Dugo smatran bolešću koja gotovo isključivo pogađa pušače, rak pluća sve više mijenja svoje lice. Globalno, zdravstveni stručnjaci s rastućom zabrinutošću prate uznemirujući trend: porast broja oboljelih od raka pluća među ljudima koji nikada nisu pušili. Ovaj oblik bolesti neproporcionalno pogađa žene, osobito one azijskog podrijetla, i bilježi višu prevalenciju u istočnoazijskim nacijama u usporedbi sa zapadnim svijetom. Dok se desetljećima fokus javnog zdravstva usmjeravao na borbu protiv duhana, postalo je jasno da drugi okolišni čimbenici igraju ključnu, ali nedovoljno razjašnjenu ulogu. Nedavna znanstvena otkrića konačno bacaju novo svjetlo na ovu kompleksnu problematiku, nudeći prve konkretne genomske dokaze koji povezuju zagađenje zraka s razvojem ove opake bolesti kod nepušača.

Genomska istraga otkriva skrivenog krivca

Revolucionarna studija, objavljena prošlog tjedna u prestižnom znanstvenom časopisu Nature, pruža do sada najuvjerljivije dokaze koji zagađenje zraka i druge okolišne izloženosti identificiraju kao glavne pokretače raka pluća kod nepušača. Istraživanje, koje su zajednički proveli znanstvenici sa Sveučilišta u Kaliforniji u San Diegu (UC San Diego) i Nacionalnog instituta za rak (NCI), dijela američkog Nacionalnog instituta za zdravlje (NIH), predstavlja prekretnicu u razumijevanju ove bolesti. Dosadašnje studije uglavnom su ukazivale na epidemiološku povezanost, no ovo istraživanje ide korak dalje, zadirući duboko u genom tumora kako bi otkrilo molekularne mehanizme kojima okolišni čimbenici oštećuju DNK i potiču razvoj karcinoma.

Dr. Ludmil Alexandrov, profesor bioinženjerstva i stanične i molekularne medicine na UC San Diegu i jedan od voditelja studije, naglašava važnost ovog otkrića. "Suočeni smo s problematičnim trendom porasta raka pluća kod nepušača, a do sada nismo u potpunosti razumjeli zašto. Naše istraživanje pokazuje da je zagađenje zraka snažno povezano s istim tipovima DNK mutacija koje tipično povezujemo s pušenjem", istaknuo je Alexandrov. Njegova kolegica, dr. Maria Teresa Landi, epidemiologinja s NCI-ja, dodaje: "Ovo je hitan i rastući globalni problem. Većina prethodnih studija nije razdvajala podatke pušača od nepušača, što je ograničavalo uvid u potencijalne uzroke kod tih pacijenata. Dizajnirali smo studiju kako bismo prikupili podatke od nepušača diljem svijeta i iskoristili genomiku da pronađemo tragove izloženosti koje bi mogle uzrokovati ove karcinome."

Molekularni otisci prstiju u našim stanicama

Znanstveni tim analizirao je tumore pluća od 871 nepušača koji žive u 28 različitih regija diljem Afrike, Azije, Europe i Sjeverne Amerike, pokrivajući područja s različitim razinama zagađenja zraka. Koristeći naprednu tehniku sekvenciranja cijelog genoma, istraživači su identificirali specifične obrasce DNK mutacija, poznate kao mutacijski potpisi. Ovi potpisi djeluju poput molekularnih otisaka prstiju, ostavljajući trajan zapis o prošlim izloženostima koje su oštetile genetski materijal stanice. Kombinirajući genomske podatke s procjenama zagađenja temeljenim na satelitskim i zemaljskim mjerenjima finih lebdećih čestica (PM2.5), uspjeli su procijeniti dugoročnu izloženost pojedinaca zagađenom zraku.

Rezultati su bili nedvosmisleni. Nepušači koji žive u zagađenijim okruženjima imali su značajno veći broj mutacija u svojim tumorima pluća. Posebno su bile izražene takozvane "driver" mutacije, koje izravno potiču razvoj raka, te mutacijski potpisi povezani s karcinomom. Primjerice, kod tih pojedinaca zabilježen je 3,9 puta veći porast mutacijskog potpisa koji se inače povezuje s pušenjem duhana i 76% veći porast drugog potpisa povezanog sa starenjem. Marcos Díaz-Gay, jedan od autora studije, pojašnjava da to ne znači da zagađenje stvara jedinstveni "potpis zagađenja zraka", već da povećava ukupan broj mutacija, osobito unutar poznatih puteva oštećenja DNK. "Ono što vidimo jest da je zagađenje zraka povezano s povećanjem somatskih mutacija, uključujući i one koje spadaju pod poznate mutacijske potpise pripisane pušenju i starenju", kaže Díaz-Gay.

Istraživači su također uočili jasan odnos doze i odgovora: što je osoba bila izloženija zagađenju, to je više mutacija pronađeno u tumorima pluća. Dodatno, ti su tumori imali kraće telomere, zaštitne kapice na krajevima kromosoma, što je jasan znak ubrzanog staničnog starenja.

Iznenađujući rezultati: Uloga pasivnog pušenja i biljnih lijekova

Nasuprot snažnoj povezanosti sa zagađenjem zraka, istraživači nisu pronašli jaku genetsku korelaciju s pasivnim pušenjem. Tumori pluća nepušača izloženih pasivnom pušenju pokazali su samo blagi porast mutacija, zajedno s kraćim telomerama, ali bez specifičnih mutacijskih potpisa ili "driver" mutacija. Iako je izloženost pasivnom pušenju poznati rizični faktor za rak, njegov mutageni učinak bio je daleko manje izražen od onoga viđenog kod zagađenja zraka. Znanstvenici sugeriraju da je mutageni efekt pasivnog pušenja možda preslab da bi ga detektirali sadašnjim alatima, iako su njegovi biološki učinci vidljivi u značajnom skraćenju telomera.

Osim zagađenja zraka, studija je identificirala još jedan okolišni rizik: aristolohijsku kiselinu, snažan kancerogen koji se nalazi u određenim tradicionalnim kineskim biljnim lijekovima. Specifičan mutacijski potpis povezan s ovom kiselinom pronađen je gotovo isključivo u slučajevima raka pluća kod nepušača s Tajvana. Iako je aristolohijska kiselina ranije bila povezana s rakom mjehura, probavnog sustava, bubrega i jetre uslijed gutanja, ovo je prva studija koja pruža dokaze da bi mogla doprinijeti i raku pluća. Istraživači sumnjaju da bi do toga moglo doći udisanjem para tradicionalnih biljnih pripravaka, no za potvrdu te hipoteze bit će potrebna dodatna istraživanja. "Ovo otvara novu zabrinutost o tome kako tradicionalni lijekovi mogu nenamjerno povećati rizik od raka, ali istovremeno predstavlja i priliku za prevenciju, posebno u Aziji," komentirala je dr. Landi.

Misterij novog potpisa i budućnost istraživanja

U još jednom intrigantnom otkriću, tim je identificirao potpuno novi mutacijski potpis koji se pojavljuje u tumorima pluća većine nepušača, ali je odsutan kod pušača. Njegov uzrok ostaje nepoznat – nije bio u korelaciji sa zagađenjem zraka niti bilo kojom drugom poznatom okolišnom izloženošću. "Vidimo ga u većini slučajeva u ovoj studiji, ali još ne znamo što ga pokreće," rekao je Alexandrov. "Ovo je nešto sasvim drugačije i otvara potpuno novo područje istraživanja."

Gledajući unaprijed, istraživači planiraju proširiti svoju studiju kako bi uključili slučajeve raka pluća kod nepušača iz Latinske Amerike, Bliskog istoka i dodatnih regija Afrike. Također usmjeravaju svoju pažnju na druge potencijalne rizike. Jedan od fokusa je upotreba marihuane i e-cigareta, posebno među mlađim osobama koje nikada nisu pušile duhan, kako bi se istražilo doprinose li i te izloženosti mutacijskim promjenama u plućnom tkivu. Cilj im je proučiti i druge okolišne rizike, kao što su radon i azbest, te prikupiti detaljnije podatke o zagađenju na lokalnoj i individualnoj razini kako bi se stvorila još potpunija slika o uzrocima ove sve češće bolesti.

Izvor: University of California