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 является 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).
Невидимая рука рака
Со времен Колумба и открытия табака европейцами среди многих людей бытовало представление о том, что курение в «разумных пределах»полезно для здоровья. В результате этого к концу 19-го века больше половины населения Европы и Америки, в том числе и женщины, были курильщиками, и только в середине 20-го века ученые смогли убедить публику в том, что курение смертельно опасно.
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 становится прямой причиной его появления, однако сам механизм возникновения опухоли пока тайна 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.
Новая надежда
Как показали эти наблюдения, сигаретный дым и содержащиеся в нем вещества изначально не вызывали мутации в ДНК клеток, а действовали на них совершенно иначе. 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 признаков 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-й 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 становится причиной развития рака легких у курильщиков.
Интересно, что подобные изменения в устройстве «обертки» генов непостоянны. 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.
