Ученые из Онкологического центра имени Сидни Киммеля при Больнице Джона Хопкинса (США) обнаружили, что сигаретный дым вызывает так называемые эпигенетические изменения в клетках легких, соответствующие самым ранним стадиям развития рака. На этом этапе развитие болезни еще можно предотвратить, если вовремя отказаться от табака и применить специальное лечение.
Эпигенетические процессы - это, по сути, переключатели, которые контролируют уровень выработки того или иного белка, но без внесения изменений в основную структуру ДНК. Одним из примеров такого эпигенетического изменения является метилирование - когда клетки добавляют крошечные метильные химические группы в начальную область ДНК гена, часто заставляя его "замолчать".
- Наше исследование предполагает, что эпигенетические изменения в клетках, обработанных сигаретным дымом, повышают их чувствительность к генетическим мутациям, которые, как известно, вызывают рак легких, - говорит доктор медицины Стивен Бейлин.
Главный вопрос состоял в том, когда эпигенетические изменения становятся фатальными. Чтобы проверить это, ученые начали исследования с клетками бронхов, выращенных в лабораторных условиях. Каждый день в течение 15 месяцев они окунали клетки в жидкий аналог сигаретного дыма, доза была сопоставима с выкуриванием от одной до двух пачек сигарет в сутки.
Ученые зафиксировали молекулярные и генетические изменения в клетках, подверженных воздействию дыма в течение 10-15 месяцев, что сопоставимо с 20-30 годами курения, и сравнили изменения с тканью, которая не обрабатывалась ядовитой жидкостью.
Между 10 днями и тремя месяцами отравленные клетки имели двукратное увеличение количества фермента EZH2, который ослабевает экспрессию генов, что предшествует аномальному метилированию ДНК. Затем был зафиксирован резкий рост белка DNMT1, который поддерживает в "стартовом" положении метилирование ДНК множества генов, подавляющих опухоли. Когда эти гены "замолкают", устраняется барьер, который в противном случае мог бы остановить клетки от неуправляемого деления.
По истечении шести месяцев количество EZH2 и DNMT1 в клетках, подверженных воздействию дыма, снизилось, но их влияние наблюдалось и через 10-15 месяцев, когда ученые обнаружили снижение экспрессии сотен генов, многие из которых являются ключевыми блокаторами опухолей.
Ученые также обнаружили, что время эпигенетических и генетических изменений может быть ключевым для развития рака легких. Они проверили это, вставив мутации в ген KRAS (он является одним из известных "виновников" рака легких) клеток, подвергшихся воздействию конденсата сигаретного дыма в течение шести месяцев, а также в те, которые обрабатывались в течение 15 месяцев. Выяснилось, что перерождение клеток в раковые произошло только во втором случае.
Это означает, что курильщики могут избежать рака легких, если как можно раньше откажутся от вредной привычки. Также людям с более высоким риском развития онкологии можно принимать деметилирующие препараты, но они пока только проходят клинические испытания.