Ученые нашли возможную причину того, почему курение вызывает рак
Возможной причиной развития рака при длительном курении сигарет является то, что компоненты табачного дыма меняют работу белковой "упаковки" ДНК, что делает гены уязвимыми для накопления мутаций, говорится в статье, опубликованной в журнале Cancer Cell.
"Мы показали, что часть изменений, способствующих развитию рака легких, не являются настоящими мутациями. По этой причине, если человек прекратит курить, то вероятность приобрести рак у него уменьшится, так как эти вредные эпигенетические изменения прекратят накапливаться в его клетках", — рассказывает Мишель Ваз (Michelle Vaz) из университета Джона Гопкинса в Балтиморе (США).
Со времен Колумба и "открытия" табака европейцами среди многих людей бытовало представление о том, что курение в "разумных пределах" является полезным, а не вредным для здоровья. В результате этого к концу 19 века больше половины населения Европы и Америки, в том числе и женщины, были курильщиками, и только в середине 20 века ученые смогли убедить публику в том, что курение является смертельно опасным для организма.
Как показывают последние исследования, помимо повышенной вероятности развития рака легких, курение также в разы повышает вероятность развития инфаркта в восемь раз в преклонные годы жизни и утраивает шансы выпадения зубов. Кроме того, табак и никотин влияют на жизнь не только самих курильщиков, но и их еще не родившихся детей, меняя структуру белковой "упаковки" ДНК в их половых клетках.
Как рассказывает Ваз, сегодня никто не сомневается в том, что курение в разы увеличивает вероятность развития рака легких и является прямой причиной его появления, однако сам механизм того, как возникает опухоль, пока оставался тайной для генетиков и медиков. Это мешает поиску возможных способов защиты курильщиков от болезни и смерти.
Ваз и ее коллеги сделали первый шаг к получению ответа на этот вопрос, наблюдая за тем, что происходит внутри культур клеток легких, которые выращивались в питательной среде, являющейся "жидким" эквивалентом табачного дыма.
Доза этого "дыма" была рассчитана таким образом, что за 15 месяцев наблюдений клетки поглотили столько канцерогенов, сколько в среднем получает заядлый курильщик, употребляющий примерно по пачке сигарет в день на протяжении 20-30 лет.
Как показали эти наблюдения, сигаретный дым и содержащиеся в нем вещества изначально не вызывали мутации в ДНК клеток, а действовали на них совершенно иным способом. Их "обкуривание", по словам ученых, приводило к тому, что в клетках легких включался ген и связанный с ним фермент EZH2, отвечающий за включение и выключение ряда других участков ДНК путем внесения изменений в белковую "обертку" генома.
Генетический материал человека и всех других живых существ с обособленным клеточным ядром упакован в особые белки-гистоны, которые удерживают свернутую ДНК на месте и влияют на "считываемость" отдельных генов.
В последние годы генетики находят все больше намеков на того, что эта "обертка" ДНК участвует в передаче информации между поколениями и позволяет животным и растениям быстрее приспосабливаться к новым условиям среды, и проблемы с "перезаписью" особых меток на ее поверхности оказались связаны с предрасположенностью к гомосексуальности и суицидам среди людей.
Изменения в структуре гистонов, как отмечает Ваз, могут влиять на работу генов, защищающих клетку от накопления в ней мутаций и отвечающих за запуск апоптоза, "программы самоуничтожения", уничтожающей ее при появлении критических поломок в ДНК. Проблемы в работе этих генов, как отмечают ученые, появились в культурах клеток уже на 10 день "курения".
Ухудшение работы этих генов, как показали дальнейшие опыты на "пробирочных" легких, сделали клетки гораздо более чувствительными к действию канцерогенов, чем они были до начала экспериментов. Благодаря этому мутации в их генах начинают появляться в них гораздо чаще, что и является причиной развития рака легких у курильщиков.
Что интересно, подобные изменения в устройстве "обертки" генов не являются постоянными. Примерно через полгода после завершения опытов работа фермента EZH2 и других связанных с ним участков генома пришла в норму. Как полагают ученые, это может объяснять то, почему прекращение курение резко снижает вероятность развития рака и других проблем с работой легких даже для самых заядлых курильщиков. Кроме того, теперь ученые могут разработать лекарство, которое будет блокировать изменения в работе EZH2 и защищать людей от рака.
