Вперше науковці визначили, скільки мутацій в нашому геномі спричиняє куріння. Виявилося: у того, хто скурює пачку цигарок щодня, лише в клітинах легень відбувається 150 додаткових мутацій щороку. В інших органах – дещо менше. Тютюновий дим збільшує кількість мутацій як через прямі ушкодження ДНК, так і внаслідок непрямих упливів, повідомляють науковці в журналі Science.
Кількість мутацій, які прямо, чи опосередковано спричиняє куріння у різних органах. Зображення: Genome Research Limited.
Курити – некорисно, це можна стверджувати з певністю. Інгредієнти цигаркового диму роблять людину вразливою до інфекцій, шкодять судинам і негативно впливають на мозок. Окрім того, сигарети вважають фактором ризику в розвитку 17 різних онкологічних захворювань, передусім це стосується раку легень. Поміж семи тисяч різних хімікатів у тютюновому димі є принаймні 70 відомих канцерогенів.
Проблема полягає в тому, що ці речовини спричиняють мутації в геномі, і це своєю чергою може викликати рак. «Геном кожної пухлини надає нам своєрідні археологічні свідчення про те, яке генетичне навантаження може призвести до виродження клітин», – пояснює Майк Стратон (Mike Stratton) з Інституту імені Сенгера (Wellcome Trust Sanger Institute) у Кембриджі.
Аби з’ясувати роль куріння при виникненні раку, Стратон з колегами проаналізували геном 5 200 пухлин різних видів. При цьому порівнювали кількість і види мутацій курців та некурців.
Результат: існує типова схема мутації ракових клітин у курців. Адже чим більше сигарет скурював пацієнт, тим більше патологічних змін виявляли науковці в геномі ракових клітин. Загалом учені знайшли понад 20 мутаційних схем, типових для курців. «Це надає нам нові знання про те, як тютюновий дим призводить до виникнення раку», – сказав Людміл Александров (Ludmil Alexandrov) з Лос-Аламоської національної лабораторії.
Особливо сильним був ефект споживання тютюну на розвиток раку легень: якщо людина в день скурювала пачку цигарок, то тільки в клітинах її легень виникало близько 150 додаткових мутацій щороку. «Це пояснює, чому курці мають значно вищий ризик захворіти на рак легень», – каже Александров.
Але й при інших видах онкології накопичуються мутації. Зокрема в клітинах гортані курців вченим вдалося виявити 97 додаткових мутацій, у горлі – 39, в роті – 23, в сечовому міхурі – 18, в печінці – 6.
Тобто, вплив куріння на людський геном виявився значно складнішим, ніж дотепер припускали. «Результати розкривають різноманіття прямих й опосередкованих ефектів», – інформує співавтор Девід Філіпс (David Phillips) з Королівського коледжу в Лондоні.
Складники тютюнового диму, згідно з результатами розвідки, впливають на клітини й геном принаймні п’ятьма способами. «Мутації внаслідок прямого пошкодження ДНК відбуваються переважно в органах, залучених до процесу вдихання диму», – пояснює Філіпс. Прикладом цього є рак легеневих клітин, що вироджуються в результаті мутацій.
В інших органах куріння дає про себе знати менше. Спочатку воно впливає на ключові механізми, які вже потім збільшують частоту мутацій у геномі. Цікаво, що змінені під впливом навколишнього середовища епігенетичні механізми в ДНК на куріння, здається, не реагують.
«Раніше ми мали лише епідеміологічні докази взаємовпливу куріння та раку. Зараз можемо спостерігати та визначати, які молекулярні зміни в геномі спричиняють сигарети», – розповів Александров. Зрозумівши, як з’являється рак у курців та некурців, у майбутньому можна буде ефективніше запобігати недузі.
Rauchen: Eine Packung täglich = 150 Mutationen pro Jahr
AAAS/ Wellcome Trust Sanger Institute/ Los Alamos National Laboratory, 04/11/2016
Зреферувала Соломія Кривенко
06.11.2016