science >> Wetenschap >  >> anders

Kwaadaardige kanker voor het eerst gediagnosticeerd bij een dinosaurus

De belangrijkste tumormassa bevindt zich aan de bovenkant van het bot, en is te zien op de 3D-reconstructie in geel; rood grijs is het normale bot en rood geeft de medullaire holte aan. Credit:Centrosaurus-diagram door Danielle Dufault. Met dank aan Royal Ontario Museum.© Royal Ontario Museum/McMaster University

Een samenwerking onder leiding van het Royal Ontario Museum (ROM) en McMaster University heeft geleid tot de ontdekking en diagnose van een agressieve kwaadaardige botkanker - een osteosarcoom - voor de eerste keer ooit in een dinosaurus. Geen enkele kwaadaardige kanker (tumoren die zich door het lichaam kunnen verspreiden en ernstige gevolgen voor de gezondheid hebben) is ooit eerder gedocumenteerd bij dinosauriërs. Het artikel werd op 3 augustus gepubliceerd in het prestigieuze medische tijdschrift The Lancet Oncologie .

Het kankerachtige bot in kwestie is de fibula (bot van het onderbeen) van Centrosaurus apertus , een gehoornde dinosaurus die 76 tot 77 miljoen jaar geleden leefde. Oorspronkelijk ontdekt in Dinosaur Provincial Park in Alberta in 1989, het slecht misvormde uiteinde van het fossiel werd oorspronkelijk beschouwd als een genezende breuk. Gezien de ongebruikelijke eigenschappen van het bot tijdens een reis naar het Royal Tyrrell Museum in 2017, Dr. David Evans, James en Louise Temerty bijzonder leerstoel voor paleontologie van gewervelde dieren van de ROM, en Drs. Mark Crowther, Hoogleraar Pathologie en Moleculaire Geneeskunde, en Snezana Popovic, een osteopatholoog, beide aan de McMaster University, besloten om het verder te onderzoeken met behulp van moderne medische technieken. Ze stelden een team samen van multidisciplinaire specialisten en medische professionals uit onder meer pathologie, radiologie, orthopedische chirurgie, en paleopathologie. Het team evalueerde het bot opnieuw en benaderde de diagnose op dezelfde manier als hoe deze zou worden benaderd voor de diagnose van een onbekende tumor bij een menselijke patiënt.

"Diagnose van agressieve kanker zoals deze bij dinosauriërs is ongrijpbaar geweest en vereist medische expertise en meerdere analyseniveaus om goed te kunnen identificeren, " zegt Crowther, die ook donateur van de Koninklijke Patrons Cirkel is en vrijwilliger bij de ROM. "Hier, we tonen de onmiskenbare signatuur van geavanceerde botkanker bij de 76 miljoen jaar oude gehoornde dinosaurus - de eerste in zijn soort. Het is erg spannend."

Vergelijking tussen dunne delen van het kankerachtige scheenbeen (links) en normaal scheenbeen van de gehoornde dinosaurus Centrosaurus apertus. De fossielen werden dun gesneden om de botmicrostructuur te vergelijken en het osteosarcoom correct te diagnosticeren. Krediet:Royal Ontario Museum.© Royal Ontario Museum/McMaster University

Na zorgvuldig onderzoek, documenteren, en het bot werpen, het team voerde computertomografie (CT) -scans met hoge resolutie uit. Vervolgens sneden ze het fossiele bot in dunne plakjes en onderzochten het onder een microscoop om het op bot-cellulair niveau te beoordelen. Krachtige driedimensionale CT-reconstructietools werden gebruikt om de progressie van de kanker door het bot te visualiseren. Met behulp van dit rigoureuze proces, de onderzoekers kwamen tot de diagnose osteosarcoom.

Om deze diagnose te bevestigen, ze vergeleken het fossiel vervolgens met een normale fibula van een dinosaurus van dezelfde soort, evenals aan een menselijke fibula met een bevestigd geval van osteosarcoom. Het fossiele exemplaar is van een volwassen dinosaurus met een vergevorderd stadium van kanker die mogelijk andere lichaamssystemen is binnengedrongen. Toch werd het gevonden in een enorm bottenbed, wat suggereert dat het stierf als onderdeel van een grote kudde van Centrosaurus getroffen door een overstroming.

"Het scheenbeen vertoont agressieve kanker in een vergevorderd stadium. De kanker zou verlammende effecten op het individu hebben gehad en het erg kwetsbaar maken voor de formidabele tyrannosaurus-roofdieren van die tijd, " zegt Evans, een expert op het gebied van deze gehoornde dinosaurussen. "Het feit dat deze plantenetende dinosaurus in een grote, beschermende kudde heeft het misschien mogelijk gemaakt om langer te overleven dan normaal met zo'n verwoestende ziekte."

Deze 3D-animatie, gereconstrueerd op basis van hoge resolutie X-ray computertomografie (HRXCT) scans, toont de belangrijkste tumormassa (geel) aan de bovenkant van de fibula, evenals de progressie van de tumor naar het andere uiteinde van het bot. De kwaadaardige tumor is geel; het normale bot is grijs, en rood bakent de medullaire holte af. Krediet:Royal Ontario Museum.© Royal Ontario Museum/McMaster University

Osteosarcoom is een botkanker die meestal optreedt in het tweede of derde decennium van het leven. Het is een overgroei van ongeorganiseerd bot dat zich snel verspreidt, zowel door het bot waarin het ontstaat als naar andere organen, waaronder de meest voorkomende, de long. Het is hetzelfde type kanker dat de Canadese atleet Terry Fox trof en leidde tot de gedeeltelijke amputatie van zijn rechterbeen voorafgaand aan Fox' heroïsche Marathon of Hope in 1980.

"Het is zowel fascinerend als inspirerend om een ​​vergelijkbare multidisciplinaire inspanning te zien die we gebruiken bij het diagnosticeren en behandelen van osteosarcoom bij onze patiënten, wat leidt tot de eerste diagnose van osteosarcoom bij een dinosaurus, " zegt Seper Ekhtiari, een orthopedische chirurg aan de McMaster University. "Deze ontdekking herinnert ons aan de gemeenschappelijke biologische banden in het dierenrijk en versterkt de theorie dat osteosarcoom de neiging heeft botten aan te tasten wanneer en waar ze het snelst groeien."

Deze studie heeft tot doel een nieuwe standaard vast te stellen voor de diagnose van onduidelijke ziekten in fossielen van dinosauriërs en opent de deur naar preciezere en zekerdere diagnoses. Door verbanden te leggen tussen ziekten bij de mens en ziekten uit het verleden, kunnen wetenschappers de evolutie en de genetica van verschillende ziekten beter begrijpen. Bewijzen van vele andere ziekten die we delen met dinosaurussen en andere uitgestorven dieren bevinden zich misschien nog in museumcollecties die opnieuw moeten worden onderzocht met behulp van moderne analytische technieken.