- Międzynarodowe badania na myszach potwierdziły, że to geny decydują o podatności na raka wywołanego czynnikami środowiskowymi.
- Odkrycie może wyjaśnić, dlaczego niektórzy ludzie chorują na nowotwór, a inni, żyjący w podobnych warunkach, pozostają zdrowi.
- Wyniki wskazują na potrzebę spersonalizowanych strategii profilaktyki, badań przesiewowych i leczenia nowotworów, uwzględniających indywidualne uwarunkowania genetyczne.
Dlaczego geny decydują o podatności na raka?
Nowotwór - diagnoza, która dla wielu brzmi jak wyrok. Choć wiemy, że styl życia i czynniki środowiskowe odgrywają kluczową rolę w rozwoju wielu nowotworów, często zastanawiamy się, dlaczego jedni zapadają na chorobę, a inni, narażeni na te same zagrożenia, pozostają zdrowi.
Międzynarodowe badania prowadzone na myszach rzucają nowe światło na tę zagadkę, potwierdzając, że to nasze dziedziczone geny są kluczem do zrozumienia indywidualnej podatności na raka. Wyniki, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Nature", mogą zrewolucjonizować podejście do profilaktyki i leczenia. Odkrycie może mieć ogromne znaczenie dla pacjentów.
Sugeruje, że przyszłe strategie walki z nowotworami będą musiały znacznie dokładniej uwzględniać genetyczne uwarunkowania i różnorodność genetyczną populacji. To otwiera drogę do tzw. medycyny precyzyjnej, gdzie diagnostyka i terapia są dopasowane do unikalnego kodu genetycznego każdej osoby.
Kiedy komórka staje się zagrożeniem?
Aby zrozumieć mechanizm powstawania nowotworu, warto przypomnieć, jak działa nasz organizm. Nowotwór rozwija się, gdy w naszym materiale genetycznym - DNA - nagromadzą się błędy, czyli mutacje. Te mutacje sprawiają, że komórki zaczynają namnażać się w sposób niekontrolowany, rosną bardzo szybko i jednocześnie przestają reagować na sygnały inicjujące ich zaprogramowaną śmierć (apoptozę).
To właśnie dzięki apoptozie uszkodzone komórki są usuwane, zanim zdążą wyrządzić szkody w organizmie. Kiedy ten mechanizm zawodzi, pojawia się problem. Uszkodzenia DNA i mutacje powstają pod wpływem różnych czynników środowiskowych, z którymi stykamy się na co dzień. Do najbardziej znanych należą promieniowanie UV czy dym tytoniowy.
Choć wiemy, że są one rakotwórcze, to jednak nie każda osoba narażona na ich działanie zachoruje na nowotwór.
Tajemnica palaczy i niepalących - dlaczego nie chorują wszyscy?
Wspomniany paradoks widać najlepiej na przykładzie palaczy. Większość osób palących papierosy nie zapada na raka płuc, podczas gdy u niektórych osób nigdy niepalących choroba ta jednak się rozwija. Naukowcy od dawna podejrzewali, że za te różnice odpowiadają dziedziczone przez nas geny. Jednak uzyskanie bezpośrednich dowodów w badaniach na ludziach jest niezwykle trudne.
Dzieje się tak, ponieważ każdy z nas prowadzi inny styl życia, żyje w różnych warunkach środowiskowych i ma odmienną historię narażenia na czynniki ryzyka. Ta złożoność utrudnia wyizolowanie wpływu samych genów.
Przełomowe badanie na myszach. Jak naukowcy wyeliminowali zmienne?
Aby obejść te trudności, międzynarodowy zespół naukowców z University of Cambridge, University of Edinburgh oraz innych ośrodków w Europie i USA przeprowadził wieloletnie badania na myszach. Wyhodowali oni cztery szczepy myszy, które charakteryzowały się różną podatnością genetyczną na raka wątroby. To zróżnicowanie odpowiadało zmienności genetycznej obserwowanej w ludzkich populacjach.
Następnie, w kontrolowanych warunkach, poddawano zwierzęta działaniu pojedynczej dawki dietylonitrozaminy (DEN). Ta rakotwórcza substancja, obecna w dymie tytoniowym i niektórych wysoko przetworzonych produktach spożywczych, celowo powoduje uszkodzenia DNA w komórkach wątroby, mogące zapoczątkować rozwój nowotworu.
Ponieważ każda mysz otrzymała identyczną dawkę substancji, w tym samym wieku i w ściśle kontrolowanym środowisku, badacze mogli wyeliminować zmienność środowiskową. Dzięki temu byli w stanie ocenić, w jakim stopniu same uwarunkowania genetyczne wpływają na powstawanie i ewolucję nowotworów.
Zsekwencjonowano genomy blisko 600 guzów i przeanalizowano zmiany w aktywności genów, odtwarzając ewolucję każdego guza od pierwotnej mutacji.
Geny zmieniają przebieg choroby. Co odkryto?
Wyniki były jednoznaczne. U wszystkich szczepów myszy nowotwory niemal zawsze nabywały mutację inicjującą proces chorobowy. Mutacja ta aktywowała ten sam, sprzyjający rozwojowi raka szlak sygnałowy - ścieżkę MAPK. Jest to złożony system sygnałów molekularnych, który reguluje kluczowe procesy życiowe komórek, takie jak ich wzrost i różnicowanie, a także odgrywa istotną rolę w rozwoju wielu typów nowotworów.
Co jednak najważniejsze, okazało się, że nawet niewielkie zróżnicowanie genetyczne, porównywalne z tym, które występuje między różnymi grupami ludzi, może istotnie wpływać zarówno na ryzyko rozwoju nowotworu, jak i na przebieg jego ewolucji. Profesor Duncan Odom, współautor badania kierujący pracami w Cancer Research UK (CRUK) Cambridge Institute, podkreślił znaczenie tych odkryć: "Nowotwory nie powstają całkowicie przypadkowo.
Choć guzy często osiągają ten sam punkt końcowy pod względem biologicznym, droga do niego jest determinowana przez uwarunkowania genetyczne danej osoby. Po raz pierwszy udało nam się wykazać, w jakim stopniu to podłoże genetyczne wpływa zarówno na powstawanie mutacji, jak i na szlaki prowadzące do rozwoju nowotworu".
Medycyna precyzyjna nadzieją dla pacjentów?
Badanie dostarcza silnych dowodów na to, że odziedziczone przez nas geny mają ogromny wpływ na sposób, w jaki nowotwory rozwijają się po uszkodzeniu DNA. Jest to niezwykle ważna informacja dla przyszłości medycyny.
Doktor Sarah Aitken z Yale School of Medicine wskazuje, że przyszłe strategie profilaktyki i badań przesiewowych w kierunku nowotworów będą musiały uwzględniać "czynniki genetyczne dziedziczone przez pacjentów oraz zróżnicowanie populacyjne".
Dodała również, że "również sposób, w jaki pacjenci odpowiadają na leki przeciwnowotworowe, prawdopodobnie różni się w zależności od dziedziczonych uwarunkowań genetycznych, dlatego potrzebujemy odpowiedniego dostosowania do nich diagnostyki i terapii".
To sugeruje, że przyszłość leczenia raka to coraz bardziej spersonalizowane terapie, które będą dostosowane do indywidualnego profilu genetycznego każdego pacjenta, co może znacznie zwiększyć ich skuteczność.
