Mutațiile aleatoare joacă un rol important în cancer, arată studiul

Cercetătorii au identificat noi dușmani în războiul împotriva cancerului: cei care sunt deja în interiorul celulelor și pe care nimeni nu îi poate evita.

Greșelile întâmplătoare făcute pe măsură ce celulele stem se divid sunt responsabile pentru aproximativ două treimi din mutațiile celulelor canceroase, raportează cercetătorii de la Universitatea Johns Hopkins în 24 martie. Ştiinţă. În toate tipurile de cancer, factorii de mediu și stilul de viață, cum ar fi fumatul și obezitatea, contribuie cu 29% din mutațiile cancerului, iar 5% sunt moștenite.

Această descoperire provoacă înțelepciunea comună că cancerul este produsul eredității și al mediului. „Există o a treia cauză și această cauză a mutațiilor este o cauză majoră”, spune geneticianul în cancer Bert Vogelstein.

Astfel de mutații aleatorii se acumulează în timp și ajută la explicarea de ce cancerul lovește mai des persoanele în vârstă. Știind că inamicul va lovi din interior chiar și atunci când oamenii se protejează împotriva amenințărilor externe indică faptul că detectarea și tratamentul precoce al cancerului merită o atenție mai mare decât au primit-o anterior, spune Vogelstein.

Vogelstein și biomatematicianul Cristian Tomasetti au propus în 2015 că mutațiile aleatoare sunt motivul pentru care unele organe sunt mai predispuse la cancer decât altele. De exemplu, celulele stem reînnoiesc în mod constant mucoasa intestinală a colonului, care dezvoltă tumori mai des decât creierul, unde diviziunea celulară este neobișnuită. Acest raport a fost controversat, deoarece a fost interpretat ca spunând că majoritatea cancerelor sunt rezultatul „ghinionului”. Analiza nu a inclus cancerele de sân și de prostată. Luarea în considerare a acestor tipuri de cancer comune ar putea schimba rezultatele, au spus unii oameni de știință. Și pentru că cercetătorii s-au uitat doar la cancerul din Statele Unite, criticii au acuzat că descoperirea ar putea să nu reziste atunci când se iau în considerare locurile din întreaga lume în care diferiți factori de mediu, cum ar fi infecțiile, afectează dezvoltarea cancerului.

În noul studiu, Vogelstein, Tomasetti și colegul Hopkins Lu Li au examinat date din 69 de țări despre 17 tipuri de cancer, de data aceasta incluzând sân și prostată. Din nou, cercetătorii au descoperit o legătură puternică între cancer și țesuturi cu o mulțime de celule stem divizate. Echipa a folosit, de asemenea, date ADN și studii epidemiologice pentru a calcula proporțiile mutațiilor în celulele canceroase cauzate de ereditate sau de factori de mediu și de stil de viață. Mutațiile rămase au fost atribuite erorilor aleatorii – inclusiv greșeli de tipar, inserții sau ștergeri ale genelor, modificări epigenetice (alterări ale etichetelor chimice ale ADN-ului sau proteinelor care afectează activitatea genelor) și rearanjamente ale genelor. Astfel de erori apar inevitabil atunci când celulele se divid.

Povestea continuă sub imaginea

Șansă de cancer

Pentru multe organe, mai multe dintre mutațiile care duc la cancer provin din greșeli aleatorii ale ADN-ului făcute atunci când celulele se divid (în centru) decât din mediu (dreapta) sau factori moșteniți (stânga).

Cancerele reprezentate în diagramă: B, creier; Bl, vezica urinara; Br, sân; C, cervical; CR, colorectal; E, esofag; HN, cap și gât; K, rinichi; Li, ficat; Lk, leucemie; Lu, plămân; M, melanom; NHL, limfom non-Hodgkin; O, ovarian; P, pancreas; S, stomac; Th, tiroida; U, uter.

De obicei, cancerul apare după ce o celulă acumulează multe mutații. Unii oameni vor fi acumulat o varietate de mutații asociate cancerului, dar nu vor face cancer până când o insultă finală va determina celula să devină malignă (SN: 26/12/15, str. 28). Pentru unele tumori, toate mutațiile pot fi rezultatul greșit și greșit al greșelilor de diviziune celulară. Nu există nicio modalitate de a evita aceste tipuri de cancer, spune Vogelstein. Alte boli maligne pot apărea ca urmare a diferitelor combinații de mutații ereditare, de mediu și aleatorii. Cancerul pulmonar și alte tipuri de tumori care sunt puternic asociate cu mutații cauzate de mediu ar putea fi evitate prin evitarea agentului cancerigen, chiar și atunci când majoritatea mutațiilor care stimulează creșterea cancerului provin din greșeli aleatorii, spune Tomasetti.

„Se aventurează pe un teritoriu nou”, spune Giovanni Parmigiani, biostatistician la Școala de Sănătate Publică TH Chan din Harvard. Tomasetti, Li și Vogelstein sunt primii care au estimat riguros contribuția mediului, ereditatea și erorile de copiere a ADN-ului la cancer, spune el. „Poate că estimările se vor îmbunătăți în viitor, dar ale lor pare un punct de plecare foarte solid.”

Acum, că cercetătorii Hopkins au subliniat acest lucru, relația dintre celulele în diviziune și cancer pare evidentă, spune fizicianul biologic Bartlomiej Waclaw de la Universitatea din Edinburgh. „Nu cred că existența acestei corelații este surprinzătoare”, spune el. „Ceea ce este surprinzător este că nu este mai puternic.”

Unele țesuturi dezvoltă cancer mai mult sau mai rar decât alte țesuturi cu un număr similar de diviziuni celulare, au subliniat Waclaw și Martin Nowak de la Universitatea Harvard într-un comentariu la studiul Hopkins, publicat în același număr al revistei. Ştiinţă. Asta sugerează că unele organe sunt mai bune în a ciupi cancerul din boboc. Descoperirea modului în care aceste țesuturi evită cancerul ar putea duce la noi modalități de a preveni tumorile în alte părți ale corpului, sugerează Waclaw.

Alți cercetători spun că echipa Hopkins este vinovată de raționament greșit. „Ei presupun că doar pentru că țesuturile care au un turnover mare de celule stem au, de asemenea, rate mari de cancer, că unul îl provoacă pe celălalt”, spune cercetătorul în cancer Anne McTiernan de la Centrul de Cercetare a Cancerului Fred Hutchinson din Seattle. „În această nouă lucrare, au adăugat date din alte țări, dar nu au scăpat de această gândire părtinitoare.”

Tomasetti și colegii săi și-au bazat calculele pe date de la Cancer Research UK, care sugerează că 42% dintre cazurile de cancer pot fi prevenite. Cancerele prevenibile sunt acelea pentru care oamenii ar putea evita un factor de risc, cum ar fi expunerea neprotejată la soare sau folosirea patului de bronzat, sau pot lua măsuri pozitive pentru a reduce riscurile de cancer, cum ar fi exercițiile fizice regulate și consumul de fructe și legume. Dar aceste estimări pot să nu fie exacte, spune McTiernan. „În realitate, este foarte dificil să se măsoare expunerile la mediu, așa că estimările noastre de prevenire sunt probabil foarte subestimate.”

A atribui întâmplării atât de multe mutații de cancer pare să anuleze mesajele de sănătate publică, spune Waclaw, iar unii oameni ar putea considera deranjant calculul potrivit căruia 66% dintre mutațiile asociate cancerului sunt inevitabil, deoarece petrec mult timp încercând să prevină cancerul. „Este important să luăm în considerare aleatorietatea sau ghinionul, care vine cu diviziunea celulară”, spune el.

De fapt, Tomasetti și Vogelstein subliniază că descoperirile lor sunt compatibile cu recomandările de prevenire a cancerului. Evitarea fumatului, a patului de bronzat, a obezității și a altor agenți cancerigeni cunoscuți poate preveni mutațiile „de mediu” care se combină cu mutații moștenite și aleatorii pentru a transforma celulele în cancer. Fără acele paie finale încărcate de expunerile la mediu, tumorile pot fi evitate sau întârziate foarte mult.

Persoanele cu cancer ar putea fi capabile să se mângâie din cauza studiului, spune Elaine Mardis, specialist în genomul cancerului la Spitalul Național de Copii din Columbus, Ohio. „Poate că mesajul pozitiv aici este că, în afară de factorii de risc cunoscuți, cum ar fi fumatul, expunerea la radiații și obezitatea, există o componentă a cancerului care este pur și simplu o consecință a ființei umane.”