Los científicos saben que la edad y el peso son factores de riesgo en el desarrollo del cáncer. Eso debería significar que las ballenas, que incluyen algunos de los animales más grandes y longevos de la Tierra, tienen un riesgo descomunal de desarrollar cáncer.
Pero no lo hacen. En cambio, son menos propensos a desarrollar o morir de esta enfermedad enigmática. Lo mismo ocurre con los parientes vivos de los elefantes y dinosaurios, las aves. Marc Tollis, profesor asistente en la Facultad de Informática, Informática, y Cyber Systems en la Universidad del Norte de Arizona, quiere saber por qué.
Tollis dirigió un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Arizona, la Universidad de Groningen en los Países Bajos, el Centro de Estudios Costeros de Massachusetts y otras nueve instituciones de todo el mundo para estudiar posibles mecanismos de supresión del cáncer en los cetáceos, el grupo de mamíferos que incluye ballenas, delfinesy marsopas. Sus hallazgos, que separaron el genoma de la ballena jorobada, así como los genomas de otros nueve cetáceos, con el fin de determinar cómo sus defensas contra el cáncer son tan efectivas, se publicaron hoy en Biología molecular y evolución .
El estudio es la primera contribución importante del recién formado Centro de Cáncer y Evolución de Arizona o ACE, dirigido por Carlo Maley bajo un premio de $ 8,5 millones del Instituto Nacional del Cáncer. Maley, bióloga evolutiva, es investigadora en Biodesign Virginia G de ASUPiper Center for Personalized Diagnostics y profesor de la Facultad de Ciencias de la Vida. Es coautor principal del nuevo estudio.
El estudio encontró que la naturaleza ha vencido al cáncer de innumerables formas en todo el árbol de la vida, dijo Tollis, y los investigadores pueden usar esa información para ayudar a encontrar nuevos objetivos potenciales para prevenir el cáncer en humanos, como usar la versión de ballena de una proteína que puededetener la proliferación celular para desarrollar fármacos que reducen los tumores en humanos.
"Nuestro objetivo no es solo hacer que la naturaleza nos informe sobre mejores terapias contra el cáncer, sino brindar al público una nueva perspectiva del cáncer", dijo Tollis. "El hecho de que las ballenas y los elefantes evolucionaron para vencer al cáncer y que los dinosaurios sufrieronDe ahí también, sugiere que el cáncer ha sido una presión selectiva a lo largo de muchos millones de años de evolución, y siempre ha estado con nosotros. Nuestra esperanza es que esto pueda cambiar la relación de las personas con la enfermedad, que puede ser dolorosa y personal.también ayuda a proporcionar una mejor apreciación de la biodiversidad. En nuestra actual sexta extinción masiva, necesitamos todas las razones de conservación que podamos obtener ".
¿Por qué las ballenas?
En su forma más básica, el cáncer ocurre cuando las células del cuerpo se dividen y mutan. La división celular es normal en las criaturas vivas, al igual que las mutaciones de células corporales o somáticas. La mayoría de las veces, las mutaciones somáticas son inofensivas o el cuerpo puedearreglar esas mutaciones. Cuando no lo hace, eso puede conducir al cáncer.
Más allá de esa base, el cáncer se vuelve mucho más complicado. Para toda la investigación que se realiza sobre todos los tipos de cáncer y todos los tipos de organismos, todavía hay más preguntas que respuestas. Sin embargo, la edad y el tamaño corporal son factores de riesgo bien conocidosen las personas. Tollis dijo que una explicación para esto es que el riesgo de cáncer en general es una función del número de divisiones celulares que ocurren durante la vida de un organismo.
"Esto es impulsado por la evolución somática: cambios genéticos que ocurren cuando las células del cuerpo copian sus genomas, se dividen y producen células hijas", dijo. "Cuanto más tiempo vives, más divisiones celulares tienes y mayor probabilidad de que unse producirá una mutación que causa cáncer en el genoma de las células descendientes. Del mismo modo, los individuos más grandes están formados por más células, lo que también aumenta la posibilidad de mutaciones que causan cáncer ".
Sabiendo esto, vale la pena ver si las ballenas, que viven más tiempo que la mayoría de los mamíferos del planeta y tienen un porcentaje mucho más alto de grasa corporal, tienen más probabilidades de desarrollar cáncer. No lo son. Este fenómeno, conocido como la paradoja de Peto, es lo que Tollis y su equipo estudiaron. ¿Cómo desafían las ballenas estos factores de riesgo bien conocidos? En una investigación anterior, Carlo Maley de ASU investigó mecanismos alternativos responsables de la supresión del cáncer en elefantes.
Métodos y conclusiones
El equipo trabajó bajo un permiso de investigación federal para obtener muestras de piel de una ballena jorobada hembra adulta de la costa de Massachusetts. Esta ballena, llamada Salt, es bien conocida por los investigadores y los observadores de ballenas. Fue catalogada por el Centro paraCoastal Studies a mediados de la década de 1970 y seleccionada para este estudio porque su historia de vida es una de las ballenas jorobadas mejor documentadas. El equipo ordenó y ensambló el genoma de Salt, que requiere extraer ADN del tejido de la piel, fraccionándolo en pedazos más pequeños.y pasan a través de un secuenciador de ADN que produce casi 2 mil millones de secuencias cortas. Luego vuelven a unir esas secuencias en un ensamblaje del genoma que abarca alrededor de 2.7 mil millones de pares de bases por el contrario, el genoma humano tiene una longitud de aproximadamente 3,1 mil millones de pares de bases.también ARN secuenciado, que ayuda en el proceso de encontrar las coordenadas precisas donde se encuentran los genes en el genoma.
Luego, el equipo comparó el genoma de la ballena jorobada con el de otros mamíferos, incluidos otros gigantes oceánicos como la ballena azul, la aleta, la ballena blanca y el cachalote. Esperaban ver muchas diferencias, pero también algunas similitudes, particularmente conlas partes del genoma que realizan funciones importantes. También buscaron partes del genoma que habían evolucionado para ayudar a las ballenas a adaptarse a su entorno.
Lo que encontraron fue que algunas partes del genoma de la ballena han evolucionado más rápido que en otros mamíferos. Estas partes del genoma de la ballena contienen genes que controlan el ciclo celular, la proliferación celular y la reparación del ADN, que son esenciales para la función celular normal.cánceres humanos, muchos de estos genes están mutados. El genoma de la ballena también desarrolló muchas duplicaciones en los genes supresores de tumores.
"La naturaleza nos muestra que estos cambios en los genes del cáncer son compatibles con la vida. Las siguientes preguntas son, ¿cuál de estos cambios es la prevención del cáncer y podemos traducir esos descubrimientos en prevención del cáncer en los humanos?", Dijo Carlo Maley, un cáncerbiólogo evolutivo del Instituto de Biodiseño de ASU y uno de los dos autores principales, que comenzó este proyecto en 2011 con Per Palsbøll, un genetista de conservación de mamíferos marinos del Instituto Groningen de Ciencias de la Vida Evolutiva de la Universidad de Groningen, en colaboración con Jooke Robbins del Centropara estudios costeros
"Esto sugiere que las ballenas son únicas entre los mamíferos en el sentido de que para evolucionar sus tamaños gigantescos, estos importantes genes de 'mantenimiento', que se conservan evolutivamente y normalmente previenen el cáncer, tuvieron que mantenerse al día para mantener la condición física de la especie,"Tollis dijo." También descubrimos que a pesar de que estas partes relacionadas con el cáncer de los genomas de ballenas evolucionan más rápido que otros mamíferos, en promedio las ballenas han acumulado muchas menos mutaciones de ADN en sus genomas con el tiempo en comparación con otros mamíferos, lo que sugiere que tienen tasas de mutación más lentas."
Esta lenta tasa de cambio también puede limitar la exposición de las ballenas a mutaciones somáticas que causan cáncer.
Este estudio se basa en la investigación que el equipo de ASU ha realizado para encontrar tasas más bajas de cáncer en elefantes, otro mamífero que es grande y puede vivir mucho tiempo, pero no tiene mucho en común genéticamente con las ballenas. Ambas especies llegaron al mismoresultado - la supresión del cáncer - a través de diferentes mecanismos. Lo mismo es probable que ocurra con los dinosaurios gigantes extintos; aunque los científicos han encontrado evidencia de cáncer en fósiles de dinosaurios, este grupo de organismos incluye a los animales más grandes que jamás hayan pisado la tierra y, por lo tanto, probablemente tuvieronsupresión eficaz del cáncer también.
Los próximos pasos para Tollis y su equipo serán comprender mejor el fenotipo de supresión del cáncer mediante experimentos con líneas celulares de ballenas, lo que proporcionará una validación funcional importante de los resultados genómicos del equipo. Ese será el primer paso para generar cáncer humano derivado de ballenasdrogas. También están observando otros animales, como murciélagos, tortugas y cocodrilos, para ver cómo estas especies variadas de larga vida suprimen el cáncer. El genoma de la ballena jorobada también servirá como base para estudios de otros miembros del equipo sobre las tasas de mutación de ballenasy otras adaptaciones que aprovechan una colección de más de 9,000 muestras de ADN recolectadas de ballenas jorobadas criadas por el equipo de Palsbøll.
Esta investigación es apoyada por el Centro de Evolución del Cáncer de Arizona, que se financia a través de una subvención de cinco años de los Institutos Nacionales de Salud, con fondos adicionales de la Universidad de Groninga.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Original escrito por Heidi Toth. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :