Kanser, Yeni Türlerin Evrimleşmesine Neden Olabilir Mi?

Agresif kanserler öylesine şiddetli bir şekilde yayılabilir ki, dokularda yanlış yönde işlevselliğine sebep olabilir ve konak canlıyı daha çok tüketerek konaklarından kurtulmak isteyen istilacı parazitler gibi davranırlar. Biology Direct'te dolanan garip bir hipotez doğruysa, nadiren de olsa böyle bir şey mümkün olabilir: Konaklar arasında nasıl dolaşacağını öğrenen kanserler yavaş yavaş kendi çok hücreli türlerine dönüşebilir. Araştırmacılar, ilk bilinen örnek olup olmadıklarını anlamak için Myxosporea denilen bu ilginç deniz paraziti grubunu incelemektedir.

Mikroskopik parazitler arasında Myxosporea alt sınıfı neredeyse iki yüzyıl önce keşfedildi ve bugünlerde 2.000'den fazla tür tanındı. Karmaşık yaşam döngüleri çalışmayı özellikle zorlaştırıyor. Bilim insanları, balıklarda bulunanların, solucanlarda bulunanlarla aynı tür olduğunu ve tamamen farklı parazit sınıfları olmadığını 1980'lere kadar fark etmediler. Parazitlerin çoğu, sadece hayvan konaklarının dokularına sızmakla yetinirken, Myxosporea türleri sıklıkla konak canlının kendi hücrelerinin içinde ikâmet eder.

Wikipedia

Oldukça yakın zamana kadar Myxosporea, ne bitkiler, ne hayvanlar ne de mantarlar olarak sınıflandırılmayan ökaryotik çizginin dışındaki protistalar olduğu düşünülüyordu. Ancak 1995 yılında, Virginia Deniz Bilimleri Enstitüsü'de çalışan Mark Siddall ve meslektaşları, Myxosporea'ların, denizanası ve mercanları içeren filum olan Cnidaria üyeleri olduğunu savundu. O zamandan beri, genetik çalışmalar bu konumu güçlendirdi.

Ancak, onların evrim ağacı üzerindeki yerleri, Myxosporea'ların nasıl bu kadar garip özelliklerle sonuçlandığını açıklamıyor. Aynı zamanda bilinen en küçük hayvan genomlarından bazılarına sahipler. Örneğin, Kudoa iwatai'nin genomunun diğer tüm Cnidaria üyelerinin genomlarınınkinden önemli ölçüde daha küçük, sadece 22.5 megabaz olduğu tahmin edilmektedir. Bu, yakından ilişkili Cnidaria paraziti olan Polypodium hydriforme genomunun büyüklüğünün yirmide birinden daha az demek oluyor.

Wikipedia

Üstelik, onların genomları yıkıcı derecede azalmamıştır; özellikle çok hücreli yaşam için gerekli olduğu düşünülen belirli genlerden yoksundurlar. Karmaşık bir çok hücreli canlının, görünüşte gerekli olan bu genleri DNA'sının büyük parçalarıyla birlikte nasıl ve neden attığı açık değildir.

Yine de, Rusya Bilimler Akademisi'nde kıdemli bir araştırmacı olan Alexander Panchin ve meslektaşlarının, bu durumu açıklamak için oluşturdukları hipotez merak uyandırıyor: Myxosporea'ların başlangıçta Cnidaria akrabalarından bağımsız hayvanlar olarak değil, tümörler olarak dallanmalarını önerdiler.

Evrimsel "Skandallar"

Panchin, kanser-kaynaklı hayvanlar fikrinin çok zor geldiğini biliyor; öyle ki, makalede kendisi ve ortak yazarları bunları, Skandallar ("kanserden gelişen hayvanlar ile türleşmiş" şeklinde belirtilen bir kısaltma: İng; speciated by cancer development animals ) olarak adlandırıyorlar.

İlk başta, Skandallar sadece bir düşünce deneyi idi. Panchin bulaşıcı kanserler hakkında yazarken, meslektaşlarının, bazı alışılmadık fakat basit paraziter hayvanlarda, karmaşık dokular için gereken genlerin ortaya çıktığını ifade ettiklerini duydu. Bunun ardından yapılan konuşmalar, Panchin'in “fantastik” bir fikir olarak adlandırdığı, bu basit parazitlerin kanserli kökenleri olabileceği fikrine yol açtı. Panchin şöyle belirtiyor: "Böylece tüm verileri aldık ve bu hipotezi önerdik."

Panchin'in üç-aşamalı senaryosuna göre; bir Skandal, kanser olarak başlayacak; ancak, herhangi bir kanser değil. Taşınabilir/bulaşabilir olması gerekirdi ki böylece konak canlı edindiği zaman ölmeyecekti; konak ölse dahi taşınabilecekti. O zaman, kanser, diğer türlere yayılmak zorunda kalacak ve daha sonra bağımsız olarak çok hücreliliğe dönüşecektir. Bu adımlar aşılmaz bir engel oluşturuyor gibi görünebilir ama yine de her birinin olabileceğini düşünmek için sebepler var. Bulaşabilir/taşınabilir kanserin ortaya çıkması olan ilk adım, en kolay olanıdır; çünkü nadir olmasına rağmen bunun gerçekleştiğini biliyoruz. Yüz Tümörü Hastalığı, diğer adıyla -Tasmanya şeytanı/canavarlarında görüldüğü için- "şeytan kanseri" olarak da bilinen DFTD (İngilizcesi: devil facial tumor desease) kanser, bu canlıların birbirlerini ısırmaları veya enfekte dokuyu yemeleri sonucu bir diğerine bulaşmasıyla canlıyı tüketen, son derece ölümcül bir hastalıktır (öyle ki henüz tedavisi bulanamamakla beraber, popülasyonda %90 azalmaya neden olmasından ötürü Avustralya ve Tasmanya hükümeti koruma programı başlatmıştır).

Mathias Appel

Daha yaygını; fakat belki de daha az ünü olan ve köpekler arasında cinsel yolla bulaşan Bulaşıcı Köpek Zührevi Kanseri (CTVT: ingilizcesi; canine transmissible veneral tumor) bilinmektedir ve yapılan bir araştırmaya göre, Cambridge Üniversitesi'nden Elizabeth Murchison ve meslektaşları, ilgili genomun yaklaşık 11.000 yıl önce ortaya çıktığını, son 8.500 yıldır ise bulaşıcı bir kanser olarak evrimleştiğini bulguladılar. 2014 raporunda Murchison ve ortak yazarları CTVT'yi, belki de “doğal hayattaki en eski ve en yaygın kanser” olarak tanımladılar. Ayrıca, bu konuyla ilgili, Evrim Ağacı'nda yazılan bir makaleyi buradan okumak isteyebilirsiniz

Bulaşıcı kanserler, memelilerle sınırlı değildir; aynı zamanda yumuşakçalarda da görülür. Dolayısıyla, bulaşıcı kanserlerin/tümörlerin de bir Cnidaria'da ortaya çıkmasının imkansız olacağını düşünmenin bir nedeni yoktur. Cnidaria'lar genel olarak kanserlere karşı bağışıklık kazanmaz. Eğer ki Myxosporea'lar "Skandallar" ise, büyük olasılıkla, örneğin Polypodium kuzenleri gibi diğer Cnidaria parazitlerin tümörleri olarak başlamışlardır.

NOAA

Bir kanserin diğer türlere yayılması pek mümkün görünmese de, Arizona Eyalet Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Athena Aktipis; "Bu hiç duyulmamış değil." diye söylüyor. Kanser evrimi konusunda uzmanlaşmış olan Aktipis, bir tenyadaki tümörlü hücreler ile enfekte olduğu keşfedilen HIV'li bir insanın olduğu bulgularındaki durumlara işaret etmektedir. Bu tür solucan kanserleri, bağışıklık sistemi zayıflamış insanlar arasında art arda ortaya çıkmıştır ve bilinen vakalar, tuhaf bir büyümenin kaynağının takip edildiği olayların sadece küçük bir azınlığını temsil etmektedir. Bu tür sıçramalar gözümüzün hemen önünde gerçekleşirse, ki ona göre, araştırmacılar CTVT ve DFTD gibi çok fazla bulaşıcı tümör örneği görmüşlerdir; Aktipis şunları ifade ediyor:

Belki de kanserin veya kanser-benzeri olguların, doğru koşullarda, diğer türlerde parazit olabileceği ihtimalini göz önünde bulundurmalıyız. Alanın, kanserin kendi türü veya kendi organizması olduğunda, parazit olduğu konusunda konuşamayacak kadar temkinli olduğunu düşünüyorum. Bu parazit bir organizmadır.

"Skandal hipotezi"nde belki de en az muhtemel adım, kanserli parazitin tek hücreli bir varlıktan farklı konaklara ve aşamalara sahip çok hücreli bir canlıya evrimleşmesidir. Myxosporea'lar basit hayvanlardır; ancak gerçekten çok hücrelidirler: Eğer bulaşıcı bir tümörden ortaya çıkarlarsa, o tümörün farklı hücre tiplerini geliştirmek zorunda kalması gerekirdi.

Çok hücreliliğin ökaryotlarda, kompleks tek hücreli canlıların yanı sıra bitkiler, hayvanlar ve mantarları içeren yaşam alanı olarak en az 25 kez evrimleştiği düşünülmektedir. Yine de hayvanlarda, soyumuzun temelinde sadece bir kez ortaya çıktığına inanılıyor. Ökaryotların bazı çok hücreli dalları tek hücreliliğe dönmüştür; ancak bunu yapan başka hiçbir hayvan bilinmemektedir, eğer, bazı bilim insanları gibi, kanserin kendisinin bir tür geri dönüşüm olduğunu düşünmüyorsanız tabi. Henüz çok hücreliliğin, Skandal hipotezi'ne uygun olarak kazanıldığı, ardından kaybolup tekrar kazanıldığı herhangi bir türün soyları yok gibi görünüyor. Bu duruma Panchin; "Bunun çok imkânsız bir senaryo olduğunu biliyoruz." diyor.

Elbet, bu olamayacağı anlamına gelmez; Aktipis şunu ekliyor:

Sanıyorum, bulaşıcı olan kanser hücreleri kümelerinin bir çeşit yaşam döngüsü gibi bir şeye evrimleşmeleri muhtemel olabilir. Evrimsel süreçle ilgili, başka bir organizmanın bir parçasından türetilmemiş evrim ağacının bir dalıysanız, yalnızca bir yaşam döngüsü geliştirebileceğinizi söyleyen hiçbir şey yoktur.

Kanıtların İzinden Gitmek

Skandal hipotezi için daha somut kanıtlar bulma ümidiyle Panchin ve ekibi, çeşitli basit türlerin (çoğu parazitik olan) genomlarını, beş Myxosporea, üç tek hücreli canlı ve 29 diğer hayvanın genomları ile karşılaştırdılar. Hücreler kötü huylu olduğunda sıklıkla kaybedilen genlerin yokluğunu kontrol ederek kanserli bir geçmişin ipuçlarını aradılar. Bunlar, anormal hücreleri vücuttan temizleyen düzenlenmiş kendi kendini feda eden apoptozda (programlanmış hücre ölümü) yer alan genleri içerir. Bulaşıcı bir tümörden gelişen herhangi bir organizma, muhtemelen bu tür genlerden yoksundur.

Bilim insanları, diğer parazitlerin en muhtemel Skandal adayları olmasını beklemelerine rağmen, yalnızca Myxosporea'lar, tümörü baskılayan genleri kaybetti. Böylece daha derine indiler ve Myxosporea'ların apoptoz ile ilgili o kadar çok gen kaybettiklerini bulmuşlardı ki muhtemelen bu ölüm yolunu hiç tetikleyemediler. Panchin, bu eksikliğe şöyle dikkat çekti: “Hayvanlar olan çok basitleştirilmiş parazitlere baksanız bile, kanserle ilgili bu gen eksikliğini görmüyoruz.”

Aktipis, Panchin ve ortak yazarlarının “En azından bugün gördüğümüz bazı parazit organizmaların bulaşıcı kanserlerden evrimleşmiş olabileceği ihtimalini göz önünde bulundurmamız” ihtimaline dikkat çekiyor. Ancak, konunun bu kadarla sınırlı olmadığını şöyle ifade ediyor: “Bu makale, bu çalışma için bir başlangıçtır; hiçbir şekilde kesin bir kanıt değildir.”

Öte yandan, Federal São Paulo Üniversitesi'nden parazitolog ve Myxosporea uzmanı Juliana Naldoni, Myxosporea'lar "Skandal" olduğu konusunda ikna olmuş değil. Bu düşüncesini şöyle belirtiyor:

Aslında onlar düşünülenden çok daha karmaşıktır ve ana canlıyla/konak ile oldukça karmaşık (ve spesifik) etkileşim mekanizmaları geliştirir.

Bazı türler, örneğin hareket için kaslara benzeyen yapılarla düzenlenen hücreler gibi karmaşık özelliklere de sahiptir. Naldoni, sadece böyle bir karmaşıklığın bir kanserden kaynaklanmasının makul olduğunu düşünmüyor. Cambridge Üniversitesi'ndeki, Murchison Taşınabilir Kanser Grubu ile birlikte doktora öğrencisi ve biyoinformatisyen Adrian Baez-Ortega, Naldoni ile aynı fikirde: "Çok inandırıcı olmasa da düşündürücü bir makaledir." şeklinde ifade ediyor düşüncesini. Örneğin, apoptoz genlerinin kaybından çok etkilenmiyor ve şöyle açıklıyor:

Böyle dramatik bir genom azalması bağlamında, apoptosis/apoptoz ile spesifik olarak ilgili genlerin eksikliğinin kanserli bir kökene işaret ettiği iddiası oldukça "aradan-seçilmiş" gibi görünmektedir.

Bunun dışında, çoğunlukla, bulaşıcı bir kanserin çok hücreliliğe evrimleşecek kadar uzun süre dayanabileceğinden şüpheleniyor. Kanser hücreleri inanılmaz derecede dengesiz genomlara sahiptir. Bu onların hızlı bir şekilde mutasyona uğramasına ve konak canlının savunmasını engellemesine izin vermesine rağmen, Baez-Ortega bunu evrimsel bir zaman çizelgesinde, şöyle gördüğünü ifade ediyor:

Bu çok zararlı bir stratejidir. Zaman geçtikçe, bir kanserin genomunun iyi bir kısmı işlevsiz veya anormal hale gelir ve bu sadece hayatta kalmayı değil, aynı zamanda çok hücreli olma gibi karmaşık özelliklerin gelişimini de engelleyebilir. Aktarılabilir bir kanser milyonlarca yıldır hayatta kalsa bile, tek hücreli bir parazit olarak kalması çok daha muhtemeldir.

Bununla birlikte, Skandal hipotezinin daha fazla araştırmaya değeceğini düşünüyor ve şunu söylüyor: "Evrimin yapamayacağı neredeyse hiçbir şey yok." Belirli eksik genlere odaklanmak yerine, araştırmacıların, nokta mutasyonlarından büyük ölçekli kromozom düzenlemelerine kadar kanserlerde meydana gelen çeşitli genomik değişiklikler için aday türleri taramasını istiyor ve şunu ekliyor: "Eğer bir kanser uzun ömürlü bir tür olacaksa, tüm bu modifikasyonlar genomunda korunacaktır."

Panchin ve meslektaşları bile, Myxosporea'ların Skandal olduğu hipotezine tümüyle girmiyor. Ancak, şu ana kadar yaptıkları çalışmalarla, bunu ekarte edemezler/konu dışında tutamazlar. Bunu şöyle açıklıyor:

Bence, muhtemelen doğru olmadığını söylemek doğru olur. Sahip olduğumuz yöntemlerle onu çürütmeye çalışıyoruz.

Ayrıca şunu ekliyor:

Malacosporea genomuna bakarak hipotezi yanlışlamaya çalışacağız.

Malacosporea'lar cnidarian parazitler ve Myxosporea'ların bilinen en yakın akrabalarıdır; ancak açıkça kanser türevi/kaynaklı olmadıkları için çok daha karmaşıktırlar. Eğer onlar da apoptoz genlerinden yoksunlarsa, bu da Myxosporea-vari kayıpların kanserli bir geçmişe dayanmadığını gösterir.

Sonuçta, verilere göre, Myxosporea'ların evrimleşmiş kanser olmadığına işaret eden Panchin, Skandalların hala bir yerlerde keşfedilmeyi bekliyor olabileceğini belirtiyor ve şunu ekliyor:

Belki bir noktada başka tuhaf bir hayvan türünü araştıran bazı zoologların şunu söyleyeceğini umuyoruz: Muhtemelen bu insanlar Myxosporea konusunda yanılıyorlar; ama bu (hayvan), belli ki bir kanser.