Amerykańscy naukowcy odkryli, że niektórym typom raka prawie nie można zapobiec. Mutacje, które je powodują, są mniej zależne od czynników środowiskowych, a bardziej od błędów w kopiowaniu DNA podczas podziału komórek macierzystych. „Lenta.ru” bardziej szczegółowo opisuje nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science.
Rak jest wynikiem stopniowej akumulacji mutacji, które sprzyjają niekontrolowanej proliferacji komórek i tworzeniu się guzów. Co powoduje te mutacje? Istnieją czynniki zewnętrzne i wewnętrzne. Zewnętrzne to palenie, niezdrowa dieta, ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe, siedzący tryb życia. Zatem promienie słoneczne mogą uszkodzić DNA melanocytów, co prowadzi do rozwoju czerniaka. Wpływ czynników zewnętrznych może zostać osłabiony i jest to tzw. Pierwotna profilaktyka nowotworowa. Ale mutacje można dziedziczyć. Ponadto wynikają z błędów w kopiowaniu DNA podczas podziału komórki.
Wcześniej naukowcy z Johns Hopkins University sugerowali, że błędy w kopiowaniu DNA mogą być przyczyną większego prawdopodobieństwa wystąpienia raka w niektórych tkankach i narządach niż w innych. Ta hipoteza została oparta na fakcie, że w Stanach Zjednoczonych ryzyko zachorowania na raka w ciągu całego życia w niektórych typach tkanek jest silnie skorelowane z całkowitą liczbą podziałów prawidłowych komórek macierzystych w tych tkankach.
Za każdym razem, gdy komórka macierzysta dzieli się, w jej DNA występują około trzy mutacje. Oczywiście prędzej czy później zmiany wpłyną na geny związane z rakiem. Im częściej komórka się dzieli, tym większe ryzyko. Naukowcy mogą oszacować względne ryzyko powstawania nowotworów złośliwych w różnych narządach. Określenie wkładu każdego z trzech źródeł mutacji (środowiska, dziedziczenia i podziału) na raka jest trudniejsze.
U niektórych chorych na raka do rozwoju choroby wystarcza dziedziczność i podział, u innych część mutacji została odziedziczona (można je nazwać mutacjami H), inne - endogenne - pojawiły się podczas kopiowania DNA (mutacje R), a pozostałe są wynikiem czynników zewnętrznych (E -mutacja). Wszystko to znacznie komplikuje ogólny obraz, ale naukowcy wciąż znaleźli sposób na ocenę wkładu wszystkich trzech źródeł. Słusznie założyli, że mutacje R są równomiernie rozmieszczone wśród wszystkich ludzi w danym wieku. Jednocześnie czynniki dziedziczne i środowiskowe mogą się znacznie różnić i wpływać na każdą osobę w różny sposób.
Zdjęcie: Ed Uthman, MD / Wikimedia
Naukowcy przeanalizowali przypadki raka w 69 krajach, uwzględniając warunki środowiskowe, w których żyje łącznie 4,8 miliarda ludzi. Dane dotyczące choroby uzyskano z archiwów Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem (IARC). Okazało się, że dla wszystkich krajów istnieje wyraźna korelacja między liczbą podziałów komórek macierzystych a ryzykiem raka. Im starszy wiek, tym silniejsza ta korelacja.
Jak określić udział w mutacjach każdej z trzech grup czynników? Wyobraź sobie, że wszyscy ludzie na Ziemi mieli skorygowane mutacje dziedziczne i cała ludzkość została przeniesiona na planetę „B” z idealnymi warunkami środowiskowymi. Stąd na tej planecie E i H są równe zeru, a wszystkie mutacje występują z powodu błędów w kopiowaniu DNA podczas podziału komórek macierzystych. Niestety R jest zawsze większe od zera, ponieważ nie ma idealnego mechanizmu kopiowania genów. Chociaż nie wolno nam zapominać, że błędy replikacji zapewniają proces ewolucyjny, a ultraprecyzyjne kopiowanie genów wykluczałoby istnienie człowieka.
Film promocyjny:
Załóżmy, że do biosfery planety „B” został rozpylony silny mutagen, który wpłynął na wszystkie siedliska. Wszyscy ludzie byliby równie narażeni na wpływ tego czynnika przez całe życie. Załóżmy, że mutagen zwiększa tempo akumulacji mutacji somatycznych w komórkach macierzystych, w wyniku czego prawdopodobieństwo raka wzrasta 10-krotnie. Innymi słowy, 90 procent wszystkich nowotworów złośliwych powstaje w wyniku ekspozycji na środowisko i można im zapobiec, unikając kontaktu z mutagenem.
Załóżmy, że do wystąpienia raka wystarczą trzy mutacje kierowcy. W ten sposób 10 procent chorób rozwija się z powodu faktu, że wszystkie trzy mutacje są związane z błędami replikacji. Reszta jest konsekwencją różnych kombinacji mutacji E i R. Udział wszystkich mutacji R kierowcy w populacji planety „B” wyniesie 40 procent i tego wskaźnika nie da się w żaden sposób zmniejszyć.
Ten teoretyczny przykład niewiele różni się od sytuacji, która rozwinęła się w przypadku gruczolakoraka płuca. Tego typu raka można w 90% uniknąć unikając narażenia na dym tytoniowy. Nie udowodniono jednak, że predyspozycja do gruczolakoraka jest dziedziczna. Aby dowiedzieć się, jaka część mutacji kierowcy R jest odpowiedzialna za ten typ raka, naukowcy przeanalizowali wyniki badań epidemiologicznych i informacje o sekwencjach DNA. Okazało się, że ponad jedna trzecia (35 procent) mutacji związanych z rakiem jest spowodowana błędami kopiowania.
Rakowi trzustki można zapobiec tylko w 37 procentach przypadków (77 procent mutacji R, 18 procent mutacji E). Nowotwory głowy, prostaty i kości są najczęściej spowodowane mutacjami somatycznymi kierowcy i prawie niemożliwe jest im zapobieganie poprzez zmianę stylu życia, w przeciwieństwie do raka płuc, skóry lub przełyku. Ogólnie szacuje się, że 42 procent wszystkich nowotworów można uniknąć, eliminując wpływy środowiska.
W wyniku starzenia się populacji rak staje się główną przyczyną zgonów na świecie. Według ekspertów profilaktyka pierwotna to najlepszy sposób na zmniejszenie śmiertelności. Jednak nie wszystkie typy nowotworów złośliwych można chronić, minimalizując negatywny wpływ czynników zewnętrznych. W takim przypadku konieczna jest profilaktyka wtórna, czyli wczesna interwencja medyczna.
Alexander Enikeev
