Gli elefanti hanno 100 volte più cellule degli umani, ma raramente si ammalano di cancro. Ciò è sorprendente, perché il cancro è il risultato di una divisione cellulare andata male, e più cellule ha un organismo, maggiori sono le possibilità che alcune mutino in tumori. Inoltre, poiché gli elefanti vivono così a lungo, tra i 60 e i 70 anni, le loro cellule hanno più opportunità di mutare.
L’osservazione controintuitiva che il rischio di cancro non è sempre correlato alle dimensioni o alla longevità di una specie, è nota come Paradosso di Peto, prende il nome dell’epidemiologo britannico Richard Peto, che per primo notò il fenomeno nel 1977. Si scopre che il cancro non colpisce tutte le specie allo stesso modo: alcuni animali hanno sviluppato potenti strategie per tenere a bada la malattia, mentre altri sono particolarmente vulnerabili.
Gli scienziati stanno esplorando sempre più questa variazione interspecie nei tassi di cancro, sperando di saperne di più su come funziona il cancro negli esseri umani e di identificare migliori strategie per trattarlo o prevenirlo.
Joshua Schiffman ricercatore dell’Università dello Utah, ha studiato il cancro negli ultimi dieci anni, ha detto:
«Gli elefanti dovrebbero ammalarsi di cancro tutto il tempo, ma non lo fanno. Hanno sviluppato alcune strategie anticancro davvero efficaci».
Joshua Schiffman (oncologo pediatrico che cura anche gli esseri umani affetti da cancro) e colleghi hanno scoperto che gli elefanti hanno 40 copie del gene TP53, sopprime le cellule tumorali prima che possano crescere e diffondersi. Gli esseri umani e la maggior parte degli altri animali in confronto hanno solo due copie.
Joshua Schiffman e il suo collega di ricerca Carlo Maley dell’Arizona State University, affermano di sospettare che le copie extra possano dare agli elefanti una potente capacità di tenere a bada le cellule mutanti. Gli scienziati sanno da tempo che il gene TP53 aiuta il corpo a uccidere le cellule malvagie prima che possano trasformarsi in tumori, ma fino al lavoro di Joshua Schiffman e Carlo Maley, nessuno si rendeva conto che ogni animale aveva 40 copie del gene, per gli elefanti sembra essere una strategia evolutiva unica per combattere il cancro.
Joshua Schiffman e colleghi hanno scoperto che gli elefanti hanno anche altri meccanismi antitumorali. Le cellule dell’elefante rispondono in modo diverso quando sono esposte a sostanze che danneggiano il DNA, invece di cercare di riparare il danno, tendono semplicemente a morire, questo nella gestione del cancro è un sistema molto più sicuro perché le cellule che cercano di guarire da sole hanno maggiori probabilità di mutare e poi trasformarsi in cellule cancerose.
Joshua Schiffman e lo scienziato dell’Università dello Utah, Christopher Gregg, in un articolo pubblicato nella rivista Cell Reports, hanno identificato tre geni che prevengono le mutazioni favorendo la riparazione del DNA, nell’insieme, questi aggiustamenti genetici possono dare agli elefanti armi multiple contro la malattia.
Gli elefanti non sono l’unico animale con tassi di cancro insolitamente bassi. Utilizzando i dati provenienti da zoo e veterinari, nonché i resoconti aneddotici della ricerca selvatica e di laboratorio, gli scienziati sanno o sospettano che altre creature, tra cui talpe, scoiattoli grigi, cavalli, balene e pipistrelli, raramente si ammalano di cancro.
I ricercatori hanno detto che non è del tutto chiaro dove cadono gli esseri umani nello spettro di rischio, la probabilità nel corso della vita di avere il cancro è di circa il 50%, oltre ad avere alcuni geni che sopprimono il cancro, tendiamo anche a vivere per un tempo relativamente lungo. Il rischio di cancro nel corso della vita per la maggior parte degli animali è probabilmente compreso tra il 20 e il 40%, con valori anomali su ciascuna estremità: elefanti da un lato e cani, topi e ghepardi dall’altro.
Leonard Nunney biologo dell’Università della California a Riverside, studia l’evoluzione, gli animali e il cancro, sul “Paradosso di Peto”, ha detto:
«Naturalmente, il cancro è monitorato in modo più sistematico negli esseri umani che in altre specie, non abbiamo molti dati, quindi è molto difficile fare un confronto».
Forse l’animale più strano studiato per le sue capacità di combattere il cancro è la talpa nuda, un roditore rosato e glabro lungo 13 centimetri che vive nelle tane dell’Africa orientale, queste creature sopravvivono molto più a lungo della maggior parte dei roditori (mediamente fino a 32 anni), raramente si ammalano di tumori.
Gli scienziati per decenni hanno studiato migliaia di talpe nude nei laboratori e negli zoo di tutto il mondo, documentando solo sei casi di cancro. Vera Gorbunova e suo marito, Andrei Seluanov, scienziati dell’Università di Rochester, negli ultimi 13 anni hanno cercato di scoprire il segreto di questi animali, una chiave potrebbe essere un liquido viscoso noto come acido ialuronico. Hanno scoperto che gli animali producono grandi quantità di questa sostanza, che sembra impedire ai tumori di crescere senza controllo. Il meccanismo può comportare l’inibizione del contatto, la tendenza delle cellule a smettere di dividersi quando vengono schiacciate strettamente da altre cellule. Il cancro inizia quando le cellule mutate crescono in modo incontrollabile; aumentando l’inibizione da contatto, l’acido ialuronico, che Vera Gorbunova descrive come “fondamentalmente uno zucchero appiccicoso”, probabilmente impedisce a queste cellule tumorali di replicarsi.
I ratti talpa nuda hanno anche altri meccanismi per soffocare il cancro, oltre a una versione insolitamente potente di un gene chiamato p16, che impedisce la crescita incontrollata delle cellule tumorali, hanno anche sviluppato un’ulteriore strategia: se le cellule cancerose in qualche modo superano l’acido ialuronico e il gene p16, le cellule di ratto talpa hanno un interruttore di sicurezza che fa sì che i tumori si disattivino essenzialmente da soli, uno stato noto come senescenza.
Vera Gorbunova e suo marito, Andrei Seluanov studiano anche i ratti talpa ciechi, un’altra specie di roditori con tassi di cancro estremamente bassi. Gli scienziati in decenni di ricerche su centinaia di questi animali, non hanno mai trovato un tumore naturale, queste creature, che vivono sottoterra e non hanno occhi, hanno sviluppato una strategia anticancro nota come morte cellulare programmata. Le loro cellule sono programmate per replicarsi meno volte rispetto a quelle della maggior parte delle altre specie, una caratteristica che riduce notevolmente il rischio che le mutazioni si scatenino.
Lo studio di altri ricercatori che hanno esaminato alcune specie di pipistrelli ha individuato diversi geni che sopprimono il tumore. Il recente studio sulla balena, che pesa fino a 100 tonnellate e può vivere per più di 200 anni, ha identificato diversi geni che probabilmente migliorano la sua capacità di riparare le mutazioni del DNA. È emerso che anche il metabolismo più lento di grandi animali come elefanti e balene può avere un ruolo nei loro tassi di cancro più bassi: una produzione di energia più intensa porta a una maggiore divisione cellulare e quindi a un rischio maggiore di mutazioni.
I ricercatori hanno detto che proprio come alcune creature sono più abili nel respingere i tumori, altre sono particolarmente vulnerabili, alcune razze di cani rientrano in questa categoria: più della metà di tutti i golden retriever muore di cancro; i terrier scozzesi hanno 18 volte più probabilità del cane medio di ammalarsi di cancro alla vescica e i levrieri irlandesi hanno 100 volte più probabilità di ammalarsi di cancro alle ossa. La loro predisposizione è dovuta in gran parte allo stretto livello di variazione genetica all’interno della maggior parte delle razze, un fenomeno noto come “Effetto del fondatore” (consiste nella perdita di variabilità genetica che si verifica quando emerge una nuova popolazione da un piccolo numero di individui provenienti da quella originale), poiché la consanguineità è aumentata nel corso di molte generazioni, le anomalie genetiche nella popolazione originale sono state amplificate.
La summenzionata predisposizione fa degli animali un valido modello. Matthew Breen, biologo molecolare della North Carolina State University, ha studiato il cancro del cane per più di due decenni, ha detto:
«È molto più facile con i cani trovare aberrazioni genetiche che portano al cancro. Possiamo accelerare il processo di studio».
Matthew Breen ha scoperto che alcuni tipi di cancro si sviluppano lungo percorsi molto simili nei cani e nell’uomo, ha identificato diverse mutazioni genetiche nei tumori del cane che sembrano esistere anche nelle versioni umane di questo cancro, una di queste mutazioni, che ha un ruolo nell’85% dei tumori della vescica canina, esiste anche nell’uomo.
Gli scienziati erano a conoscenza della mutazione umana, ma la ricerca di Matthew Breen offre un indizio chiave sul suo potenziale significato, è particolarmente utile per i tumori rari nell’uomo, l’esempio è il cancro alle ossa: negli Stati Uniti, circa 1.000 persone all’anno, per lo più bambini, si ammalano, in confronto, ogni anno vengono diagnosticati più di 50.000 cani. Matthew Breen e i suoi colleghi hanno iniziato a identificare ciò che guida la malattia nei cani, hanno dimostrato che le stesse mutazioni sono presenti nella versione umana. Matthew Breen ha detto:
«Lavorando con i cani, abbiamo accesso a 50 volte il numero di pazienti, questo ci dà una migliore possibilità di capire i meccanismi di queste mutazioni».
Matthew Breen sta supervisionando uno studio nazionale che sta monitorando diversi milioni di cani. Viaggia costantemente per incontrare veterinari, proprietari di cani e allevatori, chiedendo loro di condividere i dati sul cancro canino. Il potenziale è enorme: ogni anno a più di 4 milioni di cani negli Stati Uniti viene diagnosticato il cancro, alla fine, i dati inseriti nel database consentirà agli scienziati di approfondire come, perché e dove i cani si ammalano di cancro.
L’obiettivo finale è sviluppare nuove strade per combattere il cancro umano, utilizzando la terapia genica, l’ingegneria genetica o la farmacologia per applicare le strategie antitumorali degli animali all’uomo. Il lavoro è già iniziato: Vera Gorbunova e suo marito, Andrei Seluanov stanno ora testando se l’acido ialuronico può prevenire la malattia nei topi, altre strategie anticancro degli animali non hanno raggiunto la fase di sperimentazione. Joshua Schiffman in conclusione ha affermato:
«Il potenziale è chiaramente presente, è un campo completamente nuovo, siamo sulla punta dell’iceberg. La natura ha escogitato queste soluzioni nel corso di centinaia di milioni di anni di evoluzione. Ora dobbiamo analizzarle e applicarle agli umani».
