Курение – самый главный фактор риска рака легких. Табачный дым содержит канцерогены, которые вызывают изменения в клетках легочной ткани, что приводит к их злокачественной трансформации. В сентябре 2017 года ученые предоставили новые данные о том, какие изменения в генах клеток связаны с курением, и как это может помочь в лечении онкологии легких.

Исследование американских ученых относится к области эпигенетики – науки о том, как факторы внешней среды влияют на поведение генов в клетках человека. Например, внешние воздействия могут «включать» и «выключать» определенные гены, тем самым регулируя уровень производства тех или иных белков.

Как эпигенетические эффекты приводят к раку?

Эпигенетические факторы действуют на клетки разными способами. Например, это может происходить в виде метилирования ДНК, когда к началу генетического кода добавляются небольшие метильные группы. Это приводит к тому, что ген инактивируется, становится «молчащим».

Авторы научной работы отметили, что процесс развития злокачественных опухолей на самом деле намного сложнее, чем считалось ранее. Играют роль не только мутации в генах, но и эпигенетические эффекты, которые могут быть связаны с разными стрессовыми факторами, в том числе с табачным дымом.

Эпигенетические факторы провоцируют возникновение рака косвенно, заставляя работать или молчать определенные гены. Эти эффекты в настоящее время изучены недостаточно. Для того чтобы разобраться в данном вопросе, ученые вырастили в лабораторных условиях клетки, выстилающие изнутри бронхи, и затем ежедневно помещали их в жидкий аналог сигаретного дыма в течение 15 месяцев. Эта процедура эквивалентна курению двух пачек сигарет ежедневно в течение 20–30 лет.

Метилирование ДНК и рак

Спустя 10 дней ученые обнаружили, что в ДНК клеток, которые подвергались действию сигаретного дыма, возникло намного больше повреждений, чем в клетках, которые не подвергались аналогичному воздействию. Повреждения были аналогичны тем, что возникают при воздействии свободных радикалов.

В течение трех месяцев в клетках, которые подвергались действию табачного дыма, сильно вырос уровень гормона EZH2. В ходе предыдущего исследования было показано, что этот гормон вызывает аномальное метилирование ДНК.

Затем уровень EZH2 стабилизировался и перестал расти, но было отмечено двух-трехкратное увеличение уровня DNMT1 – фермента, который поддерживает процесс метилирования ДНК, причем, в генах-супрессорах опухолей, которые предотвращают злокачественную трансформацию клеток.

Из-за фермента DNMT1 гены-супрессоры опухолей становятся «молчащими», перестают выполнять свои функции, и нормальные клетки получают возможность превращаться в раковые.

Одновременно было отмечено пятикратное повышение активности генов KRAS, которые связаны с развитием рака.

Нарушения в клетках накапливаются со временем

Ученые отмечают, что очень важно, в какой период времени в клетках произошла мутация. Когда в клетки, которые подвергались действию табачного дыма в течение 6 месяцев, вставляли мутантный ген KRAS, они не становились злокачественными. Но после воздействия в течение 15 месяцев они легко трансформировались в раковые. Эпигенетический эффект накапливается со временем, и он делает клетки все более восприимчивыми к мутациям.

По мнению исследователей, отказ от курения в любой момент времени может снизить риски рака. Предыдущие исследования показали, что уровень метилирования ДНК у людей, которые бросили курить 10 лет назад, существенно ниже, чем у курильщиков.

В лечении рака легкого могут помочь деметилирующие препараты – некоторые из них уже проходят клинические испытания.

По мере изучения различных молекулярных механизмов, ученые все лучше понимают причины возникновения злокачественных опухолей. Это помогает совершенствовать методы лечения. В России на данный момент доступны практически все современные средства для борьбы с онкологическими заболеваниями. Так, в центре лечения рака Европейской Клиники применяются оригинальные противоопухолевые препараты последних поколений из Европы и Америки с доказанной эффективностью.