Направи дарение на училище!

Младият учен Людмил Александров и неговият екип съставиха подробна геномна карта на мутациите и епигенетичните промени, свързани с тютюнопушенето, сред 17 вида тумори.

Изследователи разкриха вероятно причинени от тютюнопушене модели на геномни мутации и ДНК-метилиране при 17 вида тумори. На 3 ноември в Science беше публикувано задълбочено проучване на изследователи от Националната лаборатория в Лос Аламос, Ню Мексико, Wellcome Trust Sanger Institute и техни колеги относно мутациите, вероятно причинени от канцерогени в тютюневия дим. Трудът отваря прозорец към разбирането на механизмите, чрез които тютюневият дим предизвиква мутациите, които могат да доведат до рак на тъкани, пряко или косвено изложени на него.

„Никога не е правено сравнение с такъв широк обхват на мутациите на ракови заболявания, възникващи при пушачи и непушачи, при което да се използва геномно секвениране“ – заяви пред The Scientist Герд Пфайфър от Van Andel Research Institute в Мичиган, като той не е участвал в работата.

“Това изследване подчертава колко важна е превенцията на раковите заболявания, свързани с тютюна, и колко много все още не знаем по отношение на подробностите за това как той причинява рак” – каза Стив Роузен от Duke-NUS Center for Computational Biology в Сингапур, който също не е включен в изследването.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Людмил Александров от Националната лаборатория в Лос Аламос, заедно с Майкъл Стрейтън от Wellcome Trust и техните колеги, използва цялата геномна последователност на 610 туморни образувания и тази на екзоните на още 4 633 тумора, общо покриващи 17 вида рак, свързан с тютюнопушенето. Учените изследвали всеки тумор като смесица от различни геномни мутационни сигнатури, идентифицирани в предишно изследване, което обхваща повече видове тумори. От всички 5 243 тумора, които учените изследвали в предишното изследване, 2 490 са при пушачи и 1 063 при хора, които никога не са пушили.

“Хипотезата е, че химикалите в тютюна пряко увреждат ДНК на тъкани като белия дроб, които са директно изложени на тютюневия дим. Но не се знае как димът увеличава риска от рак при другите тъкани, които не са директно изложени на него, като пикочния мехур и бъбреците” – казва Александров пред The Scientist. “Искахме да разбрем механизмите, по които тютюнът увеличава риска от рак. ”

Изследователите показват, че видовете тумори с най-висок риск от развитие на рак при пациенти, които пушат средно повече от 30 цигари на ден, са тези, които се срещат в тъкани, директно изложени на тютюнев дим (дребноклетъчен белодробен карцином, плоскоклетъчен рак на белия дроб и белодробен аденокарцином). Пресмятайки броя на мутациите, наблюдавани в проби от белодробната тъкан, учените установяват, че в дадена белодробна клетка при индивиди, които пушат по пакет цигари на ден за една година, възникват приблизително 150 мутации.

Екипът открива също и характерна мутационна сигнатура при тумори на белия дроб и ларинкса при пушачи. Приема се, че тази промяна на гуанин към тимин в базовата двойка, възниква като резултат от ДНК адукти с гуанин и до сега е показана като мутационна сигнатура, която възниква в клетките, изложени на известен канцероген в тютюна.

При тъканите, косвено изложени на тютюнев дим, ситуацията е още по-заплетена.

Изследователите откриват сложен мутационен модел, обхващащ всички прегледани видове рак. Този мутационен модел, свързан със стареенето на клетките, е открит при тумори на пушачи и непушачи, но е по-често срещан сред пушачите. “Мислим, че това, което се наблюдава в този случай, е, че тютюневият дим дерегулира молекулярния часовник, а това повишава скоростта, с която се натрупват мутациите” – обяснява Александров. Все още не е ясно как възникват тези мутации.

“Тъканите, директно изложени на тютюна, изглеждат различно от онези, които са косвено изложени” – казва Роузен. “Индиректно изложените са по-загадъчни, като се има предвид, че наистина не знаем механизмите, по които възникват тумори в тези тъкани. ”

Като изследват различни модели на ДНК метилиране в кръвните клетки на пушачи, сравнени с непушачи, в настоящето проучване изследователите наблюдават сходни модели на метилиране и при двете групи.

Няколко тъкани, в които се развиват раковите образувания, асоциирани с пушенето, са свързани с метаболизма и филтрирането на отпадъци, като стомах, черен дроб, бъбреци и пикочен мехур. “Тези тъкани не срещат директно тютюневия дим, така че тютюнът по-скоро действа чрез посредник” – казва Александров за The Scientist.

“Мислехме, че това изследване ще потвърди предишните резултати по отношение на пушенето и ДНК-мутациите, причиняващи рак” – продължава той. “Но открихме няколко нови механизма, които ни показват, че има още много, което не знаем.”

Пфайфър смята, че този подход сега трябва да се използва за изучаване на корените на други видове рак, за които канцерогенът е неизвестен. “Можем да използваме мутационните сигнатури, за да ни насочат за типа мутаген, който причинява мутациите”- твърди той.

Александров, Стрейтън и колеги вече планират да приложат същата технология за разкриване на мутационните модели и потенциалните механизми зад други фактори, като наднормено тегло и хормонални промени, които повишават риска от някои ракови заболявания. “Знаем, че тютюнът причинява рак и разкрихме серия потенциални механизми. Но има множество други фактори, които причиняват рак, и все още нямаме никаква идея за механизмите, които стоят зад тях” – казва Александров.

Л. Б. Александров и др., “Mutational signatures associated with tobacco smoking in human cancer,” Science, doi:10.1126/science.aag0299, 2016.

Превод: Йоанна Николова

Източник: The Scientist

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!