Реалността на морските костенурки е много по-различна от забавния, игрив начин, по който са изобразени в популярни филми, като Finding Nemo. Далеч не са безгрижни, морските костенурки по целия свят са силно натоварени от изтощаващи тумори на меките тъкани. Всичките седем вида морски костенурки, открити в океаните на Земята, са класифицирани като уязвими, застрашени или критично застрашени - и всички те са засегнати от тези тумори. Те инхибират зрението, храненето и движението на животните. В комбинация с други предизвикани от човека екологични проблеми, растежите заплашват самото съществуване на морските костенурки.
Свързано съдържание
- Ракът е един притеснителен слон може да се почувства свободен да забрави
Моите колеги и аз от лабораторията Уитни и болницата за морски костенурки на Университета на Флорида се обръщаме към последните технологични постижения и нови генетични и терапевтични приложения, за да се опитаме да разгадаем как работи това заболяване. Някои от най-добрите ни прозрения идват от използването на инструментите на човешката онкология и прецизната медицина. Надяваме се, че в крайна сметка ще спрем глобалното поглъщане на болестта и ще помогнем на морските костенурки, засегнати в дивата природа.
Пациент, който е преминал през многократни операции в болницата за морски костенурки Уитни. (Джесика Фарел, CC BY-ND) **********
Тези тумори на морската костенурка са причинени от болест, наречена фибропапиломатоза, описана за първи път от морски биолози във Флоридските ключове през 30-те години. След десетилетия на проучване остават много въпроси относно тази заразна болест, тъй като тя продължава да се разпространява.
Изследователите са установили специфичен за костенурката херпесен вирус, свързан с болестта. Но изглежда, че самият вирус не е достатъчен, за да доведе до образуване на тумор; тя трябва да бъде предизвикана от локализирано състояние на околната среда. Човешки фактори, като замърсяване на водата и повишено излагане на UV радиация поради изчерпания озонов слой, могат да засилят растежа на тумора на фибропапиломатоза, подобно на това как излагането на слънце увеличава риска и тежестта на рака на кожата на човека.
Колегите и аз се фокусираме първо върху по-доброто разбиране как растат тези неработоспособни тумори на костенурки.
Дали определени места на тялото са по-податливи на развитие на тумор? Частите на тялото, подложени на най-плодотворния растеж на тумор на фибропапиломатоза, включват очите - засягащи способността на костенурките да виждат и оцеляват в дивата природа - и меката, уязвима долната страна на черупката.
Колко бързо растат тумори в различни части на тялото? Установихме, че очните тумори се разрастват значително по-бързо от туморите, разположени в други части на анатомията на костенурката.
Реми се подготвя за операцията си за отстраняване на тумор в болницата за морски костенурки Уитни във Флорида. (Дейвид Дъфи, CC BY-ND) Как хирургичното отстраняване засяга туморите на костенурката? Дори след множество кръгове на операция за отстраняване на тумор с използване на лазер с каутеризиращ въглероден диоксид, постоянният регенерация на тумор е повтарящ се проблем при заразените морски костенурки. Установихме, че средно 60 процента от рехабилитиращите тумори на костенурките се разрастват в рамките на 36 дни. Средно 60 процента от рехабилитиращи тумори на костенурки се разрастват в рамките на 36 дни. Очакваме обаче истинските темпове на растеж през продължителен период сред природата да са много по-тежки. Основните генетични характеристики могат да бъдат част от това, което кара тези тумори да растат отново и отново.
Сега, когато попълнихме някои от тези основни данни, искаме да се насочим към генетичните фактори, които са отговорни за ускоряване на растежа на тумора. Целта е да се оптимизират целевите терапевтици, които могат да бъдат тествани за ефективност при морски костенурки, които се оказват в нашата болница.
**********
Фибропапиломатозата заплашва здравето на морските костенурки по начини, много подобни на това как ракът на кожата се отразява неблагоприятно на човешкото здраве. Така че защо да не се справим с тези тумори на костенурките с техниките и подходите на човешката онкология и генетична медицина?
Точно това прави моят колега Дейвид Дъфи, прилагайки прецизни подходи, базирани на лекарства, които комбинират специфични гени, среда и начин на живот за да оптимизират ефикасността и терапевтичната полза от тяхната медицинска помощ. Той е профилирана туморна тъкан с фибропапиломатоза, която хирургично е отстранена чрез лазерна резекция като част от рехабилитацията. Тогава е възможно да се сравнят гените, които се експресират в туморната тъкан, с тези в биопсии от нетуморни области на същата костенурка. Проучвайки вирусните гени на херпесния вирус, както и костенурските гени, свързани с растежа на тумора, той придоби жизненоважен поглед върху природата и причинителите на заболяването.
Оказа се, че макар и влечуги в природата, туморите споделят своята основна геномия с човешки видове рак - най-много наподобяващи базалния клетъчен карцином на рак на кожата. Поради тези прилики, специфичните човешки противоракови терапии трябва да работят успешно при морските костенурки.
Болницата за костенурки на Маратон Ки и болницата за морски костенурки на Университета на Флорида, които работят в тясно сътрудничество, използват лечения срещу хора с рак срещу хора, като флуороурацил, за да намалят след хирургичното повторение на очните тумори в морските костенурки.
Тази концепция не е толкова натрапчива, когато вземете предвид, че повечето ракови лекарства за кучета, например, всъщност са разработени първо за хора. И благодарение на областта на сравнителната онкология, тръбопроводът протича и в двете посоки - прозренията на пациентите с кучешки рак информират лечението на хора.
Голяма туморна маса с фибропапиломатоза върху млада зелена морска костенурка. (Карол Дафи, CC BY-ND) Всичко това е добра новина за силно изтощените морски костенурки, които попадат в болници за реабилитация на животни. Но все още имаме начини да помогнем на пострадалите животни в дивата природа.
С продължаването на изследванията на природата и причинителите на болестта обаче се надяваме да хвърлим светлина защо тази болест, която се среща в природата, се е извила извън контрол. Колкото повече знаем за фибропапиломатозата - нейната генетика, как се предава, как метастазира в цялото тяло и какви ко-фактори на околната среда изострят разпространението и тежестта му - толкова повече можем да поставим парчетата от пъзела заедно, за да измислим решение за популации на диви морски костенурки.
Чрез геномни и екологични анализи, показващи, че предизвиканите от човека промени водят до появата на болести при морските костенурки и други видове диви животни, че е справедливо, че хората споделят някои от своите лечения на болести с тези животни.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Джесика Алис Фарел, докторант по биология, Университета на Флорида
