Cancer är en kuslig och gåtfull företeelse. I vårt försök att förstå den och bli bättre på att bekämpa den har vi upptäckt en biologisk paradox som fortfarande är olöst. Stora djur verkar vara nästan immuna mot cancer, vilket inte stämmer överens med logiken: ju större en varelse är, desto fler celler borde den ha – och därmed en högre risk för cancer. För att förstå detta måste vi först granska cancer i sig.

Den komplexa naturen hos våra celler

Våra celler kan liknas vid proteinrobotar bestående av hundratals miljoner delar. Styrda enbart av kemiska reaktioner skapar och demonterar de strukturer, upprätthåller en metabolism för att erhålla energi eller gör nästan perfekta kopior av sig själva. Dessa komplexa kemiska reaktionsvägar – biokemiska nätverk som är sammankopplade och staplade på varandra – är så komplicerade att de knappt kan förstås av en enda mänsklig hjärna. Och ändå fungerade de felfritt… tills de inte gör det.

Med biljoner av reaktioner som sker i tusentals nätverk under många år är det inte en fråga om ifall något går fel, utan snarare när det händer. Små misstag ackumuleras tills det storslagna maskineriet korrumperas. För att förhindra att detta spårar ur har våra celler inbyggda självdödsutlösare – så kallade kill switches. Dessa är dock inte ofelbara. Om de sviktar kan en cell förvandlas till en cancercell. De flesta sådana celler elimineras snabbt av immunförsvaret, men med tillräcklig tid kan en cell samla på sig så många misstag att den börjar reproducera sig okontrollerat. Alla djur måste hantera detta problem.

Cellstorlek och Peto’s paradox

Generellt sett är cellerna hos olika arter av samma storlek – musens celler är inte mindre än dina, utan en mus har bara färre celler totalt och en kortare livslängd. Färre celler och kortare liv innebär färre chanser för att något går fel eller att mutationer uppstår. Människor lever cirka 50 gånger längre och har ungefär 1 000 gånger fler celler än möss, men cancerrisken är i princip densamma hos båda. Även blåvalar, med cirka 3 000 gånger fler celler än människor, verkar knappt drabbas av cancer alls. Detta fenomen kallas Peto’s paradox – den förvånande insikten att stora djur har mycket mindre cancer än vad man skulle förvänta sig.

Två möjliga lösningar på Peto’s paradox

Lösning 1: Evolution – att utvecklas eller bli en cancermassa

När flercelliga organismer utvecklades för cirka 600 miljoner år sedan blev djuren successivt större, vilket medförde fler celler och därmed en ökad risk för att celler ska korrumperas. För att överleva tvingades de investera i bättre cancerförsvar. De arter som inte lyckades utveckla effektiva försvar dog ut.

Cancer uppstår dock inte på ett ögonblick; det är en process som involverar många enskilda misstag och mutationer i flera specifika gener inom samma cell. Dessa gener kallas proto-onkogener, och när de muterar blir resultatet katastrofalt. Med rätt mutation kan en cell förlora sin förmåga att begå självmord; med ytterligare mutationer kan den utveckla förmågan att gömma sig, locka till sig resurser och föröka sig snabbt. Tumörsuppressorgener, som är cellens motvikt, förhindrar dessa kritiska mutationer eller beordrar cellen att dö om den inte kan repareras. Det visar sig att stora djur har fler tumörsuppressorgener – till exempel kräver elefantceller fler mutationer än mösceller för att utveckla en tumör. De är inte immuna mot cancer, men de är betydligt mer motståndskraftiga. Denna anpassning kan dock ha en kostnad, kanske i form av snabbare åldrande eller långsammare läkning, men detta är än så länge oklart.

Lösning 2: Hypertumörer – tumörer som dödar tumörer

En annan möjlig förklaring är konceptet hypertumörer. Dessa kallas så som “tumörer av tumörer” och liknar hyperparasiter – parasiter som angriper andra parasiter. Cancer kan ses som ett sammanbrott i cellernas samarbete; normalt arbetar celler tillsammans för att bilda organ, vävnader och funktioner i immunförsvaret. Men cancerceller är själviska och verkar enbart för sin egen kortsiktiga vinning. Om de lyckas bilda en tumör uppstår en enorm cancerkollektiv som är svår att bekämpa.

Att skapa en tumör kräver dock enorma resurser, eftersom miljontals eller miljarder cancerceller måste föröka sig snabbt. Den mängd näringsämnen de kan stjäla från kroppen blir en begränsande faktor. Tumörceller lurar därför kroppen att bygga nya blodkärl direkt till tumören för att ge den näring. Samtidigt är cancerceller instabila och kan fortsätta att mutera – ibland snabbare än sina kamrater. Vid en viss punkt kan en del av de muterade cellerna sluta samarbeta med resten av tumören och istället konkurrera om samma knappa resurser. Dessa celler bildar då en hypertumör, som kapar blodtillförseln till de ursprungliga cancercellerna och därigenom svälter dem. Med andra ord: cancer dödar cancer. Denna process kan upprepas om och om igen och kan vara en mekanism som hindrar att cancer blir ett stort problem för stora organismer. Det är möjligt att stora djur faktiskt har fler sådana hypertumörer än vi är medvetna om, men de blir för små för att märkas – en tumör på två gram utgör 10 % av en mus kroppsvikt, men mindre än 0,002 % av en människas och 0,000002 % av en blåvals.

Andra förklaringsmodeller och framtida forskning

Det finns även andra hypoteser för att förklara Peto’s paradox, såsom variationer i ämnesomsättning eller skillnader i cellarkitektur, men än så länge vet vi inte säkert. Forskare arbetar intensivt med att ta reda på hur stora djur kan vara så motståndskraftiga mot en av de dödligaste sjukdomarna vi känner till. Att förstå detta kan öppna dörren till nya terapier och behandlingar.

Slutsats

Cancer har alltid varit en utmaning, men idag börjar vi äntligen förstå dess komplexitet. Genom att studera både evolutionära försvarsmekanismer och unika processer som hypertumörer, hoppas vi en dag kunna övervinna cancer.