«Груповий портрет» мутацій. що виникають через тютюнопаління в легких, відрізняється від мутаційного портрета в клітинах печінки і нирок.
Ми постійно чуємо про те, що куріння підвищує ймовірність раку легень. Будь-який рак виникає через генетичні мутації, які запускають безконтрольний клітинний поділ, в результаті чого клітини розростаються в пухлину.
В експериментах з живими клітинами, обробленими речовинами з тютюнового диму, дійсно можна побачити, як в ДНК з'являється характерний мутаційний слід. Однак видів раку існує досить багато, а в ракових клітинах можна знайти масу найрізноманітніших мутацій; крім того, буває, що ті пухлини, які асоціюються з курінням, виникають і у некурців. Іншими словами, тут давно вже було потрібно якось систематизувати мутаційну картину, якомога докладніше з'ясувавши, як відрізнити тютюнові мутації від звичайних і коли в злоякісній пухлині варто звинувачувати саме пристрасть до тютюну.
Саме таку роботу виконали Майкл Страттон (Michael R. Stratton) з Інституту Сенгера і його колеги з декількох наукових центрів Великобританії, США Японії, Італії та Бельгії: вони порівняли мутаційні «портрети» більш ніж п'яти тисяч зразків пухлин, частину яких взяли у курців, частину - у тих, хто ніколи не курив.
Серед проаналізованих пухлинних зразків можна було знайти сімнадцять видів раку, які на сьогоднішній день вважаються тією чи іншою мірою пов'язаними з тютюнопалінням. Зрозуміло, від тютюнового диму в першу чергу страждають ті органи, які безпосередньо мають з ним справу - тобто легкі, бронхи, горлянка. Пацієнти, у яких брали зразки пухлин, курили різною мірою, і, як і слід було очікувати, інтенсивність шкідливої звички дуже наочно відповідала певним видам пухлин: дрібноклітинний і плоскоклітинний раки легких і легкова аденокарцинома (найбільш поширені «тютюнові» види раку) найчастіше виникали у тих, хто викурював по 30 сигарет на день. У клітинах легких таких курців можна було знайти близько 150 мутацій - їхні молекулярні особливості вказували на те, що вони з'явилися саме через речовини з тютюнового диму.
Однак дослідників цікавили не тільки пухлини дихальних шляхів. Справа в тому, що куріння, як вважається, може підвищувати ймовірність і інших видів раку, що виникають не в легких і гортані, а, наприклад, в нирках, сечовому міхурі, печінці. І ось у таких випадках мутаційна картина виявилася досить непростою.
Загалом усе виглядало так, ніби тютюновий дим виводить з ладу механізм клітинних молекулярних годинників, що відміряють вік клітини. Мутації, які б'ють по годинах, знайшлися як в пухлинах некурців людей, так і в пухлинах курців, але у курців вони проявлялися сильніше (рак часто виникає саме в старих клітинах, які вже не можуть, що називається, стежити за собою і належним чином доглядати за своєю ДНК). Однак як саме в органах, далеких від легких, виникають такі ДНК-дефекти, поки не цілком ясно.
Можна помітити, що «нелізаційні» раки, пов'язані з курінням, розвиваються в органах, пов'язаних з обміном речовин і утилізацією біохімічного сміття - можливо, що горезвісні тютюнові канцерогени дотягуються сюди через якихось метаболічних посередників.
Крім генетичних мутацій, автори роботи спробували також проаналізувати і епігенетичні зміни. Нагадаємо, що під епігенетичною регуляцією передбачають довготривалі зміни в активності генів, які не пов'язані з самим генетичним «текстом» - тобто з послідовністю нуклеотидів в ДНК, - але які накладаються як би поверх нього.
Найвідоміші приклади епігенетичної регуляції - особливі хімічні мітки, що приєднуються або прямо до ДНК (підкреслимо, що самі нуклеотиди, самі генетичні літери залишаються незмінними), або до обслуговуючих її білків-гістонів; через такі хімічні мітки гени змінюють активність і починають працювати сильніше або слабкіше.
У вересні в журналі Circulation: Cardiovascular Genetics вийшла стаття, в якій говорилося, що куріння супроводжується масштабними епігенетичними змінами, що охоплюють понад 7 000 генів. Однак зараз Майкл Страттон і його колеги на сторінках Science стверджують, що, якщо судити з епігенетики клітин крові, то ніяких особливих відмінностей між курцями і некурящими онкохворими немає.
Загалом головний результат роботи опинився в тому, що мутаційний «підпис», який тютюнопаління залишає в нашій ДНК, має свої особливості залежно від того, який орган ми розглядаємо. «Груповий портрет» ДНК-дефектів у клітинах, що безпосередньо стикаються з тютюновим димом, буде відрізнятися від мутаційного портрета в тих тканинах, на які тютюнові канцерогени діють опосередковано.
Хоча в перспективі ще належить з'ясувати, як такі «тютюнові мутації» виникають в печінці, нирках і т. д., сам по собі подібний підхід, що дозволяє з'ясувати мутагенний вплив того чи іншого фактора, може виявитися досить продуктивний - особливо в тих випадках, коли про характерні мутації нам мало що відомо. До речі кажучи, в найближчому майбутньому автори роботи збираються таким же чином пошукати мутаційні «містки», що пов'язують ожиріння і ті види раку, які, згідно з цілою низкою спостережень, особливо часто виникають якраз у людей з надмірною вагою.
За матеріалами The Scientist.