RADIOAKTIVNI PSI? Generacijama lutaju černobiljskom Zonom isključenja - šta od njih možemo da nučimo?

Oni su generacijama živeli i rasli se u zoni isključenja Černobiljske nuklearne elektrane — a naučnici samatraju da njihova DNK može da unapredi naše znanje o efektima radijacije.

Pretpostavljalo se da su psi potomci onih koji su napušteni nakon razorne eksplozije koja se desila u elektrani 26. aprila 1986. godine. U roku od 36 sati, sovjetske vlasti su evakuisale 350.000 stanovnika Pripjata, grada udaljenog oko 3 kilometra od elektrane. Ljudi su bili primorani da ostave svoje voljene ljubimce po koje se nikada nisu vratili jer je zona od dva i po kvadratna kilometra proglašena Zonom isključenja.

Muso, evolucioni biolog sa Univerziteta Južne Karoline, partner tima američkog neprofitnog fonda Čista budućnost, otputovao je u Ukrajinu da uspostavi program sterilizacije/kastracije i vakcinacije životinja. Musoov dolazak je imao komponentu istraživanja: prikupljanje uzoraka krvi i tkiva za analizu DNK. On je radio na studijama o divljim životinjama u Černobilju od 2000. godine. Ali ovaj projekat bila je živa laboratorija za lov na genetske mutacije kod velikog broja životinja izazvane radijacijom.

I Elejn Ostrander, koja vodi projekat genoma pasa u Nacionalnom institutu za istraživanje ljudskog genoma, došla je s njim da sekvencira uzorke DNK. U njihovoj nedavnoj publikaciji u časopisu Science Advances opisana je genetska strukturu 302 psa lutalice mešovitih rasa i dešifrovan je njihove pedigree. U studiji je identifikovano 15 različitih porodica.

Izvor: MIKE HETTWER

Ovi rezultati pružaju preliminarne, osnovne podatke za višegodišnji projekat tokom kog će se istraživati kako je hronična izloženost zračenju uticala na genetiku pasa. Muso i Ostranderova su shvatili da je prvi korak razumevanje populacije jer nivoi radijacije variraju. Muso je u istraživanje uključila područje na kom je svaki pas uhvaćen kada su mu uzeti uzorci krvi.

Ovi černobilski psi su vredni za nauku jer su živeli i evoluirali u izolaciji tokom 15 generacija od katastrofe. Umiru mladi, sa tri ili četiri godine; 10 do 12 teže oko 34 kilograma. Ostranderova pretpostavlja da "šta god da se dogodilo u genomu što je omogućilo ovim psima da prežive u ovom veoma neprijateljskom okruženju, su verovatno mutacije važnih gena koji rade prilično važne stvari."

Identifikovanjem porodica mogu naučnici mogu da traže razlike između potomaka i roditelja. Mutacije - ili potencijal za mutacije - mogle bi da se prenesu od predaka koji su preživeli eksploziju 1986. godine.

Istraživači kažu da straživanje ima potencijal da transformiše znanje o efektima radijacije na sisare, uključujući ljude.

"Na kraju, želimo da znamo šta se dogodilo sa genomskom DNK koja je omogućila [psima] da žive, razmnožavaju se i prežive u radioaktivnom okruženju", kaže Ostranderova.

Psi napušteni u ozračenom pejzažu

Černobilska katastrofa oslobodila je 400 puta više radioaktivnog materijala u atmosferu nego atomska bomba bačena na Hirošimu, koji je nošen vetrom.

Sada, 37 godina nakon nesreće, većina radijacije dolazi od cezijuma i stroncijuma, ali i drugih radionuklidia, kao što su plutonijum i uranijum, takođe se nalaze u zemljištu. Radioaktivne čestice emituju energiju dovoljno moćnu da otrgnu elektrone iz molekula unutar ćelija. Ovo može da prekine hemijske veze u DNK, što može izazvati mutacije. Ćelije imaju mehanizme za popravku oštećenja, ali mutacije mogu da izazovu rak, skrate životni vek i naruše plodnost.

Izvor: MIKE HETTWER

U knjizi Černobiljska molitva, koja je dobila Nobelovu nagradu, rekonstruisani su zastrašujući prvi dani katastrofe kroz, uključujući traume koje ljudi preživljavali jer su morali da napuste svoje ljubimce. "Porodice slomljenog srca kačile su poruke na vrata: Ne ubijajte našu Žulku. Ona je dobar pas." Jedna osoba se sećala "pasa koji su zavijali, pokušavajući da uđu u autobuse. Vojnici su ih odgurivali i šutirali. Oni su godinama trčali za autobusima."

Ubrzo su u zonu radijacije stigli vojni odredi. Ubijali su pse da bi ograničili širenje radioaktivne kontaminacije i bolesti. Neki su izmicali svojim dželatima, skrivajući se u šumama oko fabrike i u blizini Pripjata.

Izgradnja nove bezbedne zatvorene strukture iznad oštećenog reaktora započeta je 2010. godine. U to područje stiglo je hiljade radnika. Otprilike istovremeno, Černobilj je postao popularna destinacija za "mračni turizam". Psi su onda migrirali u te krajeve i ljudi su ih hranili. Kako je njihov broj brzo rastao, zabrinutost zbog pojave besnila je postajala je sve veća.

Ljudi iz Fonda za čistu budućnost, osnovanog 2016. godine da pruži podršku i zdravstvenu zaštitu zajednicama pogođenim katastrofama, shvatili su da je i psima potrebna pomoć. Kada je Uprava zone isključenja dala dozvolu za pružanje veterinarske nege i kontrole populacije pasa, veterinarski tim Fonda je uspostavio improvizovanu bolnicu u jednoj od starih zgrada. Muso je tu postavio svoju laboratoriju i pridružio se veterinarima tokom procedura.

Na zemlji u Černobilju

Dženifer Bec, veterinarka koja sada vodi ovaj program, opisala je proces. "Mi hvatamo pse, sterilišemo ih/kastriramo, vakcinišemo, mikročipujemo, označavamo... a Tim im stavlja dozimetre u ušne markice. Onda ih puštamo kako bi mogli da žive što srećnije i zdravije. Tim im takođe pruža potrebnu medicinsku negu.

Ovi psi ne mogu da se sklone iz zone, kaže ona, "zato što mogu da nose značajne količine radioaktivnih zagađivača, bilo u krznu ili u kostima."

Međutim, desio se jedan izuzetak. Tokom 2018. godine, 36 štenaca čije su majke umrle, dobilo je specijalnu dozvolu Uprave Zone isključenja da budu sklonjeni kako bi ih spasili. Drugačije ne bi preživeli. Dekontaminirani su, nakon čega su ih usvojile porodice iz Sjedinjenih Država i Kanade. Bili su izloženi zračenju u materici i tri do četiri nedelje pre nego što su spašeni. Tim će pratiti ove pse do kraja života, prateći tumore, limfome ili druge zdravstvene probleme.

Istraživači ponekad pronalaze dozimetre koji se nose mesecima ili godinama, koji otkrivaju potpunu izloženost. Psi koji žive oko reaktora podnose radijaciju koja je hiljade — ili desetine hiljada puta — viša od normalnih nivoa, kaže Erik Kambarian, suosnivač i predsednik Fonda za čistu budućnost.

Identifikacija preživelih pasa za mapiranje genetskih mutacija

Ostranderova je identifikovala dve različite populacije pasa, sa iznenađujuće individualnom genetikom i malim protokom gena između njih. Otprilike polovina živi u blizini visoko radioaktivne elektrane, uključujući tri porodice koje žive u nekadašnjem skladištu nuklearnog goriva. Druga grupa luta manje kontaminiranim Černobiljem, koji je udaljen oko 14 kilometara u kom žive radnici. Pregršt uzoraka došao je od pasa iz 45 kilometara udaljenog Slavutiča.

Ostranderova nije samo sekvencirala genome pasa, već je identifikovala i njihove rase, što joj omogućava da uporedi genetiku ovih pasa sa genetikom sličnih pasa koji žive u drugim, neozračenim područjima. Obe populacije su nosile DNK nemačkih ovčara i drugih istočnoevropskih rasa ovčara. Čini se da su se psi iz grada Černobilja parili sa psima radnika, preuzimajući tako gene boksera i rotvajlera.

Izvor: MIKE HETTWER

To je prva takva studija urađena na velikim sisarima u Černobilju, napominje Andrea Bonisoli-Alkuati, biolog sa Državnog politehničkog univerziteta Kalifornije, Pomona, koji radi u Černobilju, ali nije bio uključen u ovu studiju. On dodaje da pruža važne genetske alate i metode za proučavanje velikih populacija - i fundamentalno znanje o tome kako se genetske mutacije odnose na bolesti, posebno kod kičmenjaka.

Sledeći koraci su da se sagledaju koji su se delovi genoma promenili u poslednjih 37 godina, kaže Muso. Tim se nada da će odgovoriti na mnoga pitanja. Šta mora da se desi da bi se štenci rodili živi i da bi mogli da odrastu? Da li se geni koji su se promenili poklapaju sa onim što znamo o efektima zračenja? on pita. Da li postoje promene u genima uključenim u popravku DNK, metabolizam, starenje - ili novi odgovori koji su omogućili psima da prežive? Na kojim nivoima se javlja značajna šteta?

Nadamo se da će nam ovi psi - i ovo istraživanje - pomoći da bolje razumemo rizike povezane sa izlaganjem radijaciji.