Rak nie przejmuje się tym, że masz zły dzień. Dla niego liczy się to, czy Twoje geny są nienaruszone.
Ale o to właśnie chodzi: dwie osoby mogą znaleźć się w tym samym toksycznym środowisku. Mogą wdychać ten sam dym tytoniowy. Mogą jeść tę samą przetworzoną żywność. Jeden zachoruje na raka, drugi nie. Dlaczego?
Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Nature sugeruje, że może to nie być kwestia szczęścia. Wszystko zależy od odziedziczonego podłoża genetycznego.
Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge, Uniwersytetu w Edynburgu oraz partnerzy z Europy i USA wykazali, że w przypadku uszkodzenia DNA ścieżka rozwoju nowotworu w dużym stopniu zależy od profilu genetycznego danej osoby. Zmienia to nasze rozumienie w jaki sposób odziedziczone geny wpływają na progresję nowotworu.
Eksperyment na myszach: kontrolowany chaos
Badania na ludziach są złożone i kontrowersyjne. Ludzie odżywiają się na różne sposoby, żyją w różnych klimatach i mają różne doświadczenia życiowe. Wyróżnienie jednej zmiennej jest prawie niemożliwe.
Zespół badawczy wrócił więc do podstaw.
Skrzyżowali cztery różne szczepy myszy. Każda linia miała swoją własną wrodzoną podatność na raka wątroby. Wymodelowano różnorodność genetyczną pomiędzy tymi szczepami myszy, aby naśladować różnorodność występującą w populacjach ludzkich. Nie chodziło tylko o biologię, ale także o reprezentatywność danych.
Potem przyszedł spust.
Każda mysz otrzymała pojedynczą dawkę dietylonitrozoaminy (DEN) dokładnie w 15 dniu życia. Jest to znany czynnik rakotwórczy wątroby występujący w dymie tytoniowym i niektórych przetworzonych produktach spożywczych. DEN penetruje DNA, uszkadzając je w sposób mogący wywołać mutacje i wzrost nowotworu.
Warunki były sterylne. Dawka była taka sama. Wiek ustalony. Naukowcy usunęli „szum” otoczenia, aby słyszeć jedynie sygnał genu.
Zsekwencjonowano prawie 600 guzów. Naukowcy mapowali mutacje, badali aktywność genów i obserwowali ewolucję komórek nowotworowych od pierwszego uszkodzonego nukleotydu.
Ścieżka MAPK i genetyczne „wręczanie kart”
Guzy są chaotyczne, ale mają także znaczenie strategiczne.
U wszystkich czterech szczepów myszy nowotwór prawie zawsze podążał za tym samym celem biologicznym. Aktywował szlak sygnalizacyjny MAPK.
Jest to łańcuch sygnałów molekularnych, który mówi komórkom, jak rosnąć i różnicować się. To rodzaj autostrady i prawie wszystkie te guzy wyłączają się na tym samym skrzyżowaniu.
Ale droga, którą tam dotarli, była indywidualna.
Konkretne mutacje kierowcy były całkowicie zależne od odziedziczonej genetyki myszy. W niektórych liniach zaobserwowano mutacje wpływające na inne szlaki sygnałowe. Inne miały tendencję do duplikowania całego genomu – zasadniczo komórka kopiowała cały zestaw chromosomów, mnożąc swoje błędy.
„Rak nie pojawia się całkowicie przez przypadek… droga do tego punktu końcowego jest określona przez podłoże genetyczne jednostki”.
– Profesor Duncan Odom, starszy autor badania
Guzy osiągnęły ten sam wynik biologiczny. Droga? Ustalono DNA.
Kolejna granica medycyny spersonalizowanej
Co to oznacza dla Ciebie? Dla mnie? Dla kolejnego pacjenta wchodzącego do gabinetu onkologa?
Oznacza to, że „uniwersalna” strategia zapobiegania i kontroli może stać się przestarzała, zanim jeszcze trafi na półki sklepowe.
Jeśli genetyka kieruje ewolucją nowotworu, to odziedziczone geny wpływają na ryzyko raka w sposób, który dopiero zaczynamy rozumieć. Przyszłe strategie badań przesiewowych mogą uwzględniać różnorodność populacji. Nie tylko wiek czy styl życia, ale także rzeczywisty kod zapisany w Twoich komórkach.
Doktor Sarah Aitken, pierwsza autorka badania, obecnie pracująca na Uniwersytecie Yale, wyraziła to bardzo wyraźnie:
„Jeśli podłoże genetyczne wpływa zarówno na ryzyko raka, jak i na ewolucyjną trajektorię nowotworów, przyszłe strategie powinny uwzględniać geny odziedziczone”.
Dotyczy to również leczenia. Reakcja pacjenta na leki uszkadzające DNA (takie jak DEN użyte w badaniu) może być związana z jego profilem genetycznym. Właściwa diagnostyka może pomóc.
Doktor Sam Godfrey z Cancer Research UK nazwał to „fascynującą wskazówką”. Nudge (pchanie). Zauważył, że chociaż modele myszy nie są idealnymi odpowiednikami ludzi, zasada ta jest prawdziwa. Rak zaczyna się nie tylko z powodu uszkodzeń, ale także z powodu tego, jak komórka radzi sobie z tymi uszkodzeniami za pomocą odziedziczonych instrukcji.
Pytanie otwarte
Nie jesteśmy myszami.
Badanie zostało sfinansowane przez Cancer Research UK i Medical Research Council. Jest to ściśle weryfikowane i kontrolowane. Ale ludzie to złożone maszyny żyjące w nieprzewidywalnym środowisku i prowadzące nieprzewidywalne życie.
Potrzebne są dalsze badania. Musimy wiedzieć, czy ta zasada obowiązuje w populacjach ludzkich o różnym pochodzeniu, diecie i poziomie narażenia środowiskowego.
Ale wniosek jest jasny. Ta sama iskra nie zawsze wywołuje ten sam ogień. Wszystko zależy od tego co się pali. I po raz pierwszy mamy wyraźniejszą mapę tego, czym właściwie jest to „paliwo”.
