Autor: Jan Toman
Genetici prozkoumali genom pohlavně přenosného nádoru psů. Odhalili přitom, že rakovina poprvé přeskočila z jednoho jedince na druhého ve střední Asii před šesti tisíci lety, explozivně se začala šířit v prvním století našeho letopočtu a stále uniká imunitnímu systému psů.
Přenosné rakoviny představují fascinující entity, které se odpoutaly od jedinců, ve kterých vznikly, získaly schopnost přeskočit na další příslušníky druhu a staly se tak v zásadě parazity. Rozhodně prodělávají samostatnou evoluci, která může, jako například u tasmánských ďáblů medvědovitých, vést až k existenčnímu ohrožení hostitelského druhu. Nejstarší a nejrozšířenější z těchto rakovin je pohlavně přenosný nádor psů. Podle nového článku ve vědeckém časopisu Science má za sebou samostatnou cestu delší než šest tisíciletí. Vznikl zřejmě ve střední Asii a jeho původcem byl pes starobylé sibiřské linie. Po „čekací době“ zhruba čtyř tisíc let se stále rychlejším tempem začal šířit po Zemi, až před sto lety dosáhl i těch nejzapadlejších koutů naší planety. Není přitom bez zajímavosti, že v minulosti podléhal jiným mutačním tlakům než dnes a že jeho současná evoluce charakteristická spíše udržováním důležitých genů než intenzivním přizpůsobováním stojí v příkrém kontrastu k typickým rakovinám.
Rakovina, tj. stav, kdy se některé buňky těla vymknou kontrole a začnou se množit na úkor celku, představuje pro většinu lidí noční můru sama o sobě. Nebyla by to ale příroda, kdyby tento fenomén ještě nevyšperkovala. Přinejmenším v osmi případech se rakovinné buňky osamostatnily a začaly přeskakovat mezi různými příslušníky téhož druhu nebo několika blízce příbuzných druhů. V důsledku toho se příslušné nádory vlastně staly samostatnými nepohlavně se množícími parazitickými entitami a jejich původci dosáhli nesmrtelnosti. Cena za tento přechod však byla vysoká. Z původního genomu zbyly u těchto entit, které ke svému přežití a šíření potřebují pouze část genetické výbavy svých původců, jen postupně degradující fragmenty.
Nejznámějším příkladem přenosného nádoru je patrně rakovina tváře „tasmánských čertů“ ďáblů medvědovitých. Tato smrtelná nemoc se nejčastěji přenáší mezi samci, jejichž souboje o partnerky doprovází kousání do obličejové části těla. Nejedná se přitom o žádnou vzácnost. Od devadesátých let snížila populační četnosti svého hostitelského druhu o desítky procent. Samotný přenosný nádor ďáblů medvědovitých je však poměrně mladý. Badatelé soudí, že nejčastější klon této rakoviny vznikl maximálně před několika desítkami let. Jiné přenosné rakoviny mohou být daleko starší.
Pohlavně přenosný nádor psů zdaleka není tak smrtící jako jeho obdoba u ďáblů medvědovitých, což byl možná jeden z faktorů, které přispěly k jeho širokému rozšíření. Tato „nemoc“ se přenáší i při olizování a kousání, hlavní cestou z jednoho jedince na druhého je ale pohlavní styk. Ve vyspělých zemích dnes koluje hlavně mezi toulavými psy. Jinde na Zemi se ale jedná o běžný jev. Už podle toho vědci soudili, že musí mít za sebou evoluci dlouhou nejméně stovky, ale spíše tisíce let. Až nedávno se jim však podařilo stáří pohlavně přenosné rakoviny psů zmapovat s větší přesností. Jak navíc referují v časopisu Science, rozhodně se nejednalo o poslední zajímavost týkající se této evoluční entity.
Na základě genomů 546 pohlavně přenosných nádorů posbíraných ve všech koutech světa výzkumníci dospěli k závěru, že poprvé došlo k přenosu této rakoviny mezi dvěma psy asi před 6200 lety. Z příbuznosti mezi jednotlivými kmeny nádoru navíc vyplývá, že se jejich společný předek musel vyskytovat ve střední či severní Asii. Tomu nasvědčují i dřívější doklady, že původcem nádoru byl příslušník starobylé sibiřské psí linie.
Ještě zajímavější však je, že se přenosný nádor ze středoasijských stepí příliš nehrnul. Výhradně zde se vyskytoval více než 4000 let. Cestu za globálním rozšířením odstartoval až před zhruba 2000 lety. Před tak dlouhou dobou se od zbylých linií rakoviny oddělily severoindické kmeny. Zhruba o tisíc let později přeskočil nádor do Evropy, což během období zámořských plaveb následovala expanze do střední Ameriky. Odtud se přenosná rakovina šířila na sever i na jih. Zhruba před 300 lety potom nádor ve formě jedné vlny expandoval z Ameriky do Afriky, Evropy i Asie a v souběhu s tím z Evropy do Austrálie a Tichomoří.
Vzájemná příbuznost různých linií pohlavně přenosného nádoru psů a jeho šíření po světě. Nejdříve odvětvené stále přežívající linie pochází z Indie, následuje východní Evropa. Před rokem 1500 se nádor šířil z místa svého vzniku ve střední či severní Asii na jih a na západ. Při zámořských plavbách se rozšířil do Ameriky a odtud později do Afriky, Asie a Evropy. Ve stejnou dobu evropské linie nádoru pronikly do Tichomoří a Austrálie. Podle Baez-Ortega et al. 2019.
Zatím nelze s jistotou říct, jaké faktory hrály při jeho šíření hlavní roli. Nutnou podmínkou byl vzájemný kontakt jednotlivých psích populací, který do velké míry podnítili lidé při migrování a obchodování od doby železné po rozmach koloniálních říší. Několikatisíciletý „prolog“ ovšem naznačuje, že rakovina možná musela nejdříve nahromadit vhodné adaptace. Pro tuto možnost svědčí i doklady, podle kterých prodělávala v minulosti dost odlišné typy mutací než dnes. Na druhou stranu, většina těchto mutací neměla vliv na vlastnosti nádorů, takže mohou stejně tak představovat doklad působení odlišných vnitřních či vnějších sil způsobujících poškození DNA.
Citlivost přenosné rakoviny k potenciálním zdrojům mutací ostatně naznačil i samotný výzkum. Genetické linie rakoviny pocházející ze slunných tropů nesly výrazně větší množství mutací způsobovaných UV zářením než vzorky pocházející z mírného nebo polárního pásma. Platí přitom, že se nádor jen výjimečně vyskytuje na osvětlených částech těla. Jakmile ale nějaká jeho buňka zmutuje, mutaci si kvůli množení nádoru dělením nesou všichni její potomci.
V souladu s touto náchylností k mutacím vědci odhalili, že v průběhu evoluce pohlavně přenosné rakoviny psů působil přirozený výběr proti hromadění mutací v důležitých genech. Tím se přenosné nádory výrazně liší od nepřenosných, jejichž vývoj bývá naopak charakteristický překotným vytvářením nových adaptací a výraznými přestavbami genomu, kvůli kterým unikají působení imunitního systému i případných léků.
Jinak se ale dnes pohlavně přenosná rakovina psů mění jen pomalu a spíše hromadí mutace, které kvůli velké zásobě genů pocházejících od psího předka nemají vliv na její vlastnosti. Podobná pasivita se může u parazitické entity vedoucí souboj na život a na smrt s obranným systémem hostitele zdát zvláštní. Pravděpodobně si ovšem přenosná rakovina v průběhu své rané evoluce vyvinula způsoby, jak manipulovat imunitním systémem hostitele, nebo svou přítomnost efektivně maskovat. Jednou možností je „sladění“ používaných proteinů s repertoárem bílkovin přepisovaných hostiteli. Zda ovšem přenosná rakovina používá právě tuto taktiku, nebo si vyvinula úplně jinou, odhalí až další výzkum.
Zdroj: Baez-Ortega A, Gori K, Strakova A, … & Corrigan, AM (2019): Somatic evolution and global expansion of an ancient transmissible cancer lineage. Science, 365.