Результаты показывают, что никогда не поздно бросить. Nuttaphong Sriset / Shutterstock

Мы знаем, что бросить курить есть отличный способ снизить риск развития рака легких. Но до сих пор эксперты не были совершенно уверены, почему это так. наш последние исследования обнаружил, что у людей, которые бросают курить, организм на самом деле пополняет дыхательные пути нормальными незлокачественными клетками, которые помогают защитить легкие, что, в свою очередь, снижает риск заболеть раком.

Рак развивается, когда одна из клеток-изгоев приобретает генетические изменения, называемые мутациями, которые инструктируют эту клетку игнорировать все нормальные ограничения на ее рост заставляя его быстро размножаться из-под контроля, На протяжении всей нашей жизни все наши клетки приобретают мутации с постоянной скоростью - около 20-50 мутаций на клетку в год, К счастью, подавляющее большинство этих мутаций совершенно безвредны и никак не влияют на наши клетки.

Но иногда мутация попадет в неправильный ген в неправильной клетке и подтолкнет клетку на пути к раку. Мы называем эти генетические изменения «Мутации водителя», Для того чтобы клетка стала полноценной раковой клеткой, ей, вероятно, понадобится от пяти до десяти или более из этих мутаций драйвера.

Благодаря достижениям в технологии секвенирования ДНК мы теперь можем изучать все 3 миллиарда основ ДНК, которые составляют генетический план клетки (так называемый геном). Секвенируя ДНК клеток рака легких у курильщиков и никогда не курящих, мы знаем, что курение увеличивает число мутаций.

Связывание табачных канцерогенов с ДНК зависит от их химических свойств, что означает, что определенные типы мутаций встречаются с большей вероятностью, чем другие типы. Для табака это приводит к «Подпись» мутаций появляется в геноме, который не похож на другие причины повреждения ДНК.

Наша команда интересовалась самыми ранними стадиями развития рака легких. В частности, мы пытаемся понять, что происходит с нормальными клетками, когда они подвергаются воздействию табачного дыма.

Чтобы изучить это, мы разработали методы выделения отдельных нормальных клеток из небольших биопсий дыхательных путей пациента, а затем выращивания этих клеток в инкубаторе для получения достаточного количества ДНК для секвенирования. Мы тогда проанализировали геномы 632 клеток из 16 участников исследования, в том числе четырех никогда не курящих, шести бывших курильщиков и трех нынешних курильщиков (все среднего возраста или старше), а также трех детей.

Среди тех, кто никогда не курил, мы обнаружили, что количество клеточных мутаций неуклонно увеличивается с возрастом. Таким образом, к тому времени, когда кому-то исполнится 60 лет, каждая нормальная клетка легкого будет содержать около 1,000–1,500 мутаций. Эти мутации вызваны нормальным износом жизни, такого же типа мутации мы видим в других органах тела. Было обнаружено, что только около 5% клеток у тех, кто никогда не курил, имели мутации водителя.

Мутации водителя - это то, что заставляет клетки становиться раковыми. RAJ CREATIONZS / Shutterstock

Но у нынешних курильщиков картина была совсем другой. Мы обнаружили, что каждая клетка легкого в среднем несла на 5,000 мутаций больше, чем мы ожидали бы никогда не курить в том же возрасте. Еще более поразительным было то, что у курильщиков также резко возросли различия от клетки к клетке.

В некоторых отдельных клетках было от 10,000 15,000 до XNUMX XNUMX мутаций - в десять раз больше мутаций, чем можно было бы ожидать, если бы человек не курил. Эти дополнительные мутации имели подпись, которую мы ожидали от химических веществ в табачном дыме, подтверждая, что их можно отнести непосредственно к сигаретам.

Наряду с увеличением общего количества мутаций мы также наблюдали существенное увеличение числа мутаций драйвера. Более четверти клеток легких у всех исследованных нами курильщиков имели по крайней мере одну мутацию влечения. У некоторых даже было два или три. Учитывая, что от пяти до десяти таких мутаций могут вызывать рак, ясно, что многие нормальные легочные клетки у этих курильщиков среднего или старшего возраста, вероятно, станут раковыми.

Никогда не поздно бросить

Наше самое захватывающее открытие было у людей, которые бросили курить. Мы обнаружили, что у бывших курильщиков было две группы клеток. Одна группа имела тысячи дополнительных мутаций, наблюдаемых у нынешних курильщиков, но другая группа была в основном нормальной. В группе нормальных клеток было столько же мутаций, сколько мы ожидаем увидеть в клетках человека, который никогда не курил.

Эта почти нормальная группа клеток была в четыре раза больше у бывших курильщиков, чем у нынешних курильщиков. Это говорит о том, что эти клетки увеличиваются, чтобы пополнить слизистую оболочку дыхательных путей после того, как кто-то бросает курить. Мы могли видеть это увеличение почти нормальных клеток даже у бывших курильщиков, которые курили пачку сигарет каждый день в течение более 40 лет.

Причина, по которой этот вывод настолько интересен, заключается в том, что эта почти нормальная группа клеток защищает от рака. Если мы изучаем клетку рака легких у бывшего курильщика, она всегда исходит от сильно поврежденная группа клеток - не из почти нормальной группы.

Теперь мы знаем причину, по которой наш риск заболевания раком так значительно уменьшается, потому что организм пополняет дыхательные пути клетками, которые по существу нормальны. Следующим шагом будет определение того, как этой группе клеток удается избежать повреждения от воздействия сигаретного дыма, и как мы можем стимулировать их восстановление еще больше.

Одно из возможных объяснений - предложенное прошлой работой в мышиные модели - это то, что глубоко в железах находится группа стволовых клеток, которые производят слизь, выделяемую дыхательными путями. Это место, естественно, будет лучше защищено от табачного дыма, чем поверхность дыхательных путей.

На данный момент наше исследование повторяет, что прекращение курения - в любом возрасте - не только замедляет накопление дальнейшего ущерба, но и может пробудить клетки, которые не были повреждены прошлым выбором образа жизни.

Об авторе

Сэм Джейнс, профессор респираторной медицины, UCL и Питер Кэмпбелл, глава отдела рака, старения и соматических мутаций, Wellcome Trust Институт Сэнгера

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

books_health