Изображение: Wellcome Images / Flickr

Группа американских ученых установила, что определенные типы рака почти невозможно предотвратить. Вызывающие их мутации в большей степени зависят от ошибок в копировании молекул ДНК в ходе деления стволовых клеток, нежели от факторов окружающей среды.

Рак является результатом постепенного накопления мутаций, которые способствуют неконтролируемому размножению клеток и образованию опухолей. Вызывать мутации могут и внешние, и внутренние факторы. К внешним относятся неправильное питание, курение, сидячий образ жизни, ультрафиолетовое воздействие. В частности, солнечные лучи способны повредить ДНК меланоцитов, в результате чего развивается меланома. Воздействие внешних факторов возможно ослабить, и именно это является первичной профилактикой рака. В то же время, мутации способны передаваться по наследству. Помимо этого, они могут возникать в результате ошибок при копировании молекул ДНК в ходе деления стволовых клеток.

Некоторое время назад коллектив ученых из Университета Джонса Хопкинса предположил, что ошибки, которые возникают в ходе копирования ДНК, могут провоцировать более частое возникновение раковых опухолей в одних органах, чем в других. Данная гипотеза была основана на том, что риск развития рака в определенных типах тканей на протяжении все жизни в Соединенных Штатах Америки строго взаимодействует с общим числом делений в этих тканях нормальных стволовых клеток.

При каждом делении стволовой клетки происходит порядка трех мутаций ДНК. Вполне логично, со временем эти изменения могут затронуть гены, которые связаны с раковыми заболеваниями. И риск тем больше, чем чаще происходит деление клетки. Ученые способны спрогнозировать относительный риск образования злокачественной опухоли в тех или иных органах. В то же время, более сложной задачей является определение того вклада, который вносит каждый их трех источников мутаций – деление, наследственность и окружающая среда.

Деления и наследственности у некоторых больных раком вполне достаточно для развития заболевания. У других часть мутаций передалась по наследству (так называемые Н-мутации), еще часть – эндогенные мутации – возникли в ходе копирования ДНК (R-мутации), а еще часть – Е-мутации — являются результатом внешних факторов. Все эти факторы очень сильно осложняют общую картину, но исследователям все же удалось отыскать способ оценить вклад всех трех источников. Ученые предположили, что мутации, возникающие в ходе копирования ДНК, распределены равномерно среди людей определенного возраста. Факторы окружающей среды и наследственные факторы могут широко варьироваться и оказывать разное влияние на каждого человека.

Исследователи провели анализ случаев заболевания раком в 69 странах, в результате чего сумели охватить условия окружающей среды, в которых живут около 4,8 миллиардов человек. Информацию заболеваниях получили из архива Международного агентства по исследованию рака. Как было установлено, во всех странах наблюдается четкое взаимодействие между количеством делений стволовых клеток и рисками заболевания раком. Чем старше человек, тем это взаимодействие сильнее.

Каким же образом можно определить вклад каждого из трех факторов в мутации? Если представить, что у всего человечества наследственные мутации исправили и всех людей переселили на планету с идеальными условиями окружающей среды, получается, что мутации Е и Н там будут равны нулю. Таким образом, все мутации будут происходить в результате ошибок в ходе копирования ДНК при делении стволовых клеток. Как утверждают ученые, R-мутации всегда выше нуля, поскольку идеального механизма копирования генов не существует. В то же время, нельзя забывать о том, что за счет ошибок при копировании происходит процесс эволюции, и при сверхточном копировании генов существование человека было бы невозможным.

Если предположить, что в биосфере идеальной планеты был распылен сильный мутаген, затронувший все места обитания, то все люди были бы подвержены воздействию данного фактора на протяжении всей жизни с одинаковой вероятностью. Если допустить, что данный мутаген способствует увеличению скорости накопления мутаций в стволовых клетках, то вероятность заболеть раком увеличится в десять раз. Проще говоря, примерно 90 процентов всех случаев заболевания раковых опухолей происходят в результате воздействия среды, поэтому их можно предотвратить путем избегания контакта с мутагеном.

Если для возникновения раковой опухоли достаточно тех мутаций, тогда получается, что десять процентов заболеваний развивается в силу того, что все эти мутации связаны с ошибками при копировании. Все остальные случаи – это результат различных комбинаций R и E-мутаций. Таким образом, доля R-мутаций на идеальной планете составит сорок процентов, и уменьшить данный показатель не удастся никак.

Данный теоретический пример практически не отличается от того, какая ситуация сложилась с аденокарциномой легких. Данную разновидность рака на 90 процентов можно избежать, если избегать контакта с табачным дымом. Наукой не доказано, что предрасположенность к этой разновидности рака может передаваться по наследству. Для того, чтобы определить долю R-мутаций, отвечающих за аденокарциному легких, ученые провели анализ результатов эпидемиологических исследований и данных о последовательностях ДНК. Было установлено, что из-за ошибок при копировании возникает примерно треть мутаций, связанных с раком.

Рак протоков поджелудочной железы можно предотвратить лишь с 37 процентах случаев. Зачастую от драйверных соматических мутаций возникают опухоли простаты, головы и костей. Предотвратить их, изменив образ жизни, практически невозможно, в отличие от рака кожи, легких или пищевода. Таким образом, согласно оценкам исследователей, предотвратить можно примерно 42 процента всех раковых заболеваний, если исключить воздействие окружающей среды.

Рак выходит в лидеры среди причин смертей в мире вследствие старения населения. Эксперты полагают, что первичная профилактика является лучшим способом снизить смертность. Впрочем, уберечься путем минимизации негативного воздействия внешних факторов, можно не от всех разновидностей рака. Необходима вторичная профилактика, или раннее медицинское вмешательство.

No related links found


Комментарии:

Leave a reply