Тайна заядлых курильщиков, у которых никогда не развивается рак легких, наконец-то раскрыта?

Курение, ведущая причина рака во всем мире, является основным фактором риска развития этого заболевания, особенно рака легких. Считается, что табачный дым вызывает мутации в клетках легких, которые аномально размножаются, образуя опухоли. Считается, что риск в 10-15 раз выше у курильщиков (по сравнению с некурящими), но, как ни парадоксально, у многих "заядлых курильщиков" рак никогда не развивается. Лишь меньшинство курильщиков заболевают этой болезнью: настоящая загадка для ученых. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Genetics, предполагает, что эта разница связана со сложными генетическими факторами, которые могут быть у некоторых курильщиков и которые защищают от раковых мутаций.

Табачный дым может оказывать ряд неблагоприятных воздействий на клетки легких. Например, в случае хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) она необратимо повреждает клетки-предшественники легких, препятствуя обновлению разрушенных функциональных клеток. Однако в случае образования опухоли эти клетки обновляются и чрезмерно размножаются.

Существует несколько форм рака легких. Наиболее распространенными опухолями (80-85% случаев) являются так называемые "немелкоклеточные" опухоли (имеется в виду размер опухолевых клеток). Они могут возникать в железистых клетках в наружных частях легких. В данном случае это аденокарцинома.

К этой же категории относится и плоскоклеточная карцинома, которая обычно развивается в клетках бронхов и бронхиол в центральных частях легких. Существует также так называемая крупноклеточная карцинома, которая может возникнуть в любой области легких. К другим, более редким, но не менее серьезным формам рака легких относятся: мелкоклеточный рак легких, саркома мягких тканей, карциноид, плевральная мезотелиома.

В более ранних исследованиях предполагалось, что чрезмерное размножение клеток легких при образовании опухоли связано с мутациями ДНК здоровых клеток, вызванными табачным дымом. Новое исследование, проведенное учеными из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (Нью-Йорк, США), является первым, в котором точно определена частота мутаций с использованием революционной и усовершенствованной методики секвенирования всего генома отдельных клеток.

С помощью этой новой методики исследователи, возможно, наконец-то выяснили, почему не у всех курильщиков развивается рак, и, что более важно, почему у многих заядлых курильщиков никогда не развивается это заболевание. Полученные результаты могут привести к созданию новых, более эффективных и целенаправленных методов диагностики, помогающих выявить курильщиков, которые подвергаются повышенному риску заражения этим заболеванием и нуждаются в особенно тщательном наблюдении.

"Это может оказаться важным шагом на пути к профилактике и раннему выявлению риска рака легких и отхода от нынешних геркулесовых усилий, необходимых для борьбы с заболеванием на поздних стадиях, когда происходит большая часть расходов на здравоохранение", — говорит Саймон Спивак, один из ведущих авторов исследования и профессор медицины, эпидемиологии и здоровья населения и генетики в Медицинском колледже Альберта Эйнштейна.

Более точный метод секвенирования

Для количественной оценки мутаций в клетках легких нью-йоркские исследователи разработали метод секвенирования, который называется одноклеточной амплификацией с множественным сдвигом (SCMDA). В частности, обычные методы секвенирования цельного генома одной клетки весьма ограничены, поскольку они могут вносить ошибки, затрудняющие выявление истинных мутаций. Новая методика позволяет уменьшить погрешность и лучше выявлять редкие и случайные мутации.

Затем было проведено сравнение мутационных ландшафтов базальных клеток проксимальных бронхов 33 человек. Четырнадцать из них никогда не курили и были в возрасте от 11 до 86 лет, а остальные 19, в возрасте от 44 до 81 года, имели максимальный "стаж курения" в 116 пачко-лет (ПА) - 1 ПА эквивалентен 1 пачке сигарет, выкуриваемой в день в течение одного года. Для конкретного примера, человек, который выкуривал 40 сигарет в день в течение 40 лет, имел бы ПА 2 (2 пачки) x 40 = 80 ПА.

Клетки участников были собраны с помощью бронхоскопии. Базальные клетки проксимальных бронхов могут выживать от нескольких лет до десятилетий и с возрастом накапливать мутации, которые могут быть связаны с курением. Более того, из всех типов клеток в легких они являются одними из наиболее склонных к раку.

Клетки участников были собраны с помощью бронхоскопии. Базальные клетки проксимальных бронхов могут выживать годами или даже десятилетиями и с возрастом накапливать мутации, которые могут быть связаны с курением. Более того, из всех типов клеток в легких они являются одними из наиболее склонных к раку.
Результаты

Первым открытием исследователей стало накопление мутаций в клетках легких некурящих людей. Эти мутации накапливаются с возрастом и более многочисленны у курильщиков. "Это экспериментально подтверждает, что курение повышает риск развития рака легких за счет увеличения частоты мутаций, как предполагалось ранее", — объясняет Спивак. Более того, количество обнаруженных клеточных мутаций линейно увеличивается с количеством пачко-лет.

Однако увеличение числа мутаций, похоже, достигло плато и прекратилось после 23 пачко-лет. Самые тяжелые курильщики, очевидно и предположительно, не имели самых высоких показателей мутаций. Исследователи предполагают, что эти люди, возможно, смогли подавить накопление мутаций, потому что у них есть высокоэффективные системы восстановления повреждений ДНК и детоксикации сигаретного дыма. В ближайшем будущем, основываясь на этих результатах, группа планирует разработать новые тесты для измерения способности человека восстанавливать и детоксифицировать свою ДНК.