Hoch im Himalaya trabt ein schwer bekleideter Hund hinter dem Saum der Robe eines buddhistischen Mönchs. Auf den Straßen von Panama City fällt ein weiterer Hund in einen Schatten, der der Hitze der Mittagssonne entgeht. Auf ihren Körpern wächst ein Krebs. Ihre Tumoren sehen alle einzigartig aus - ihre geschwollenen, zerbröckelnden Konturen sind bündig mit frischen Blutgefäßen, die hier oder zwischen den Beinen unter einem Schwanz hervortreten. Aber die Zellen, die sich innerhalb eines jeden Kontinents teilen, sind tatsächlich der gleiche Organismus. Wenn man einen Klumpen von 6000 Jahre alten Krebszellen als Organismus bezeichnen kann.
Diese alten Zellen waren einst Teil eines Hundes, der die gefrorene sibirische Steppe durchstreifte, eine huskyartige Kreatur, die in der Zeit lebte, bevor die Menschen das Rad oder den Pflug erfanden. Dann mutierten sie und fanden einen Weg, dem Immunsystem der Hunde auszuweichen und ihren Körper zu überleben, indem sie einen anderen fanden. Dieser krebs- und sexuell übertragbare Hundeparasit ist bis heute der einzige Überrest dieser inzwischen ausgestorbenen sibirischen Hunderasse. Seit Jahrtausenden springt es zwischen Körpern und verbreitet sich wie ein Virus auf der ganzen Welt. Der übertragbare Geschlechtsorgan-Tumor (CTVT) eines Hundes kommt heute bei modernen Hunden von Malawi über Melbourne bis nach Minneapolis vor. Es ist der langlebigste Krebs, den Menschen kennen. Bis jetzt hatte niemand tief in seine DNA geschaut, um seine evolutionären Ursprünge zu verfolgen und die Geheimnisse seines viralen Erfolgs zu entdecken.
In den letzten anderthalb Jahrzehnten haben Tierärzte aus fast allen Ländern der Erde das Material dafür gesammelt - Scheiben dieser Tumoren wurden abgeschabt, sobald sie auf sie gestoßen sind, in Reagenzgläsern versiegelt und verschifft im Labor von Elizabeth Murchison an der Universität von Cambridge in Großbritannien. Murchison ist vielleicht besser bekannt für ihre Arbeit zur Erforschung eines anderen ansteckenden Krebses, der die Weltbevölkerung der tasmanischen Teufel fast zum Absturz gebracht hätte.
Jetzt hat ihr Team ihre riesige Sammlung von Hundetumorproben verwendet, um die erste genetische Karte von CTVT zu erstellen. Das heute in Science veröffentlichte Buch zeichnet nicht nur die produktive Besiedlung des besten Freundes des Menschen durch diese Zellen nach, sondern enthüllt auch das Geheimnis des bizarren Evolutionserfolgs des Krebses und gibt einen Einblick, wie der Mensch eines Tages seinen eigenen zähmen könnte.
"Menschliche Tumoren haben nicht viel Zeit, um sich zu entwickeln - Jahre, vielleicht Jahrzehnte - und sind daher von starker Konkurrenz geprägt", sagt Adrian Baez-Ortega, Doktorand in Murchisons Labor und Hauptautor der Studie. Innerhalb eines menschlichen Tumors bilden verschiedene Mutationen Untergruppen von Zellen, die miteinander ums Überleben konkurrieren. Sprengen Sie es mit einer Chemotherapie, und alle resistenten Zellen überleben die anfälligen und lassen bestimmte Mutationen den Tumor dominieren.
Dieses Phänomen wird als selektives Kehren bezeichnet und tritt im frühen Lebenszyklus eines Tumors immer wieder auf, um ihn immer aggressiver zu machen. Es gibt mehr als 200 bekannte Treibergene beim Menschen, die bei Mutation die Fitness der Krebszellen erhöhen. In der CTVT fand das Team von Baez-Ortega jedoch nur fünf solcher mutierten Treibergene, die sehr früh in der Entstehung des Krebses auftraten. Möglicherweise waren alle in diesem ersten Gründerhund anwesend. "Dies sind sehr häufige Mutationen bei menschlichem Krebs", sagt Baez-Ortega. „Keiner von ihnen ist etwas Besonderes. Wir haben nichts gefunden, was darauf hindeutet, dass CTVT durch Evolution Transmissibilität erlangt hat. Es ist gerade zur richtigen Zeit und an der richtigen Stelle auf der Anatomie des Hundes aufgetaucht, um einen Übertragungsweg zu gewährleisten. “
Damit Krebs ansteckend wird, müssen zwei schwerwiegende Hindernisse beseitigt werden. Erstens müssen die Krebszellen selbst einen Weg finden, um physisch von einem Individuum zum anderen zu gelangen. (Um es klar auszudrücken, unterscheidet sich dies von infektiösen Pathogenen, die Krebs wie HPV verursachen können.) Und zweitens müssen die Zellen in der Lage sein, dem Immunsystem des neuen Wirts zu entkommen, wenn sie dort ankommen. Tasmanische Teufel verbreiten ihren Krebs durch das heftige Beißen im Gesicht, das für ihre heftigen Paarungsrituale typisch ist. Hunde breiten sich durch sexuellen Kontakt aus - die Tumoren wachsen während des Vorgangs auf den Organen der Tiere und scheiden Zellen aus.
In Venusmuscheln und Muscheln, bei denen bei mindestens 15 verschiedenen Arten ein tödlicher Leukämie-ähnlicher Krebs beobachtet wurde, werfen sich die Krebszellen ins Meerwasser, wo andere filternde Muscheln sie aufnehmen. Michael Metzger, Biologe am Pacific Northwest Research Institute, entdeckte, wie Muschelkrebs von einem Tier zum anderen springt. Er glaubt, dass übertragbare Krebserkrankungen, insbesondere bei Wirbellosen, bei denen das Immunsystem weniger entwickelt ist, weitaus häufiger auftreten werden als gedacht. "Viele der Gründe, warum wir es in der Vergangenheit nicht gesehen haben, sind, dass wir nicht danach gesucht haben", sagt Metzger. „Übertragbarer Krebs lässt die Grenzen zwischen Infektion, Befall und Metastasierung wirklich verschwimmen, aber die Evolution kümmert sich nicht um Klassifikationen. Es funktioniert einfach alles. Und das Verteilen von Zellen von einem Tier auf ein anderes funktioniert. “
Es funktioniert weniger gut bei Wirbeltieren, die fremde Zellen besser aussortieren und abstoßen als beispielsweise Muscheln. Aber auch beim Menschen gibt es einige wenige dokumentierte Fälle von übertragbarem Krebs. Dabei handelt es sich um Szenarien, in denen das Immunsystem der Menschen unterdrückt oder unentwickelt war - Empfänger von Organtransplantationen, die Krebs aus dem erkrankten Gewebe des Spenders erworben haben, und Feten, die Krebs aus den Zellen ihrer Mutter bekommen haben, sind über die Plazenta gelangt. Dies sind extreme Beispiele, sagt Metzger, und obwohl es keine Beweise dafür gibt, dass Krebserkrankungen beim Menschen eine breitere Übertragbarkeit entwickelt haben, ist dies nicht unmöglich vorstellbar. „Wir beißen uns nicht ins Gesicht und filtern kein Meerwasser“, sagt er. „Aber wir haben Sex. Es gibt also Übertragungsmöglichkeiten. “
Wenn sich Wissenschaftler jemals mit einem Krebs auseinandersetzen müssen, der den Patienten hüpft, wird das Verständnis der genetischen Evolution von CTVT von unschätzbarem Wert sein. Die genetische Karte soll ihnen jedoch vorerst mehr darüber beibringen, wie sie mit den Krebserkrankungen umgehen können, die die Menschen bereits haben.
Nach der Analyse von Baez-Ortega sind CTVT-Zellen mit Mutationen durchsetzt, durchschnittlich 38.000 pro Tumorprobe. Im Gegensatz dazu haben die meisten Krebsarten beim Menschen nur etwa 100. Sie entdeckten jedoch, dass diese Mutationen bei Hunden lange Zeit zufällig auftraten. Nach den ersten Mutationen, die diese Zellen vor Jahrtausenden zum Krebs gemacht haben, hat die Evolution aufgehört, nach zusätzlichen Veränderungen zu suchen, die dazu führen würden, dass der Krebs seinen Wirt dominiert.
Das bedeutet, dass CTVT-Zellen seit Tausenden von Jahren nicht aggressiver geworden sind, um ihre Fitness zu optimieren. Tatsächlich geschah das Gegenteil. Heutzutage können die meisten Fälle von CTVT mit einer einzigen Dosis einer Chemotherapie geheilt werden. Die Evolution hat den Krebs tatsächlich gezähmt. "Die beste Strategie für diesen Tumor war, sich überhaupt nicht wie ein Tumor zu verhalten, sondern wie ein Parasit", sagt Baez-Ortega. „Und da Hunde nicht sehr davon betroffen zu sein scheinen, sieht man nicht, dass der Krebs versucht, sich zu bessern, weil er bereits gut genug ist. Wenn es den Hunden so wenig Schaden wie möglich zufügt, kann es auf unbestimmte Zeit überleben. “
Dies unterstützt eine clevere neue Strategie zur Behandlung von Krebs, die so genannte adaptive Therapie, bei der Tumore nicht ständig, sondern nur zeitweise medikamentös behandelt werden. Die Idee ist zu verhindern, dass kleine Untergruppen von Krebszellen mit genetischen Veränderungen, die sie gegen Medikamente resistent machen, Tumore übernehmen und in eine unaufhaltsame Kraft verwandeln.
