يفكر العلماء في أحد أكثر الألغاز المحيرة في الطب: لماذا تتجنب بعض الأنواع الإصابة بالسرطان بينما يعاني البعض الآخر من الأورام التي تقصر حياتهم.

معدلات الإصابة بالسرطان منخفضة لدى الحيتان ، لكنها السبب الرئيسي لوفاة الكلاب والقطط. تتأثر الثعالب والنمور بينما تتأثر الأغنام والحيوانات البرية. الخفافيش محمية بشكل جيد من السرطان ، ولكن ليس الفئران أو الفئران. عند البشر ، السرطان هو السبب الرئيسي للوفاة ويؤدي إلى الوفاة في كل مكان 10 ملايين شخص سنويا.

تتجنب العديد من الأنواع الكبيرة ، بما في ذلك الحيتان والفيلة ، السرطان بشكل عام ، وبدلاً من ذلك ، يجب أن تكون معرضة لخطر خاص لأن لديها عددًا كبيرًا من الخلايا ، كل منها يمكن أن يؤدي إلى ورم.

هذه مفارقة بيتو ، التي سميت على اسم عالم الإحصاء الإنجليزي ريتشارد بيتو الذي أوجزها لأول مرة ، وهي محور تحقيقات العلماء في معهد ويلكوم سانجر في كامبريدج ، الذين يعملون مع باحثين من عدد من المراكز ، بما في ذلك جمعية علم الحيوان. لندن (ZSL).

قال رئيس المشروع أليكس كاجان: “السرطان مرض يحدث عندما تخضع خلية في الجسم لسلسلة من الطفرات في حمضها النووي ، وتبدأ في الانقسام بشكل لا يمكن السيطرة عليه ، وتفشل دفاعات الجسم في وقف هذا النمو”. “كلما زاد عدد خلايا الحيوان ، زادت احتمالية أن يصبح سرطانيًا.”

هذه النقطة مدعومة من قبل Simon Spiro ، أخصائي علم الأمراض البيطري للحياة البرية في ZSL. “فكر في الخلايا على أنها تذاكر يانصيب: فكلما زاد عدد الأشخاص لديك ، زادت احتمالية فوزك بالجائزة الكبرى ، وهو السرطان. لذلك إذا كان لديك ألف مرة من الخلايا أكثر من الإنسان ، فمن المرجح أن تحصل على سرطان.”

من وجهة النظر هذه ، لا يمكن لبعض أنواع الحيتان بلوغ سن ما دون الإصابة بالسرطان لأن لديها عددًا كبيرًا جدًا من الخلايا – عدة كوادريليون ، بل تريليونات ، عدد أقل بألف مرة من البشر. لكن لم يتم ملاحظته. يتراوح متوسط ​​عمر الحيتان المقوسة الرأس من 100 إلى 200 عام ، بينما يبلغ متوسط ​​عمر الأفيال ، على سبيل المثال ، حوالي 70 عامًا. ومع ذلك ، بالمقارنة مع البشر ، لديهم جميعًا خلايا أكثر بآلاف المرات ، كل منها هو نقطة انطلاق محتملة لطفرة تؤدي إلى السرطان.

في محاولة لفهم هذه المفارقة ، درس فريق سانغر الحيوانات التي ماتت لأسباب طبيعية في حديقة حيوان لندن. وجميعها من الثدييات وتشمل الأسود والنمور والزراف والقوارض والليمور حلقي الذيل. بالإضافة إلى ذلك ، تم تضمين فئران الخلد العارية من مركز مختلف في الدراسة.

قال كاجان: “إنهم يشبهون نقانق الكوكتيل مع الأسنان”. “إنهم بحجم الفأر ، لكنهم يعيشون حوالي 30 عامًا ولا يصابون أبدًا بالسرطان أبدًا.”

قام العلماء بعد ذلك بعزل خلايا تسمى خلايا القفص المعوي من كل حيوان منتهي الصلاحية حديثًا وقاموا بتحليل جينوماتهم.

وقال كاجان: “يتم تجديد هذه الخلايا باستمرار بواسطة الخلايا الجذعية وهي طريقة من الدرجة الأولى لمقارنة الجينومات. استخدمناها لحساب عدد الطفرات التي يتراكم عليها كل نوع كل عام”.

“ما وجدناه كان مذهلاً للغاية. كان عدد الطفرات التي تراكمت كل عام مختلفًا تمامًا. بشكل أساسي ، وجدنا أن الأنواع طويلة العمر تراكمت الطفرات بمعدل أبطأ ، في حين أن الأنواع قصيرة العمر فعلت ذلك بمعدل أسرع. على سبيل المثال في البشر نحصل على حوالي 47 طفرة في السنة في الفئران ، أي حوالي 800 طفرة في السنة ، هذه الأخيرة تعيش حوالي 4 سنوات ، متوسط ​​عمر الإنسان 83.6 سنة.

بالإضافة إلى ذلك ، بحلول نهاية العمر ، جمعت جميع الحيوانات المختلفة التي خضعت للدراسة حوالي 3200 طفرة. وقال كاجان: “الطفرات المماثلة في نهاية الحياة في هذه الحيوانات المختلفة مذهلة ، على الرغم من أنه لم يتضح بعد ما إذا كان هذا هو سبب الشيخوخة”.

ومع ذلك ، ليس من الواضح كيف نجحت الحيوانات طويلة العمر في تقليل معدل طفرات الحمض النووي لديها. بالإضافة إلى ذلك ، تم إنشاء الرابط بين معدلات الطفرات والعمر فقط للحيوانات ذات الأعمار القصيرة إلى المتوسطة.

قال سبيرو: “يمكننا فقط دراسة الكائنات الحية التي ماتت بشكل طبيعي ، وهذه الأعمار الطويلة للغاية هي بحكم التعريف نادرة”. “سيتعين علينا الانتظار للحصول على تلك البيانات.”

بالإضافة إلى ذلك ، نظرت المرحلة الأولى من مشروع Sanger-Zoo إلى الثدييات فقط. وقد امتد الآن ليشمل النباتات والحشرات والزواحف.

قال كيجان: “الحشرات الاجتماعية مثل النمل مثيرة للاهتمام بشكل خاص”. “النمل العامل وملكتهم لديهم نفس الجينوم ، لكن الملكة تعيش 30 عامًا ، بينما يعيش العاملون عامًا أو عامين. وهذا يشير إلى أن الملكة تقوم بإصلاح الحمض النووي بشكل أفضل ، على الرغم من أنه قد تكون هناك تفسيرات أخرى.

وأضاف كاجان أن أبحاثهم تشير إلى أن الفئران المستخدمة في تجارب السرطان قد لا تكون أفضل نموذج للبحث بسبب قصر عمرها الافتراضي.

“يمكننا الآن التفكير في الكائنات الحية طويلة العمر ، والتي قد تكون أكثر ملاءمة ونماذج مفيدة لفهم مقاومة السرطان.”

الأهم من ذلك ، أن الربط بين معدلات الطفرات والأورام والشيخوخة يوفر فهمًا جديدًا لهاتين العمليتين ويمكن أن يؤدي إلى تحسين فحص السرطان وعلاجه لتخفيف الآثار الضارة للشيخوخة ، كما يقول العلماء.