Почему большинство курильщиков не заболевают раком легких?
Курение является основной причиной рака легких, однако лишь у меньшинства курильщиков развивается эта болезнь. Результаты исследования, полученные учеными из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (США) и опубликованные в журнале Nature Genetics, дают основание полагать, что у некоторых людей могут быть надежные механизмы, защищающие от рака легких путем ограничения количества мутаций. Новые данные помогут выявить курильщиков, подверженных повышенному риску заболевания и нуждающихся в особенно тщательном наблюдении.
«Полученные результаты могут стать важным шагом на пути к профилактике и раннему выявлению риска рака легких и отказу от нынешних геркулесовых усилий, затрачиваемых на борьбу с этой болезнью на поздней стадии, на которую приходится большая часть расходов на лечение и страданий пациентов», — сказал доктор Саймон Спивак, один из со-авторов исследования, профессор медицины, эпидемиологии, здоровья населения и генетики в Медицинском колледже Эйнштейна и пульмонолог в системе здравоохранения Монтефиоре.
Изучения клеточных мутаций по-новому
Долгое время считалось, что курение приводит к раку легких, вызывая мутации ДНК в нормальных клетках органа. «Но до нашего исследования эта гипотеза не имела научного подтверждения, поскольку не существовало способа точного количественного определения мутаций в нормальных клетках», — сказал Ян Вийг, соавтор исследования, профессор и заведующий кафедрой молекулярной генетики в Медицинском колледже Эйнштейна (а также в Центре одноклеточных «омик» Медицинской школы Университета Цзяотун в Шанхае, Китай). Доктор Вийг сумел преодолеть это препятствие несколько лет назад, разработав усовершенствованный метод секвенирования целых геномов отдельных клеток.
Методы секвенирования целых геномов отдельных клеток могут приводить к ошибкам, которые трудно отличить от истинных мутаций, что является серьезным недостатком при анализе клеток, содержащих редкие и случайные мутации. Доктор Вийг решил эту проблему, разработав новый метод секвенирования, называемый амплификация с множественным смещением одиночной клетки (single-cell multiple displacement amplification – SCMDA). Как сообщалось в Nature Methods в 2017 году, этот метод учитывает и уменьшает ошибки секвенирования.
Исследователи Медицинского колледжа Эйнштейна использовали метод SCMDA для сравнения мутационного ландшафта нормальных эпителиальных клеток легких (то есть клеток, выстилающих легкие) у двух типов людей: у 14 никогда не куривших человек в возрасте от 11 до 86 лет и 19 курильщиков в возрасте от 44 до 81 года, выкуривших максимум 116 пачек/лет. (Один пачка/год курения равен 1 пачке сигарет, выкуриваемой в день в течение одного года.) Клетки были собраны у пациентов, которым проводили бронхоскопию для диагностических тестов, не связанных с раком. «Эти клетки легких живут годами, даже десятилетиями и, поэтому могут накапливать мутации, как из-за возраста, так и из-за курения, — сказал доктор Спивак. – Из всех типов клеток легких эти чаще всего становятся злокачественными».
Мутации, вызванные курением
Исследователи обнаружили, что мутации (однонуклеотидные варианты и небольшие вставки и делеции) накапливаются в клетках легких некурящих по мере их старения, и что в клетках легких курильщиков было обнаружено значительно больше мутаций. «Экспериментально подтверждает, что курение увеличивает риск рака легких за счет увеличения частоты мутаций, как и предполагалось ранее, — сказал доктор Спивак. – Это, вероятно, одна из причин, почему так мало некурящих людей заболевает раком легких, в то время как от 10% до 20% человек, курящих всю жизнь, становятся жертвами этого заболевания».
Еще один вывод из исследования: количество клеточных мутаций, обнаруженных в клетках легких, увеличивалось прямолинейно с количеством пачек/лет курения — и, предположительно, также увеличивался риск рака легких. Но что интересно, рост числа клеточных мутаций остановился после 23 пачек/лет.
«У самых заядлых курильщиков не было самого высокого бремени мутаций, — сказал доктор Спивак. – Наши данные свидетельствуют о том, что эти люди, возможно, живут так долго, несмотря на их активное курение, потому что им удалось подавить дальнейшее накопление мутаций. Это нивелирование мутаций может быть связано с тем, что у них есть очень эффективные системы для восстановления повреждений ДНК или детоксикации сигаретного дыма».
Это открытие привело ученых к новому направлению исследований. «Теперь мы хотим разработать новые тесты, которые могут измерить способность человека к восстановлению ДНК или детоксикации, что могло бы дать нам новый способ оценки риска развития рака легких», — сказал доктор Вийг.
Оригинал новости можно прочитать здесь
