Objętościowo renderowany obraz zewnętrznej morfologii kości stopy pokazuje rozległość rozrostu pierwotnego raka kości poza powierzchnię kości. Patrick Randolph-Quinney (UCLAN)

Pod koniec lipca międzynarodowy zespół badaczy ogłosili, że zidentyfikowali dowody raka w skamieniałych szczątkach biologicznego krewnego człowieka, który żył około 1.7 miliona lat temu.

Rzadko można znaleźć skamieliny z drzewa genealogicznego hominidów. Znalezienie takiego z tak dobrze zachowanymi dowodami guza jest jeszcze rzadsze.

Wygląda na to, że rak jest z nami już od dłuższego czasu, a to odkrycie stawia jedno z najbardziej fascynujących pytań na ten temat: dlaczego rak istnieje w ogóle.

Rak jest śmiertelną chorobą i byłby szczególnie śmiertelny przed niedawnym opracowaniem skutecznych metod leczenia. Dlaczego więc to – lub nasza podatność na to – nie wymarło dawno temu?

Inaczej mówiąc, dlaczego organizmy, w tym istoty ludzkie, miałyby nosić w naszym DNA narzędzia naszej własnej destrukcji – geny supresorowe nowotworów i onkogeny, które tylko czekają na zniewagi środowiskowe, zanim zabiją swoich nosicieli? Czy nie powinno się wybierać organizmów z takimi genami w ewolucyjnej rywalizacji o przetrwanie i reprodukcję?

Starożytny kostniakomięsak

Zanim odpowiemy na to pytanie, wróćmy do guza sprzed 1.7 miliona lat.

Naukowcy odkryli raka w kości śródstopia, jednej z długich kości stopy znajdującej się tuż za palcami. Naukowcy zbadali okaz promieniami rentgenowskimi o wysokiej rozdzielczości, ujawniając zmiany bardziej szczegółowo i tworząc trójwymiarowy obraz, który ujawnił „nieregularną gąbczastą tkaną teksturę kości o wyglądzie zewnętrznym podobnym do kalafiora”. Innymi słowy, komórki guza rozrosły się w niezorganizowany sposób i wydęły się z trzonu kości – cechy nowotworu złośliwego. Doszli do wniosku, że to rak kości, prawdopodobnie kostniakomięsak.

Jako radiolog pracujący w szpitalu dziecięcym regularnie oglądam prześwietlenia rentgenowskie, tomografię komputerową i rezonans magnetyczny pacjentów z kostniakomięsakami. Stanowią część wszystkich pierwotnych nowotworów kości i są najczęściej diagnozowane w okresie dojrzewania i młodej dorosłości. Niezwykłą cechą raportu południowoafrykańskiego jest lokalizacja guza – noga i ramię są znacznie częstszymi lokalizacjami niż stopa.

Kostniakomięsaki powstają z nieprawidłowych komórek produkujących kości. W rzeczywistości nazwa osteosarcoma pochodzi od greckich korzeni oznaczających „kość” i „mięsisty wzrost”.

Kostniakomięsaki występują nie tylko u ludzi. Reprezentują najbardziej częsty nowotwór kości występujący u psów i koty. W rzeczywistości kostniakomięsaki są częściej u psów niż u ludzi, szczególnie u dużych gatunków jak na przykład charty i dogi niemieckie.

Rak istnieje od znacznie dłużej niż 1.7 miliona lat. W Indianapolis nasza Muzeum dla dzieci przedstawia skamieniałą czaszkę gorgozaura, krewnego Tyrannosaurus rex, który żył w okresie kredowym około 70 milionów lat temu. Pokazuje wyraźny dowód masy wielkości piłki golfowej wewnątrz jamy czaszki.

Rak nie jest pojedynczą chorobą

Jednym z wyzwań w próbie zrozumienia przyczyn raka jest fakt, że rak nie jest pojedynczą chorobą.

Istnieje wiele różnych rodzajów raka, które można podzielić na kategorie według narządu, z którego pochodzą – rak płuc, rak jelita grubego, rak piersi i tak dalej. Co więcej, można je podzielić na kategorie według rodzaju tkanki, którą reprezentują. Na przykład raki powstają z komórek nabłonkowych lub wyścielających, mięsaki z komórek łącznych, a białaczki z komórek krwiotwórczych.

To, co nazywamy rakiem, naprawdę reprezentuje rodzinę zaburzeń, z których wszystkie można połączyć ze sobą ze względu na wspólną cechę – zaburzoną regulację wzrostu komórek.

Na przykład geny, które normalnie hamują wzrost komórek, mogą zostać uszkodzone, co prowadzi do niekontrolowanej proliferacji. Wskazówką, że wszystkie nowotwory nie są takie same, jest fakt, że mają bardzo różne rokowania i metody leczenia.

Dzisiejsze dowody sugerują, że wiele nowotworów można przypisać narażeniom środowiskowym, takim jak tytoń, substancje rakotwórcze w diecie, infekcje oraz zanieczyszczenie powietrza i wody. Wydaje się mało prawdopodobne, że tytoń lub zanieczyszczenie powietrza mogły wywołać raka miliony lat temu, ale możliwe, że niektóre czynniki dietetyczne i zakaźne mogły być bardziej powszechne w odległej przeszłości.

Chromosomy i tlen

Jedno z pierwszych wyjaśnień, w jaki sposób rak może wynikać z uszkodzenia chromosomów, zostało dostarczone przez mojego profesora szkoły medycznej na Uniwersytecie w Chicago. Janet Rowley, MD. W latach 1970. dr Rowley wykazał, że u wielu pacjentów z typem białaczki, CML, zamieniono fragmenty chromosomów 9 i 22, udowadniając, że zmiany w DNA mogą prowadzić do raka.

Część winy za raka można przypisać dość nieoczekiwanemu sprawcy, cząsteczce, bez której ludzkie życie byłoby całkowicie niemożliwe – tlenowi. Tlen jest niezbędny naszym komórkom do przekształcania żywności w energię. Jest to jeden z powodów, dla których ludzkie ciało jest wyposażone w ponad 60,000 75 mil naczyń krwionośnych, które umożliwiają czerwonym krwinkom przenoszenie tlenu do każdej z naszych XNUMX bilionów komórek.

Ale tlen nie jest całkowicie łagodną cząsteczką. W rzeczywistości jest wysoce reaktywny, a nawet toksyczny w wysokich stężeniach. A na początku historii Ziemi poziom tlenu zaczął gwałtownie rosnąć, gdy rośliny zdolne do fotosyntezy – procesu, w którym wytwarzany jest tlen – rozmnażały się. Więcej tlenu umożliwiło rozwój organizmów wielokomórkowych zdolnych do transportu tlenu do wszystkich swoich komórek.

Tlen staje się problematyczny, gdy formy superreaktywne z tego powstają. Na przykład, gdy promieniowanie jonizujące uderza w komórkę, może tworzyć ponadtlenki, które reagują z pobliskimi cząsteczkami. Kiedy jedną z pobliskich cząsteczek jest DNA, dochodzi do uszkodzenia genów, powodując mutacje, które mogą być przenoszone z jednego pokolenia komórek na drugie. W niektórych przypadkach może dojść do przekształcenia w raka.

Czy rak zawsze będzie z nami?

Innym powodem utrzymywania się raka jest fakt, że zwykle jest chorobą starszych organizmów. Tylko 1 procent nowotworów diagnozowane co roku w USA występują u dzieci. Tak więc przez większość naszej historii biologicznej, kiedy średnia długość życia była krótsza, hominidy rozmnażały się i umierały z innych przyczyn na długo przed pojawieniem się raka.

W dzisiejszych krajach rozwiniętych wskaźniki śmiertelności z powodu innych chorób, takich jak infekcje, choroba serca i udar, spadły do ​​tego stopnia, że ​​znacznie więcej ludzi żyje w zaawansowanym wieku, w którym to momencie seria mutacji niezbędnych do wywołania raka miała wystarczająco dużo czasu, aby wystąpić. W efekcie rosnące zachorowania na raka są po części oznaką ogólnego dobrego zdrowia i długowieczności.

Czy możemy sprawić, że rak zniknie? Podstawowy problem z komórkami nowotworowymi polega na tym, że nie wiedzą, kiedy przestać rosnąć i umrzeć, w wyniku czego mnożą się w niekontrolowany sposób. Chociaż jest to wysoce szkodliwe dla organizmu, istnienie genów, które promują wzrost komórek, jest oczywiście kluczowe dla wzrostu i przetrwania organizmów.

Rozważ samochód. Zaledwie dwa tygodnie temu zepsuły mi się hamulce w moim samochodzie, niebezpieczna sytuacja. Moglibyśmy chcieć, aby samochody były budowane tak, aby hamulce nigdy nie zawiodły, ale jedynym sposobem na wyeliminowanie możliwości awarii hamulców byłoby całkowite wyeliminowanie układu hamulcowego, co jest znacznie bardziej niebezpieczną propozycją.

To samo można powiedzieć o raku. Moglibyśmy żałować, że nie zbudowano nas bez genów, które mogą przyczynić się do rozwoju raka, ale normalny wzrost i rozwój – i tak, nawet śmierć – mogą bez nich nie być możliwe. Jeśli chodzi o życie, musimy brać zarówno zło, jak i dobro, choć nie oznacza to, że nie możemy robić postępów w zapobieganiu i leczeniu raka.

Odkrycie raka w kości 1.7-milionowego krewnego człowieka to nie tylko biologiczna osobliwość – to przypomnienie, co to znaczy być jednocześnie żywym i człowiekiem. Życie jest pełne niebezpieczeństw. Prosperowanie biologiczne (i biograficzne) nie oznacza eliminowania wszystkich zagrożeń, ale zarządzanie tymi, które możemy, zarówno w celu zmniejszenia szkód, jak i promowania pełnego życia.

O autorze

Richard Gunderman, profesor medycyny, sztuk wyzwolonych i filantropii kanclerza, Indiana University

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon