Zašto oštećenje DNK usled pušenja i UV zračenja može izazvati rak kod nekih ljudi, a kod nekih ne

Naučnici su pronašli prvi direktan dokaz o velikoj ulozi našeg genetskog sklopa u riziku od raka, pri čemu nasleđeni geni reaguju sa stečenim genetskim mutacijama u oblikovanju evolucije tumora.

Nalazi bi mogli objasniti zašto su neki ljudi podložniji raku nego drugi u istom okruženju i sugerišu da bi buduće strategije prevencije i skrininga raka morale pažljivije da uzmu u obzir nasleđenu genetiku i diverzitet populacije.

Preporučujemo

Istraživanje sprovedeno na miševima sugeriše da bi reakcije na tretmane raka koji oštećuju DNK mogli da se razlikuju u zavisnosti od osnovne genetike pacijenta, jačajući argument za personalizovaniji pristup lečenju.

Tumori nastaju kad DNK akumulira greške, ili mutacije, uzrokujući da ćelije rastu brže i ignorišu signale koji bi inače nalagali oštećenim ćelijama da umru pre nego što izazovu štetu. Izloženost faktorima okruženja – na primer, dimu cigareta ili sunčevoj svetlosti – utiče na to koliko će oštećenja DNK biti, a nasleđene genetske promene mogu izmeniti koliko mutacija se akumulira.

Međutim, neće svako ko je izložen istim faktorima rizika iz okruženja razviti rak. Većina pušača ne razvije rak pluća – a neki nepušači ga razviju. Razlog je gotovo sigurno povezan sa našim nasleđenim genetskim sklopom, ali se pronalaženje direktnih dokaza pokazalo kao problematično.

Iako mnoge studije sugerišu da nasleđene genetske razlike utiču na rizik od raka, dokazivanje ove veze je teško jer se individue u ljudskim populacijama, i među njima, razlikuju po načinu života, životnoj sredini i istoriji izloženosti.

U eksperimentima izvedenim uglavnom na Kembričkom univerzitetu, naučnici su razvili eksperimentalni pristup koji im je omogućio da kontrolišu faktore okruženja eksperimentalno i pokažu da sama genetska pozadina može promeniti kako tumori nastaju i evoluiraju.

Stvorena su četiri soja miševa sa različitom podložnošću raku jetre, obuhvatajući nivo genetskog diverziteta uporediv sa onim u ljudskim populacijama. Zatim su miševe izloženi jednoj dozi karcinogena dietilnitrozamina (DEN). DEN se nalazi u duvanskom dimu i nekim prerađenim namirnicama i poznato je da uzrokuje oštećenje DNK u ćelijama jetre, dovodeći do mutacija koje mogu pokrenuti rast tumora.

Pošto je svaki miš primio jednaku dozu u istom uzrastu – 15 dana starosti – pod kontrolisanim uslovima, istraživači su mogli da eliminišu varijacije u životnoj sredini koje ometaju studije na ljudima.

Zatim su sekvencirali genome skoro 600 tumora i analizirali gensku aktivnost koja se razvila, i ispitali netretirane miševe da bi uporedili spontano formiranje tumora kod različitih sojeva. Pomoću ovih podataka su rekonstruisali kako je svaki tumor evoluirao od svoje prvobitne mutacije koja uzrokuje rak.

Kod svih sojeva, kanceri su skoro uvek razvili mutaciju koja pokreće rak koja je aktivirala isti signalni sistem koji podstiče rak, nazvan MAPK putanja. Ovo je višestepena kaskada molekularnih signala koja kontroliše važne životne procese, uključujući rast i diferencijaciju ćelija, i igra ključnu ulogu u brojnim vrstama raka.

Međutim, u zavisnosti od nasleđene genetike miša, određena pokretačka mutacija koja je stečena menjala je aktivnost drugih signalnih putanja povezanih sa rakom, i izazivala upadljivu tendenciju ka duplikaciji celog genoma, kad se čitav skup hromozoma udvostruči.

„Rak ne nastaje sasvim slučajno. Iako tumori često dostižu istu biološku krajnju tačku, put do te tačke određen je genetskom osnovom pojedinca“, kažu istraživači. „Uspeli smo da prvi put pokažemo u kojoj meri genetska pozadina utiče na procese mutacija i na putanje koje vode do razvoja tumora“.

Ovi nalazi imaju implikacije po skrining raka i preciznu medicinu. Ako genetska osnova utiče i na rizik od raka i na evolucionu putanju tumora, buduće strategije prevencije i skrininga raka moraće da uzmu u obzir nasleđenu genetiku i populacioni diverzitet.

„Slično tome, način na koji ljudi reaguju na lekove protiv raka verovatno će se razlikovati u zavisnosti od njihove nasleđene genetike, tako da ćemo možda morati da prilagodimo našu dijagnostiku i tretmane u skladu s tim“, kažu istraživači.

Ova studija daje fascinantan nagoveštaj da bi naši nasleđeni geni mogli imati veliki uticaj na način kako se kanceri razvijaju nakon oštećenja DNK. Potrebno je još istraživanja da bi se razumelo šta ovo znači u pogledu ljudi, ali bi ovaj nalaz mogao promeniti naše razumevanje kako rak počinje i dovesti do moćnijih i preciznijih načina borbe protiv raka.

(Telegraf Nauka/University of Cambridge)