Từ năm 2012, ngư dân và các nhà sinh vật học tại hồ Memphremagog, nằm trên biên giới giữa Vermont (Mỹ) và Quebec (Canada), đã quan sát thấy một điều đáng lo ngại: ngày càng nhiều cá trê nâu ( Ameiurus nebulosus ) xuất hiện các đốm đen nổi trên da . Đến năm 2014, gần một phần ba số cá thể cho thấy những tổn thương này. Điều tưởng chừng như là vấn đề ô nhiễm cục bộ hoặc do virus gây ra hóa ra lại là một thứ kỳ lạ hơn nhiều: một loại ung thư lây truyền từ cá này sang cá khác như ký sinh trùng.
Phát hiện này, được các nhà nghiên cứu tại Đại học Vermont công bố trên tạp chí Nature , là trường hợp ung thư lây truyền đầu tiên được ghi nhận ở một loài động vật nước ngọt và là trường hợp thứ tư được biết đến trong toàn bộ giới động vật, sau khối u mặt ở quỷ Tasmania, khối u sinh dục ở chó và bệnh bạch cầu lây nhiễm ở động vật thân mềm hai mảnh vỏ. Tin tức này đã gây xôn xao trên toàn thế giới, nhưng các nhà khoa học muốn nhấn mạnh rằng không có nguy hiểm nào đối với con người.
Một khối u không thuộc về người mang nó.
Để hiểu rõ điều gì đang xảy ra, nhóm nghiên cứu do Julie Dragon và Mark Henderson dẫn đầu đã giải trình tự toàn bộ bộ gen của các khối u và so sánh nó với mô khỏe mạnh từ cùng một con cá. Kết quả rất rõ ràng: các tế bào ung thư từ các cá thể khác nhau có chung hàng trăm nghìn biến thể di truyền không xuất hiện ở cá chủ. Trong một bệnh ung thư điển hình, mỗi khối u đều có cấu trúc di truyền độc nhất vì nó bắt nguồn từ chính các tế bào của bệnh nhân. Tuy nhiên, ở đây, các khối u gần như giống hệt nhau, điều này chỉ có thể được giải thích nếu các tế bào ác tính đã lây lan từ cá này sang cá khác.
“Chúng tôi từng nghĩ đó có thể là virus hoặc chất gây ô nhiễm,” Dragon thừa nhận. “Nhưng khi thấy rằng bộ gen của các khối u có mối liên hệ mật thiết với nhau hơn là với bộ gen của vật chủ, chúng tôi biết mình đang đối phó với một loại ung thư nhân bản có khả năng lây truyền.” Nói cách khác, chính các tế bào khối u đóng vai trò là tác nhân gây bệnh , xâm chiếm vật chủ mới và nhân lên bên trong chúng.
Bệnh ung thư hắc tố da lây truyền giữa các loài cá như thế nào?
Cơ chế lây truyền chính xác vẫn đang được nghiên cứu, nhưng các tác giả chỉ ra mùa sinh sản là thời điểm quan trọng . Trong mùa sinh sản, cá da trơn tập trung ở vùng nước nông và duy trì sự tiếp xúc vật lý rất gần. "Dường như nó chỉ xảy ra ở những con cá lớn, đã trưởng thành về mặt sinh sản," Henderson giải thích. "Có lẽ một khía cạnh nào đó trong hành vi sinh sản của chúng kích hoạt sự lây lan của ung thư."
Hơn nữa, vì là loài cá sống đáy biển và không có vảy, chúng thường xuyên tương tác với trầm tích , nơi các tế bào khối u bong tróc có thể tích tụ. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ô nhiễm biển và nước hoặc những thay đổi nội tiết tố có thể làm suy yếu hệ miễn dịch của cá, khiến chúng dễ bị nhiễm trùng hơn.
Đây là loại ung thư truyền nhiễm thứ tư được biết đến ở động vật.
Cho đến nay, khoa học chỉ ghi nhận được ba ví dụ về ung thư lây truyền trong tự nhiên. Trường hợp lâu đời nhất là u sinh dục lây truyền ở chó (CTVT) , lây truyền trong quá trình giao phối và đã lưu hành trên toàn cầu trong khoảng 6.000 đến 11.000 năm. Tiếp theo là u mặt ở quỷ Tasmania (DFTD) , đã tàn phá loài này kể từ những năm 90 do lây truyền qua vết cắn. Và nhóm thứ ba bao gồm một số bệnh bạch cầu truyền nhiễm ở động vật thân mềm hai mảnh vỏ như nghêu và trai, lây lan qua nước biển.
U hắc tố ở cá trê nâu là trường hợp đầu tiên thuộc loại này ở cá và trong hệ sinh thái nước ngọt. "Cho đến mười năm trước, ung thư lây truyền được cho là cực kỳ hiếm gặp", Adrián Báez-Ortega, một nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge, cho biết. "Nhưng môi trường thủy sinh có thể thuận lợi hơn cho sự lây truyền. Rất có thể có nhiều trường hợp khác chưa được phát hiện."
Thạch tín tự nhiên và mối liên hệ có thể có của nó với Thoreau
Các nhà nghiên cứu đã loại trừ bãi rác Coventry, nằm gần hồ, vì cho rằng ung thư là do các khối u gây ra, bởi vì chúng xuất hiện đồng đều dọc theo 51 km bờ hồ và ở các vùng nước trong khác. Tuy nhiên, họ đã tìm thấy mối tương quan với nồng độ asen tự nhiên trong đất. "Asen xuất hiện tự nhiên khắp vùng New England, và có nồng độ rất cao ở vùng đông bắc Vermont và Maine, nơi chúng tôi cũng đã thấy bằng chứng về loại ung thư này", Henderson nói.
Điều thú vị là, mô tả đầu tiên về loại ung thư này có thể có từ năm 1852, khi nhà triết học và nhà tự nhiên học Henry David Thoreau viết trong nhật ký của mình về một con cá da trơn có "một đốm đen lớn như nhung" ở sông Concord. Sáu năm sau, ông mô tả một trường hợp khác. Các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu các con sông và ao hồ ở Massachusetts để xác định xem liệu ung thư có nguồn gốc từ đó hay không.
Không gây nguy hiểm cho con người
Một trong những câu hỏi thường gặp nhất là liệu loại ung thư này có thể ảnh hưởng đến con người hay không. Hồ Memphremagog cung cấp nước uống cho hơn 175.000 người, nhưng các nhà nghiên cứu khẳng định: không có nguy cơ nào được biết đến đối với con người . "Tế bào ung thư không thể lây nhiễm hoặc tồn tại trong các loài khác," Dragon giải thích. "Cá an toàn để cầm nắm và nghiên cứu." Beata Ujvari, từ Đại học Deakin, bổ sung rằng "con người có hệ thống miễn dịch rất hiệu quả, có khả năng nhận biết các tế bào lạ. Xác suất lây truyền từ cá da trơn sang người gần như bằng không."
Ở người, sự lây truyền khối u cực kỳ hiếm gặp và chỉ giới hạn trong những trường hợp rất cụ thể như lây truyền từ mẹ sang con (0,1% số ca mang thai) hoặc ung thư có nguồn gốc từ người hiến tạng trong các ca ghép tạng (0,04% số người nhận). Điều này hoàn toàn khác với những gì xảy ra ở loài cá này.
Tác động sinh thái lâu dài vẫn chưa chắc chắn. Trong khi bệnh ung thư ở quỷ Tasmania gây ra hậu quả tàn khốc, ung thư ở chó đã cùng tồn tại với vật chủ của nó hàng thiên niên kỷ. Ở hồ Memphremagog, cá da trơn bị bệnh nặng có thể sống sót trong nhiều năm, nhưng chưa rõ điều này sẽ ảnh hưởng đến quần thể như thế nào. Tuy nhiên, điều rõ ràng là phát hiện này mở ra một hướng nghiên cứu mới về sự tiến hóa của ung thư. "Bằng cách nghiên cứu cách ung thư tồn tại và lây lan bên ngoài vật chủ ban đầu, chúng ta có thể tìm hiểu rất nhiều về những yếu tố giúp chúng bị kìm hãm và điều gì xảy ra khi những rào cản đó bị phá vỡ", Dragon kết luận. Những con cá này, một cách vô tình, đã trở thành phòng thí nghiệm tự nhiên cho ngành ung thư học.