także najlepiej udokumentowane świadectwo występowania nowotworów u prehistorycznych zwierząt, poparte dowodami badań mikrostrukturalnych.
W skład zespołu, którym kierował Surmik, weszli: Piotr Duda z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych UŚ, Justyna Słowiak-Morkowina, Tomasz Szczygielski i Dawid Dróżdż z Instytutu Paleobiologii PAN, Maciej Kamaszewski ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Elżbieta Teschner z Uniwersytetu Opolskiego, a także Dorota Konietzko-Meier i Sudipta Kalita z Uniwersytetu w Bonn (Niemcy) oraz prof. Bruce M. Rothschild z Muzeum Historii Naturalnej Carnegie (Pensylwania, USA).
Badania sfinansowało Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu badawczego pt. „Osteopatologie w zapisie kopalnym nośnikiem informacji paleoekologicznej i paleoepidemiologicznej”.
PAp - Nauka w Polsce, Mateusz Babak
mtb/ pad/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
