Il tumore contagioso di antichi cani – Le Scienze

Analizzando il DNA di cani ricavato da reperti archeologici, alcuni ricercatori hanno ricostruito la storia evolutiva dei cani domesticati in Nord America. Si pensa che quei cani abbiano popolato le Americhe attraversano il ponte continentale sullo stretto di Bering insieme agli esseri umani più di 10.000 anni fa. Secondo il nuovo studio questi primi arrivati sono scomparsi in seguito all’introduzione delle razze europee, lasciando poche tracce genetiche tra i cani moderni. Ma i ricercatori hanno trovato un “parente” dei primi cani d’America che persiste in una forma bizzarra: un cancro sessualmente trasmissibile discendeva dal tumore di un singolo cane vissuto migliaia di anni fa.

I cani hanno avuto un ruolo chiave nelle antiche società indigene americane, secondo Laurent Frantz, genetista alla Queen Mary University di Londra e co-autore dello studio. “Queste culture non avevano accesso ad altri animali domestici, quindi i cani erano molto importanti”, dice Frantz, secondo il quale i cani possono essere stati usati per il trasporto e nella caccia. Sia l’origine sia il destino di questi antichi cani americani sono stati oggetto di accese discussioni. La sua équipe ha quindi cercato di stabilire da dove venissero e che cosa ne è stato di loro in seguito all’arrivo delle razze europee.

Uno dei cani di cui i ricercatori hanno analizzato il DNA. (Foto cortesia Illinois State Archaeological Survey)I ricercatori hanno sequenziato il DNA prelevato dai resti di 71 cani risalenti a un periodo fra i 1000 e i 10.000 anni fa scoperti in siti archeologici del Nord America e della Siberia. I genomi degli antichi cani americani erano simili a quelli degli antichi cani siberiani e presentavano una scarsa somiglianza con quelli dei moderni cani nordamericani. Curiosamente, gli scienziati hanno trovato che il DNA dell’antico cane americano corrispondeva quasi perfettamente a quello trovato nel tumore venereo trasmissibile del cane (CTVT), un cancro contagioso che affligge questi

animali. I ricercatori hanno concluso che gli antichi cani americani erano parenti stretti del primo cane che soffrì di CTVT, il cui DNA è ora conservato nei tumori di milioni di cani in tutto il mondo. “È un genoma congelato nel tempo”, dice Frantz.

Anche se il tumore è comune in tutto il regno animale, questa malattia in genere non è infettiva come l’influenza. Il sistema immunitario di un animale riconosce e uccide le cellule cancerogene di un altro animale, dice Máire Ní Leathlobhair, biologa oncologica all’Università di Cambridge e co-autrice dello studio pubblicato su “Science”. Ma il CTVT è un’eccezione la cui origine virulenta ha lasciato perplessi gli scienziati.

Il gruppo di Ní Leathlobhair ha stabilito che il CTVT è una malattia molto più recente di quanto si pensasse in precedenza. I ricercatori hanno estrapolato i tassi di mutazione nel DNA del CTVT nel tempo, e hanno scoperto che il cane “fondatore”, le cui cellule sono mutate nel tumore iniziale del CTVT, è vissuto negli ultimi 8225 anni, ossia 3000 anni più tardi rispetto alle stime precedenti. La nuova tempistica, unita alla somiglianza tra CTVT e antico DNA dei cani americani, fa sì che il fondatore del CTVT avrebbe potuto essere un cane domestico in Nord America. Ma la posizione esatta del fondatore è ben lungi dall’essere definita, anche secondo alcuni coautori dello studio.

“Questa è stata una piccola controversia che abbiamo avuto nel nostro gruppo”, dice Ní Leathlobhair, aggiungendo che il CTVT contiene tracce di DNA di coyote, che si trovano solo in Nord America. Ma studi precedenti hanno dimostrato che il ceppo di CTVT attualmente trovato nelle Americhe è stato introdotto negli ultimi 500 anni. Secondo Ní Leathlobhair la spiegazione più semplice è che il tumore CTVT originale sia emerso in un cane siberiano, un parente stretto degli antichi cani americani, e che da lì si sia diffuso in tutto il mondo.

I punti rappresentano i siti in cui sono state raccolte le ossa di cani antichi per la nuova analisi e le relative età delle ossa. (Grafica Julie McMahon / Photo by Angus McNab)Per quanto riguarda il DNA di coyote nel CTVT, dice che “non sarebbe troppo sorprendente” se un piccolo numero di coyote nordamericani avesse attraversato il ponte di terra di Bering fino in Siberia per poi accoppiarsi con i cani locali. “Sappiamo che c’era un via vai di persone”, dice. “E pensiamo che lo stesso possa essere avvenuto per i cani.” I canidi selvatici come i coyote possono averne seguito l’esempio, aggiunge. In alternativa, il CTVT potrebbe essersi sviluppato in un antico cane nordamericano, diffusosi in Siberia e altrove, per poi rientrare nelle Americhe negli ultimi 500 anni. Ní Leathlobhair spera di affrontare questo problema in future ricerche.

“Questo studio è entusiasmante e fatto molto bene”, dice Elaine Ostrander, genetista ai National Institutes of Health che non è stata coinvolta nel lavoro. La ricercatrice aggiunge che il sequenziamento del DNA da nuclei di cellule di cani antichi rende particolare questa ricerca, perché il DNA nucleare è ricco di informazioni sull’ascendenza sia materna sia paterna. Studi precedenti su antichi cani americani si erano limitati al DNA proveniente dagli organelli cellulari detti mitocondri, che si conserva meglio del DNA nucleare ma codifica solo le informazioni sulla linea materna. “Usare la sequenza del DNA nucleare per aiutare a riempire alcuni pezzi mancanti non è certo qualcosa che è stato fatto prima”, dice Ostrander, notando anche che questo è il primo studio di cani americani antichi a includere dati sul CTVT, che è la “più antica linea cellulare propagatasi al mondo”.

Oltre al CTVT, gli scienziati conoscono pochissimi tumori contagiosi. Il primo caso documentato nei diavoli della Tasmania ha rotto uno degli “assiomi dell’oncologia”, che la malattia non può saltare tra individui, dice Ní Leathlobhair. La malattia del diavolo della Tasmania è un tumore facciale – diffuso dalla tendenza di quegli animali a mordersi al muso – che ora minaccia di estinguere questi animali. Uno studio pubblicato nel 2016 ha scoperto un cancro che può saltare non solo tra individui della stessa specie, ma anche tra specie correlate di cozze e vongole.

In casi eccezionali il cancro può essere trasferito da un essere umano all’altro. Negli anni cinquanta e sessanta, Chester Southam, oncologo al Memorial Sloan Kettering Cancer Center, ha iniettato sperimentalmente cellule tumorali in più di 300 persone, spesso senza informarle adeguatamente. Alcuni soggetti, tra i quali dei detenuti, svilupparono tumori dalle cellule iniettate. (Southam non è mai stato processato e in seguito è stato eletto presidente dell’American Association for Cancer Research.) In due casi più recenti, personale medico si è punto accidentalmente mentre lavorava con le cellule tumorali e successivamente ha sviluppato tumori. La maggior parte degli altri casi di trasmissione del cancro tra esseri umani riguardano trapianti d’organo contenenti tumori maligni o la trasmissione da madre a feto. Uno studio del 2015 ha documentato che un uomo con HIV, che sopprime il sistema immunitario, ha sviluppato un cancro da cellule maligne di una tenia parassita. In generale, però, non c’è da preoccuparsi di “contagiarsi” con un cancro, dice Ní Leathlobhair. Ma la storia è diversa per i cani, perché il CTVT affligge i cani in tutti i continenti, tranne che in Antartide.

Frantz dice che l’ascendenza del CTVT è stata la “sorpresa più grande” dello studio, anche se il suo gruppo ha risposto anche a una serie più ampia di domande sulla storia degli antichi cani americani. Innanzitutto, i dati genetici indicano che i cani domesticati hanno viaggiato con le persone dalla Siberia al Nord America, eliminando la possibilità che i nativi americani abbiano domesticato lupi dopo il loro arrivo nel continente. Inoltre, Frantz dice che lo studio fornisce “prove certe” del fatto che dopo la colonizzazione le razze canine europee hanno quasi completamente sostituito le antiche razze americane. I ricercatori non hanno trovato tracce di un’ascendenza dagli antichi cani americani nel corredo genetico dei cani americani moderni.

Una volta risolte queste questioni, Frantz dice che c’è ancora molto da sapere su come i cani europei abbiano sostituito quelli americani. I fattori sociali sono la spiegazione comunemente data, dice, compresa la preferenza dei coloni europei per i loro cani da caccia e da pastorizia. Frantz tuttavia crede che non si sia trattato solo di una questione di pratiche culturali. “Trovo che questa spiegazione, da sola, non sia soddisfacente”, dice. “Una sostituzione così drastica richiede qualcosa di un po’ più catastrofico, come una malattia infettiva.” Il sospetto cade sul CTVT: il rapporto genetico tra tumore e antichi cani americani suggerisce che potrebbero essere stati particolarmente sensibili alle infezioni. “Questo cancro può aver avuto un ruolo nella morte di questi cani”, dice. Fino a quando il gruppo non avrà trovato prove dirette, però, l’idea che il CTVT abbia contribuito alla scomparsa degli antichi cani americani è “puramente speculativa”, dice Frantz. Eppure, “Penso che sia una possibilità affascinante”.

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(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Scientific American” il 9 luglio 2018. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)