Scienziati americani hanno scoperto che alcuni tipi di cancro sono quasi impossibili da prevenire. Le mutazioni che le causano dipendono meno da fattori ambientali e più da errori nella copia del DNA durante la divisione delle cellule staminali. "Lenta.ru" racconta in modo più dettagliato il nuovo studio pubblicato sulla rivista Science.
Il cancro è il risultato di un graduale accumulo di mutazioni che promuovono la proliferazione cellulare incontrollata e la formazione di tumori. Cosa causa queste mutazioni? Ci sono fattori esterni e interni. Quelli esterni sono il fumo, l'alimentazione malsana, l'esposizione alle radiazioni ultraviolette, uno stile di vita sedentario. Quindi, i raggi del sole possono danneggiare il DNA dei melanociti, che porta allo sviluppo del melanoma. L'influenza di fattori esterni può essere indebolita e questa è quella che viene chiamata prevenzione primaria del cancro. Ma le mutazioni possono essere ereditate. Inoltre, derivano da errori nella copia del DNA durante la divisione cellulare.
In precedenza, gli scienziati della Johns Hopkins University hanno suggerito che gli errori nella copia del DNA potrebbero essere la ragione per cui è più probabile che i tumori si verifichino in alcuni tessuti e organi rispetto ad altri. Questa ipotesi si basava sul fatto che negli Stati Uniti, il rischio di sviluppare il cancro per tutta la vita in alcuni tipi di tessuti è fortemente correlato al numero totale di divisioni delle cellule staminali normali in questi tessuti.
Ogni volta che una cellula staminale si divide, ci sono circa tre mutazioni nel suo DNA. Naturalmente, prima o poi, i cambiamenti interesseranno i geni associati al cancro. Più spesso una cellula si divide, maggiore è il rischio. Gli scienziati possono stimare il rischio relativo di tumori maligni che si formano in organi diversi. Determinare il contributo di ciascuna delle tre fonti di mutazione (ambiente, ereditarietà e divisione) al cancro è più difficile.
In alcuni malati di cancro, l'ereditarietà e la divisione sono sufficienti per lo sviluppo della malattia, in altri alcune mutazioni sono state ereditate (possono essere chiamate mutazioni H), altre - endogene - sono comparse durante la copia del DNA (mutazioni R) e il resto è il risultato di fattori esterni (E -mutazione). Tutto ciò complica notevolmente il quadro generale, ma i ricercatori hanno comunque trovato un modo per valutare il contributo di tutte e tre le fonti. Hanno ragionevolmente presunto che le mutazioni R fossero distribuite uniformemente tra tutte le persone di una data età. Allo stesso tempo, i fattori ereditari e ambientali possono variare ampiamente e influenzare ogni persona in modi diversi.
Foto: Ed Uthman, MD / Wikimedia
Gli scienziati hanno analizzato i casi di cancro in 69 paesi, coprendo le condizioni ambientali in cui vivono un totale di 4,8 miliardi di persone. I dati sulla malattia sono stati ottenuti dagli archivi dell'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC). È emerso che per tutti i paesi esiste una chiara correlazione tra il numero di divisioni di cellule staminali e il rischio di cancro. E più vecchia è l'età, più forte è questa correlazione.
Come determinare il contributo alle mutazioni di ciascuno dei tre gruppi di fattori? Immagina che tutte le persone della Terra abbiano corretto le mutazioni ereditarie e che tutta l'umanità sia stata trasferita sul pianeta "B" con condizioni ambientali ideali. Quindi, su questo pianeta, E e H sono uguali a zero e tutte le mutazioni si verificano a causa di errori nella copia del DNA durante la divisione delle cellule staminali. Sfortunatamente, R è sempre maggiore di zero, poiché non esiste un meccanismo perfetto per copiare i geni. Anche se non dobbiamo dimenticare che gli errori di replicazione forniscono un processo evolutivo e la copia ultra precisa dei geni escluderebbe l'esistenza umana.
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Supponiamo che un potente mutageno sia stato spruzzato nella biosfera del pianeta "B" che ha colpito tutti gli habitat. Tutte le persone avrebbero la stessa probabilità di essere influenzate da questo fattore per tutta la vita. Diciamo che un mutageno aumenta il tasso di accumulo di mutazioni somatiche nelle cellule staminali, di conseguenza, la probabilità di cancro aumenta di 10 volte. In altre parole, il 90% di tutti i tumori maligni derivano dall'esposizione all'ambiente e possono essere prevenuti evitando il contatto con il mutageno.
Supponiamo che tre mutazioni del driver siano sufficienti per il verificarsi del cancro. Il 10% delle malattie si sviluppa quindi a causa del fatto che tutte e tre le mutazioni sono associate a errori di replicazione. Il resto è una conseguenza di varie combinazioni di mutazioni E e R. La quota di tutte le mutazioni R driver nella popolazione del pianeta "B" sarà del 40% e questo indicatore non può essere ridotto in alcun modo.
Questo esempio teorico non differisce molto dalla situazione che si è sviluppata con l'adenocarcinoma polmonare. Questo tipo di cancro è evitabile al 90% evitando l'esposizione al fumo di tabacco. Tuttavia, non è stato dimostrato che la predisposizione all'adenocarcinoma sia ereditaria. Per scoprire quale percentuale di mutazioni R del driver è responsabile di questo tipo di cancro, i ricercatori hanno analizzato i risultati di studi epidemiologici e le informazioni sulle sequenze di DNA. Si è scoperto che più di un terzo (35%) delle mutazioni correlate al cancro sono dovute a errori di copia.
Il cancro del dotto pancreatico è prevenibile solo nel 37% dei casi (77% delle mutazioni R, 18% delle mutazioni E). I tumori della testa, della prostata e delle ossa sono più comuni a causa delle mutazioni del driver somatico e sono quasi impossibili da prevenire con i cambiamenti dello stile di vita, a differenza dei tumori del polmone, della pelle o dell'esofago. Nel complesso, si stima che il 42% di tutti i tumori possa essere evitato eliminando le influenze ambientali.
A causa dell'invecchiamento della popolazione, il cancro sta diventando la principale causa di morte nel mondo. La prevenzione primaria, secondo gli esperti, è il modo migliore per ridurre la mortalità. Tuttavia, non tutti i tipi di tumori maligni possono essere protetti riducendo al minimo l'impatto negativo di fattori esterni. In questo caso, è necessaria la prevenzione secondaria, cioè un intervento medico precoce.
Alexander Enikeev
