Złośliwy nowotwór sprzed 210 milionów lat w kości prehistorycznego płaza
Ślady schorzeń sporadycznie odnajdywane na kościach prehistorycznych zwierząt dają wgląd w to, z jakimi problemami zdrowotnymi borykali się pradawni mieszkańcy naszej planety. Jednocześnie ślady te dostarczają dowodów na starożytny rodowód niektórych chorób, niekiedy liczący sobie setki milionów lat.
Nowotwory mają znacznie dłuższą historię, niż nam się wydaje
Dowody z zakresu paleontologii są ograniczone do skamieniałych kości, dlatego też schorzenia, które możemy identyfikować w materiale kopalnym, muszą albo bezpośrednio dotyczyć układu kostnego, albo wpływać na kości w sposób pośredni. Do takich chorób należą niektóre nowotwory złośliwe, które powszechnie uważa się 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.
Nowotworzenie leży u podstaw ewolucji i rozwoju wielokomórkowości klonalnej. Zwierzęta wielokomórkowe eksponują naturalne dążenie do ciągłego dzielenia się i różnicowania komórek swojego ciała. Przebieg podziałów klonalnych (tzn. takich, w których z jednej pierwotnej komórki powstają komórki potomne) jest ściśle kontrolowany i regulowany przez genetyczne mechanizmy zarządzające organizmem zwierzęcia. W przypadku utraty tej kontroli, spowodowanej wystąpieniem mutacji, następuje nieskoordynowany podział komórek, który skutkuje nadmiernym rozrostem masy tkanki. W taki właśnie sposób – według powszechnie akceptowanej teorii mutacji somatycznych – dochodzi do powstawania guzów.
Poznanie historii ewolucyjnej nowotworów, a zatem tego, kiedy i u jakich zwierząt występowały oraz jak wpływały na ich życie i funkcjonowanie, może pomóc w zrozumieniu historii ewolucyjnej nowotworów, co pośrednio może też przyczynić się do powstawania nowych metod terapeutycznych.
Kopalne świadectwa nowotworów w postaci deformacji kości poprzez występowanie narośli czy guzów identyfikowano już wcześniej także u dinozaurów i innych prehistorycznych kręgowców.
Diagnoza: kostniakomięsak
Interdyscyplinarny, międzynarodowy zespół badawczy, któremu przewodniczył dr Dawid Surmik z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, dostarczył kolejnego znaczącego dowodu na występowanie nowotworów w zamierzchłej przeszłości Ziemi.
W pracy opublikowanej na łamach „BMC Ecology and Evolution” (w serii specjalnej „Evolutionary Biology and Ecology of Cancer”) naukowcy przedstawili wyniki badań kręgu triasowego płaza tarczogłowego Metoposaurus krasiejowensis, odkrytego w Krasiejowie koło Opola. Krasiejów to stanowisko doskonale znane paleontologom z zachowanymi licznymi szczątkami kopalnych kręgowców, które od lat są badane przez naukowców z różnych jednostek polskich i zagranicznych.
Na jednym z kręgów, należącym do zbiorów naukowych 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 nie tylko obrasta kręg z zewnątrz, ale także wnika do jego wnętrza, wdzierając się w głąb kości poprzez naturalne kanały odżywcze, obecne w kręgu. W tym momencie stało się jasne, że przyczyną narośli był nowotwór złośliwy.
Dalsza analiza skanów ujawniła, że pokaźna 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 jak bada się współczesne próbki nowotworowe w laboratoriach medycznych. Preparaty przygotowane w taki sposób ujawniły wiele informacji dotyczących budowy histologicznej patologicznej tkanki, a zwłaszcza kontaktu pomiędzy częścią zmienioną chorobowo i częścią jeszcze nie zajętą procesem nowotworzenia.
Bazując na tych obserwacjach, naukowcy orzekli, że nowotworem, który dotknął kopalnego płaza, był kostniakomięsak (osteosarcoma). Szczegółowe badania ujawniły jednak dużo więcej informacji o dynamice wzrostu prehistorycznego nowotworu, której rekonstrukcję przedstawiono szczegółowo w artykule.
Zidentyfikowany przez polsko-niemiecko-amerykański zespół naukowców złośliwy nowotwór u metopozaura jest aktualnie jednym z najstarszych przykładów raka w zapisie kopalnym i jedynym pewnym, odnoszącym się do kopalnego płaza. Jest także najlepiej udokumentowanym świadectwem występowania nowotworów u prehistorycznych zwierząt, popartym solidnymi dowodami badań mikrostrukturalnych.
Publikacja naukowa
Artykuł naukowy zespołu dr. Dawida Surmika pt. „An insight into cancer palaeobiology: does the Mesozoic neoplasm support tissue organization field theory of tumorigenesis?” został opublikowany w czasopiśmie BMC Ecology and Evolution.
W skład zespołu, którym kierował dr Dawid Surmik, weszli: dr inż. Piotr Duda z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych UŚ, dr Justyna Słowiak-Morkowina, dr Tomasz Szczygielski i mgr Dawid Dróżdż z Instytutu Paleobiologii Polskiej Akademii Nauk, dr hab. Maciej Kamaszewski ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, mgr Elżbieta Teschner z Uniwersytetu Opolskiego, a także dr Dorota Konietzko-Meier i mgr Sudipta Kalita z Uniwersytetu w Bonn (Niemcy) oraz prof. Bruce M. Rothschild z Muzeum Historii Naturalnej Carnegie (Pensylwania, USA). Badania zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu badawczego pt. „Osteopatologie w zapisie kopalnym nośnikiem informacji paleoekologicznej i paleoepidemiologicznej”.
Źródło: https://us.edu.pl/zlosliwy-nowotwor-sprzed-210-milionow-lat-w-kosci-prehistorycznego-plaza/
