Die Realität der Meeresschildkröten unterscheidet sich sehr von der lebenslustigen und spielerischen Art, wie sie in populären Filmen wie Findet Nemo dargestellt werden. Meeresschildkröten auf der ganzen Welt sind alles andere als sorglos und werden durch geschwächte Weichteiltumoren schwer belastet. Alle sieben Arten von Meeresschildkröten, die in den Ozeanen der Erde vorkommen, werden als gefährdet, gefährdet oder stark gefährdet eingestuft - und alle sind von diesen Tumoren betroffen. Sie hemmen das Sehen, Füttern und die Bewegung der Tiere. In Kombination mit anderen vom Menschen verursachten Umweltproblemen bedrohen die Wucherungen die Existenz der Meeresschildkröten.
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Meine Kollegen und ich am Whitney Laboratory der Universität von Florida und am Sea Turtle Hospital wenden uns den neuesten technologischen Fortschritten sowie neuen genetischen und therapeutischen Anwendungen zu, um die Funktionsweise dieser Krankheit zu entschlüsseln. Einige unserer besten Erkenntnisse stammen aus der Verwendung von Werkzeugen der menschlichen Onkologie und der Präzisionsmedizin. Hoffentlich stoppen wir letztendlich die globale Übernahme der Krankheit und helfen den wild lebenden Meeresschildkröten.
Ein Patient, der im Whitney Sea Turtle Hospital mehrere Operationsrunden durchlaufen hat. (Jessica Farrell, CC BY-ND) **********
Diese Meeresschildkrötentumoren werden durch eine Krankheit namens Fibropapillomatose verursacht, die erstmals in den 1930er Jahren von Meeresbiologen in den Florida Keys beschrieben wurde. Nach jahrzehntelangen Studien bleiben viele Fragen zu dieser ansteckenden Krankheit offen, da sie sich weiter ausbreitet.
Forscher haben ein Schildkröten-spezifisches Herpesvirus identifiziert, das mit der Krankheit assoziiert ist. Es scheint jedoch, dass das Virus allein nicht ausreicht, um zur Tumorbildung zu führen. es muss durch eine lokalisierte Umweltbedingung ausgelöst werden. Durch den Menschen bedingte Faktoren wie Wasserverschmutzung und erhöhte Exposition gegenüber UV-Strahlung aufgrund der abgereicherten Ozonschicht können das Wachstum von Fibropapillomatose-Tumoren verstärken, ähnlich wie Sonneneinstrahlung das Risiko und die Schwere von Krebserkrankungen der menschlichen Haut erhöht.
Meine Kollegen und ich konzentrieren uns zunächst darauf, besser zu verstehen, wie diese unfähigen Schildkrötentumoren wachsen.
Sind bestimmte Körperstellen anfälliger für die Tumorentwicklung? Zu den Körperteilen, die dem stärksten Wachstum von Fibropapillomatose-Tumoren ausgesetzt sind, gehören die Augen, die die Fähigkeit der Schildkröten beeinflussen, wild zu sehen und zu überleben, und die weiche, verletzliche Unterseite der Schale.
Wie schnell wachsen Tumore in verschiedenen Körperteilen? Wir haben festgestellt, dass Augentumoren signifikant schneller nachwachsen als Tumoren an anderen Stellen der Schildkrötenanatomie.
Remi bereitet sich auf seine Tumorentfernungsoperation am Whitney Sea Turtle Hospital der Universität von Florida vor. (David Duffy, CC BY-ND) Wie wirkt sich die chirurgische Entfernung auf die Schildkrötentumoren aus? Selbst nach mehreren Operationen zur Entfernung von Tumoren mit einem kauterisierenden Kohlendioxidlaser ist das anhaltende Nachwachsen von Tumoren ein immer wiederkehrendes Problem bei infizierten Meeresschildkröten. Wir haben festgestellt, dass durchschnittlich 60 Prozent der rehabilitierenden Schildkrötentumoren innerhalb von 36 Tagen nachwachsen. Durchschnittlich 60 Prozent der rehabilitierenden Schildkrötentumoren wachsen innerhalb von 36 Tagen nach. Wir würden jedoch erwarten, dass die tatsächlichen Rückwachstumsraten über einen längeren Zeitraum in freier Wildbahn viel schwerwiegender sind. Die zugrunde liegenden genetischen Merkmale könnten dazu beitragen, dass diese Tumoren immer wieder nachwachsen.
Nachdem wir einige dieser Basisdaten ausgefüllt haben, möchten wir die genetischen Faktoren ermitteln, die für die Beschleunigung des Tumorwachstums verantwortlich sind. Ziel ist es, gezielte Therapeutika zu optimieren, deren Wirksamkeit bei Meeresschildkröten, die in unserem Krankenhaus landen, getestet werden kann.
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Fibropapillomatose bedroht die Gesundheit von Meeresschildkröten auf ähnliche Weise wie Hautkrebs die menschliche Gesundheit beeinträchtigt. Warum also nicht diese Schildkrötentumoren mit den Techniken und Ansätzen der menschlichen Onkologie und der genetischen Medizin bekämpfen?
Genau das tut mein Kollege David Duffy, indem er auf Präzisionsmedizin basierende Ansätze anwendet, die die spezifischen Gene, die Umgebung und den Lebensstil einer Person kombinieren, um die Wirksamkeit und den therapeutischen Nutzen ihrer medizinischen Versorgung zu optimieren. Bei ihm handelt es sich um profiliertes Tumorgewebe der Fibropapillomatose, das im Rahmen der Rehabilitation durch Laserresektion operativ entfernt wurde. Dann ist es möglich, die Gene, die im Tumorgewebe exprimiert werden, mit denen in Biopsien aus Nicht-Tumorgebieten derselben Schildkröte zu vergleichen. Durch die Untersuchung der viralen Gene im Herpesvirus sowie der mit dem Tumorwachstum verbundenen Schildkrötengene erhält er wichtige Einblicke in die Natur und die Auslöser der Krankheit.
Es stellte sich heraus, dass die Tumoren, obwohl sie in der Natur reptil sind, ihre zugrunde liegende Genomik mit menschlichen Krebstypen teilen - am ähnlichsten dem menschlichen Hautkrebs-Basalzellkarzinom. Aufgrund dieser Ähnlichkeiten sollten bestimmte Krebstherapien beim Menschen bei Meeresschildkröten erfolgreich wirken.
Das Turtle Hospital auf Marathon Key und das Sea Turtle Hospital der Universität von Florida haben in enger Zusammenarbeit Arzneimittel zur Krebsbekämpfung wie Fluorouracil eingesetzt, um das Wiederauftreten von Augentumoren bei Meeresschildkröten nach Operationen zu verringern.
Dieses Konzept ist nicht weit hergeholt, wenn man bedenkt, dass die meisten Krebsmedikamente zum Beispiel für Hunde ursprünglich für Menschen entwickelt wurden. Und dank der vergleichenden Onkologie verläuft die Pipeline in beide Richtungen - Erkenntnisse von Hundekrebspatienten sind für die menschliche Behandlung von Bedeutung.
Eine große Fibropapillomatose-Tumormasse auf einer jugendlichen grünen Meeresschildkröte. (Carol Duffy, CC BY-ND) Dies sind alles gute Nachrichten für die stark geschwächten Meeresschildkröten, die in Tier-Reha-Krankenhäusern landen. Wir haben aber noch einen weiten Weg vor uns, um betroffenen Tieren in freier Wildbahn zu helfen.
Wir hoffen jedoch, durch die fortgesetzte Erforschung der Natur und der Auslöser der Krankheit Aufschluss darüber geben zu können, warum diese natürlich vorkommende Krankheit außer Kontrolle geraten ist. Je mehr wir über Fibropapillomatose wissen - über ihre Genetik, wie sie übertragen wird, wie sie im Körper metastasiert und welche Umwelteinflüsse ihre Ausbreitung und Schwere verstärken - desto mehr können wir die Puzzleteile zusammensetzen, um eine Lösung für diese Probleme zu finden wilde Meeresschildkrötenpopulationen.
Aufgrund von Genom- und Umweltanalysen, die darauf hinweisen, dass durch den Menschen verursachte Veränderungen das Auftreten von Krankheiten bei Meeresschildkröten und anderen Wildtierarten vorantreiben, ist es nur fair, dass Menschen einige ihrer Krankheitsbehandlungen mit diesen Tieren teilen.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Jessica Alice Farrell, Doktorandin in Biologie, Universität von Florida
