Πίστωσης Φωτογραφία: Μέγιστο Pixel

Μετά τα τσιγάρα, το αλκοόλ είναι ίσως το πιο κοινό καρκινογόνο στο οποίο οι άνθρωποι εκτίθενται εθελοντικά. Το πώς όμως αυτή η απλή ουσία προάγει τον καρκίνο, δεν ήταν ξεκάθαρο. Αλλά μας τελευταία μελέτη, χρησιμοποιώντας γενετικά τροποποιημένα ποντίκια, ρίχνει λίγο φως στον πιθανό μηχανισμό.

Η προηγούμενη έρευνά μας αποκάλυψε τον βασικό μηχανισμό που μας προστατεύει από τη βλάβη του DNA που προκαλείται από το αλκοόλ. Το πρώτο επίπεδο αυτής της προστασίας αποτελείται από ένα ένζυμο που μετατρέπει την ακεταλδεhyδη - ένα τοξικό υποπροϊόν που δημιουργείται στο σώμα όταν μεταβολίζεται το αλκοόλ - σε μια ακίνδυνη ουσία.

Το δεύτερο επίπεδο προστασίας αποτελείται από ένα σύστημα επισκευής που διορθώνει τη βλάβη που προκαλεί η ακεταλδεhyδη στο DNA. Τώρα επεκτείναμε αυτό το έργο για να δείξουμε πώς το αλκοόλ, και στη συνέχεια το τοξικό υποπροϊόν του, βλάπτει το DNA των κυττάρων που παρέχουν αίμα - το βλαστοκύτταρο του αίματος.

Τα κληρονομικά ελαττώματα γονιδίων που βλάπτουν αυτόν τον μηχανισμό προστασίας είναι κοινά στους ανθρώπους. Περίπου 500 εκατομμύρια άνθρωποι στη Νοτιοανατολική Ασία δεν διαθέτουν το βιολογικό σύστημα αντιμετώπισης της ακεταλδεhyδης (το πρώτο επίπεδο προστασίας). Οι άνθρωποι από αυτήν την περιοχή συχνά παίρνουν κοκκινισμένη χροιά μετά την κατανάλωση αλκοόλ και συχνά αισθάνονται αδιαθεσία. Διατρέχουν επίσης αυξημένο κίνδυνο καρκίνου του οισοφάγου.

Τετραπλή αύξηση της ζημιάς

Δείχνουμε ότι τα ποντίκια που έχουν γενετικά τροποποιηθεί για να μιμηθούν αυτή την απώλεια προστασίας συσσωρεύουν τέσσερις φορές περισσότερη ζημιά DNA στα κύτταρα του αίματός τους μετά από έκθεση σε μία μόνο δόση αλκοόλ, επομένως εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το σύστημα επισκευής του DNA για να διασφαλίσουν ότι αυτά τα κύτταρα δίνουν Δεν συσσωρεύεται μη αναστρέψιμη βλάβη στο DNA.

Αν και είναι αρκετά σπάνιο, ορισμένοι άνθρωποι στερούνται του συστήματος επιδιόρθωσης DNA (προστασία δεύτερου επιπέδου) που αναιρεί τη ζημιά. Υποφέρουν από μια καταστροφική ασθένεια που ονομάζεται Αναιμία Fanconi που οδηγεί σε πρόωρο θάνατο λόγω απώλειας παραγωγής αίματος, καρκίνου αίματος και άλλων τύπων καρκίνου.

Χρησιμοποιώντας ποντίκια που δεν διαθέτουν και τους δύο μηχανισμούς προστασίας, δείχνουμε καταληκτικά ότι η έκθεση σε αλκοόλ προκαλεί βλάβη στα χρωμοσώματα στα κύτταρα του αίματος με αποτέλεσμα την αναδιάταξη των χρωμοσωμάτων τους - τις δομές στον πυρήνα των κυττάρων όπου είναι συσκευασμένο το DNA. Χρησιμοποιώντας την υπερσύγχρονη τεχνολογία προσδιορισμού αλληλουχίας DNA, αποκρυπτογραφήσαμε τα γονιδιώματα των σπάνιων βλαστικών κυττάρων που παρέχουν το αίμα σε αυτά τα ποντίκια και δείχνουμε πώς αλλοιώνονται από αυτή τη βλάβη.

Η βλάβη στο γονιδίωμα των βλαστοκυττάρων μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργία. Ωστόσο, επειδή αυτά τα ζωτικά κύτταρα δημιουργούν μεγάλο αριθμό εξειδικευμένων κυττάρων αίματος, το τροποποιημένο γονιδίωμα μεμονωμένων βλαστικών κυττάρων μπορεί να μεταδοθεί σε πολλά θυγατρικά κύτταρα. Τροποποιημένα γονιδιώματα οδηγούν τελικά σε αλλοιωμένα γονίδια, τα οποία, σε ορισμένες περιπτώσεις, προκαλούν τα κύτταρα να γίνουν καρκινικά.

Δεν υπάρχει βεβαιότητα, αλλά πολύτιμες νέες ιδέες

Έχουμε μελετήσει κυρίως τα κύτταρα του αίματος στα ποντίκια μας, αλλά δεν μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι το αλκοόλ προκαλεί καρκίνους του αίματος. Ωστόσο, είναι γνωστό ότι το αλκοόλ επηρεάζει την παραγωγή αίματος. Τα αποτελέσματά μας εξηγούν, σε κάποιο βαθμό, γιατί συμβαίνει αυτό.

Το κύριο πλεονέκτημα της μελέτης αίματος είναι ότι είναι εύκολο να εξεταστεί πειραματικά. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα βλαστοκύτταρα του αίματος, τα οποία μπορούν να ποσοτικοποιηθούν και να αξιολογηθούν λειτουργικά με μια τεχνική γνωστή ως μεταμόσχευση μυελού των οστών. Αυτό περιλαμβάνει μεταμόσχευση βλαστοκυττάρων που μπορεί κάποιος να θελήσει να αξιολογήσει σε ποντίκι που δεν έχει πλέον τέτοια κύτταρα. Με την πάροδο του χρόνου τα μεταμοσχευμένα βλαστικά κύτταρα αρχίζουν να παράγουν νέο αίμα και η αποτελεσματικότητά του σχετίζεται με την καταλληλότητα του μεταμοσχευμένου βλαστικού κυττάρου. Έτσι, η ανάλυση των βλαστικών κυττάρων του αίματος παρέχει ένα παράθυρο για το πώς το αλκοόλ μπορεί να βλάψει άλλα βλαστοκύτταρα στο σώμα, όπως αυτά που κάνουν το έντερο και το ήπαρ.

Η νέα μας έρευνα εξηγεί πώς το αλκοόλ βλάπτει το DNA στα ζωτικά μας βλαστικά κύτταρα. Αν και δείχνουμε ότι αυτή η βλάβη περιορίζεται από έναν ισχυρό μηχανισμό προστασίας, η κληρονομική δυσλειτουργία αυτού του μηχανισμού είναι κοινή στους ανθρώπους. Παρ 'όλα αυτά, είναι επίσης σημαντικό να τονιστεί ότι, όπως όλοι οι προστατευτικοί μηχανισμοί, δεν είναι τέλειοι και μπορούν να καταπολεμηθούν. Οι περισσότερες ζωές στη Γη, από βακτήρια έως θηλαστικά, διαθέτουν επίσης αυτόν τον προστατευτικό μηχανισμό, αλλά, σε αντίθεση με τους ανθρώπους, δεν έχουν ακόμη αναπτύξει την ικανότητα παραγωγής αλκοόλ σε βιομηχανική κλίμακα για κατανάλωση.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Ketan Patel, Καθηγητής, Πανεπιστήμιο του Cambridge. Είναι μοριακός βιολόγος στο MRC LMB

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικές Βιβλία:

at InnerSelf Market και Amazon