Horyzontalna transmisja komórek nowotworowych

• Authors: Monika Baranowska , Marek Fol

Title variants

EN

Horizontal transmission of cancer cells

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Istnieją trzy udokumentowane przypadki zakaźnych nowotworów występujących w środowisku naturalnym: rak pyska diabła tasmańskiego, zakaźny psi guz weneryczny oraz białaczko-podobny nowotwór u małgwi piaskołazu. Komórki zakaźnego nowotworu charakteryzują się podobnym lub takim samym materiałem genetycznym, który jest odmienny od genomu gospodarza. Każdy z opisanych rodzajów nowotworów pochodzi od pierwotnego, wspólnego przodka i szerzy się horyzontalnie miedzy osobnikami. Nowotwór rozprzestrzenia się przez bezpośredni kontakt fizyczny (u psów i diabłów tasmańskich) lub poprzez czynniki środowiskowe, jak np. woda (małże). Mechanizmy, które doprowadziły do wyewoluowania zakaźnej postaci nowotworu i pozwalają nowotworowi unikać odpowiedzi odpornościowej gospodarza, nie są do końca poznane. W tym kontekście, pewne znaczenie może odgrywać poziom zróżnicowania genetycznego populacji zwierząt oraz brak/zaburzenia rozpoznawania swój-obcy. Bardziej dogłębne poznanie biologii tego typu nowotworów, ich dróg rozprzestrzeniania się, tworzenia przerzutów, sposobów unikania mechanizmów odpornościowych gospodarza, może udzielić wielu odpowiedzi na temat biologii innych nowotworów.

EN

There are three documented cases of contagious cancers occurring in natural environment - devil facial tumor disease, canine transmissible venereal tumor and leukemia-like clam cancer. The tumor cells collected from different locations have identical chromosomal rearrangements and they are genetically distinct from their hosts. All the types of transmissible cancers come from an original, common ancestor and they spread through horizontal transmission between individuals. The neoplastic cells are transported through physical contact (dogs and Tasmanian devils) or by environmental factors, e.g. water (soft-shell clams). The mechanisms that led to appearance of the transmissible cancers and that allow the cancer to avoid the host immune response are not yet fully known. In this context, the genetic diversity of animal populations and the lack or disorder of the self/nonself-immune recognition may play a role. In-depth knowledge of biology of this type of cancer: how they can spread, cause metastasis, and avoid immune response, may help to elucidate biology of other cancers.

Keywords

PL

nowotwory; nowotwór białaczkopodobny u Mya arenaria; rak pyska diabła tasmańskiego; zakaźny psi guz weneryczny

EN

canine transmissible venereal tumor; clam leukemia; devil facial tumor disease; tumors

• Journal: Kosmos
• Year: 2017
• Volume: 66
• Issue: 2
• Pages: 297-311

Dates

published

2017

Contributors

author

Monika Baranowska

• Katedra Immunologii i Biologii Infekcyjnej, Instytut Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii, Uniwersytet Łódzki, Banacha 12/16, 90-237 Łódź, Polska
• Department of Immunology and Infectious Biology, Institute of Microbiology, Immunology and Biotechnology, Universyty of Lodz, Banacha 12/16, 90-237 Łódź, Poland

author

Marek Fol

• Katedra Immunologii i Biologii Infekcyjnej, Instytut Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii, Uniwersytet Łódzki, Banacha 12/16, 90-237 Łódź, Polska
• Department of Immunology and Infectious Biology, Institute of Microbiology, Immunology and Biotechnology, Universyty of Lodz, Banacha 12/16, 90-237 Łódź, Poland

References

• Arriagada G., Metzger M. J., Muttray A. F., Sherry J., Reinisch C., Street C., Lipkin W. I., Goff S. P., 2014. Activation of transcription and retrotransposition of a novel retroelement, Steamer, in neoplastic hemocytes of the mollusc Mya arenaria. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 111, 14175-14180.
• Ashbel R., 1945. Spontaneous transmissible tumors in the Syrian hamsters. Nature 155, 607.
• Banfield W. G., Woke P. A., MacKay C. M., Cooper H. L., 1965. Mosquito transmission of a reticulum cell sarcoma of hamsters. Science 148, 1239-1240.
• Benelli G., Lo Iacono A., Canale A., Mehlhorn H., 2016. Mosquito vectors and the spread of cancer: an overlooked connection? Parasitol. Res. 115, 2131-2137.
• Bieńko D., Jezierski A., Kokurewicz D., Kuczer M., Łydżba-Kopczyńska B., Malina A., Nych R., Pawlak R., Radzymińska K., Smolski R., Świędrych P., 2007. Encyklopedia Eureka. Wydawnictwo Europa, Wrocław.
• Bouvard V., Baan R., Straif K., Grosse Y., Secretan B., El Ghissassi F., Benbrahim-Tallaa L., Guha N., Freeman C., Galichet L., Cogliano V., 2009. A review of human carcinogens. Part B: biological agents. Lancet Oncol. 10, 321-322.
• Böttger S., Jerszyk E., Low B., Walker C., 2008. Genotoxic stress-induced expression of p53 and apoptosis in leukemic clam hemocytes with cytoplasmically sequestered p53. Cancer Res. 68, 777-782.
• Brindley D. C., Banfield W. G., 1961. A contagious tumor of the hamster. J. Natl. Cancer Inst. 26, 949-957.
• Cooper H. L., MacKay C. M., Banfield W. G., 1964. Chromosome studies of a contagious reticulum cell sarcoma of the Syrian hamster. J. Natl. Cancer Inst. 33, 691-706.
• Donaghy L., Kraffe E., Le Goïc N., Lambert C., Volety A. K., Soudant P., 2012. Reactive oxygen species in unstimulated hemocytes of the pacific oyster Crassostrea gigas: a mitochondrial involvement. PLoS One 7, e46594.
• Fajkis M., 2014. Przerzuty nowotworowe. Wylecz.To, http://wylecz.to/pl/serwis/nowotwory/przerzuty-nowotworowe.html.
• Fol M., Jachowicz E., 2016. Czynniki zakaźne w procesie nowotworzenia. Med. Og. Nauk Zdr. 22, 7-14.
• Ganguly B., Das U., Das A. K., 2013. Canine transmissible venereal tumor: a review. Vet. Comp. Oncol. 14, 1-12.
• Grueber C.E., Peel E., Gooley R., Belov K., 2015. Genomic insights into a contagious cancer in Tasmanian devils. Trends Genet. 31, 528-535.
• Iarc, 2004. Tobacco smoke and involuntary smoking. IARC Monogr. Eval. Carcinog. Risks Hum. 83, 1-1438.
• Jones E. A., Cheng Y., Belov K., 2015. The origin, dynamics, and molecular evolution of transmissible cancers. Adv. Genomics Genet. 5, 317-326.
• Klein J., 1986. Natural history of the major histocompatibility complex. John Wiley and Sons, New York.
• Kościańska B., 2007. Podstawy rozpoznania nowotworu złośliwego [W:] Rejestracja nowotworów złośliwych, zasady i metody. Didkowska J., Wojciechowska U., Zatoński W. (red.). Centrum Onkologii - Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa, 39-45.
• Limon J., 2006. Genetyczne podłoże chorób nowotworowych [W:] Genetyka molekularna. Węgleński P. (red.). Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa, 400-429.
• Metzger M. J., Reinisch C., Sherry J., Goff S. P., 2015. Horizontal transmission of clonal cancer cells causes leukemia in soft-shell clams. Cell 161, 255-263.
• Metzger M. J., Villalba A., Carballal M. J., Iglesias D., Sherry J., Reinisch C., Muttray A. F., Baldwin S. A., Goff S. P., 2016. Widespread transmission of independent cancer lineages within multiple bivalve species. Nature 534, 705-709.
• Morris K. M., Belov K., 2015. Cancer immunology of transmissible cancer. [W:] Cancer immunology. Rezaei N. (red.). Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 419-428.
• Mukaratirwa S., Chitanga S., Chimatira T., Makuleke C., Sayi S. T., Bhebhe E., 2009. Combination therapy using intratumoral bacillus Calmette-Guerin (BCG) and vincristine in dogs with transmissible venereal tumours: therapeutic efficacy and histological changes. J. S. Afr. Vet. Assoc. 80, 92-96.
• Murchison E. P., 2009. Clonally transmissible cancer in dogs and Tasmanian devils. Oncogene 27, 19-30.
• Murchison E. P., Wedge D. C, Alexandrov L. B., Fu B., Martincorena I., Ning Z., Tubio J. M. C., Werner E. I., Allen J., Barboza De Nardi A., Donelan E. M., Marino G., Fassati A., Campbell P. J., Yang F., Burt A., Weiss R. A., Stratton M. R., 2014. Transmissible god cancer genome reveals the origin and history of ancient cell lineage. Science 343, 437-440.
• Nicotra M. L., Powell A. E., Rosengarten R. D., Moreno M., Grimwood J., Lakkis F. G., Dellaporta S. L., Buss L. W., 2009. A hypervariable invertebrate allodeterminant. Curr Biol. 19, 583-589.
• O'Brien S. J., Roelke M. E., Marker L., Newman A., Winkler C. A., Meltzer D., Colly L., Evermann J. F., Bush M., Wildt D. E., 1985. Genetic basis for species vulnerability in the cheetah. Science 227, 1428-1434.
• Oh J., Weiderpass E., 2014. Infection and cancer: global distribution and burden of diseases. Ann. Glob. Health 80, 384-392.
• Ostrander E. A., Davis B. W., Ostrander G. K., 2016. Transmissible Tumors: Breaking the cancer paradigm. Trends Genet. 32, 1-15.
• Özyiğit M. Ö., Nak D., Akşit H., İnan Öztürkoğlu S., Şimşek G., Uzabaci E., Nak Y., Seyrek K., 2014. The effects of vincristine sulfate on expression of galectin-3, Bcl-2, and carbohydrate structures specific for EEL, GSL-1, and RCA-1 lectins in bitches with naturally occurring canine transmissible venereal tumor. Turk. J. Vet. Anim. Sci. 38, 331-338.
• Pearse A. M., Swift K., 2006. Allograft theory: transmission of devil facial-tumour disease. Nature 439, 549.
• Pearse A. M., Swift K., Hodson P., Hua B., McCallum H., Pyecroft S., Taylor R., Eldridge M. D. B., Belov K., 2012. Evolution in a transmissible cancer: a study of the chromosomal changes in devil facial tumor (DFT) as it spreads through the wild Tasmanian devil population. Cancer Genet. 205, 101-112.
• Pye R. J., Pemberton D., Tovar C., Tubio J. M. C., Dun K. A., Fox S., Darby J., Hayes D., Knowles G.W., Kreiss A., Siddle H. V. T., Swift K., Lyons A. B., Murchison E. P., Woods G. M., 2016. A second transmissible cancer in Tasmanian devils. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113, 374-379.
• Rinkevich B., Douek J., Rabinowitz C., Paz G., 2012. The candidate Fu/HC gene in Botryllusschlosseri (Urochordata) and ascidians' historecognition - An oxymoron? Dev. Comp. Immunol. 36, 718-727.
• Rogalska A., Miśkiewicz K., Marczak A., 2015. Inhibitory polimeryzacji mikrotubul - nowe związki pochodzenia naturalnego jako potencjalne leki przeciwnowotworowe. Post. Hig. Med. Dosw. 69, 571-585.
• Saey T. H., 2015. Contagious cancer found in clams: Third example of transmissible malignancy no threat to people. Sci. News 187, 14.
• Siah A., McKenna P., Berthe F. C., Afonso L. O., Danger J. M., 2013. Transcriptome analysis of neoplastic hemocytes in soft-shell clams Mya arenaria: Focus on cell cycle molecular mechanism. Results Immunol. 3, 95-103.
• Siddle H.V., Kaufman J., 2013a. A tale of two tumors: comparison of the immune escape strategies of contagious cancers. Mol. Immunol. 55, 190-193.
• Siddle H. V., Kaufman J., 2013b. How the devil facial tumor disease escapes host immune responses. Oncoimmunology 2, e25235
• Siddle H. V., Kaufman J., 2015. Immunology of naturally transmissible tumours. Immunology 144, 11-20.
• Siddle H. V., Kreiss A., Tovar C., Yuen C. K., Cheng Y., Belov K., Swift K., Pearse A. M., Hamede R., Jones M. E., Skjødt K., Woods G. M., Kaufman J., 2013. Reversible epigenetic down-regulation of MHC molecules by devil facial tumour disease illustrates immune escape by a contagious cancer. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110, 5103-5108.
• Stephens R. E., Walker C. W., Reinisch C. L., 2001. Multiple protein differences distinguish clam leukemia cells from normal hemocytes: evidence for the involvement of p53 homologues. Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol. 129, 329-38.
• Stokstad E., 2015. Infectious cancer found in clams. Science 348, 170.
• Strakova A., Murchison E. P., 2014. The changing global distribution and prevalence of canine transmissible venereal tumour. BMC Vet. Res. 10, doi: 10.1186/s12917-014-0168-9.
• Strakova A., Murchison E. P., 2015. The cancer which survived: insights from the genome of an 11 000 year-old cancer. Curr. Opin. Genet. Dev. 30, 49-55.
• Twardowska M., Kucharczyk G., Łęchota G., Stypińska K., 2004. Słownik biologia. GREG, Kraków.
• Ujvari B., Gatenby R. A., Thomas F., 2016a. The evolutionary ecology of transmissible cancers. Infect. Genet. Evol. 39, 293-303.
• Ujvari B., Hamede R., Peck S., Pemberton D., Jones M., Belov K., Madsen T., 2016b. Immunoglubolin dynamics and cancer prevalence in Tasmanian devils (Sarcophilus harrisii). Sci. Rep. 6, doi: 10.1038/srep25093.
• Walker C.W., Van Beneden R. J., Muttray A. F., Böttger S. A., Kelley M. L., Tucker A. E., Thomas W. K., 2011. p53 Superfamily proteins in marine bivalve cancer and stress biology. Adv. Mar. Biol. 59, 1-36.
• Welsh J. S., 2011. Contagious cancer. Oncologist 16, 1-4.
• Woods G. M., Howson L. J., Brown G. K., Tovar C., Kreiss A., Corcoran L. M., Lyons A. B., 2015. Immunology of a transmissible cancer spreading among Tasmanian devils. J. Immunol. 195, 23-29.