STUDIU. Cum determină substanțele toxice din fumul de țigară mutații în ADN care pot conduce la cancer pulmonar: impactul benzopirenului asupra genomului uman

  • Oncologie



Un studiu realizat în cadrul ETH Zurich demonstrează pentru prima dată efectele expunerii la Benzo(a)piren (BaP) asupra celulelor pulmonare, la rezoluție moleculară fără precedent. BaP este produsul combustiei incomplete a materiei organice, fiind regăsit în gudronul de cărbune, în fumul de țigară și în alimentele pregătite pe grătar. Este cunoscut drept un factor care provoacă modificări la nivelul ADN-ului. Aceste modificări sunt similare celor care apar în cancerul pulmonar asociat fumatului. Noile date au fost publicate în jurnalul ACS Central Science și pot contribui la evaluarea riscului de cancer în funcție de expunerea la BaP pe baza determinării unor biomarkeri genomici.

Rezultatele acestui studiu au arătat că în ciuda faptului că există o legătură între doza expunerii și modificările ADN-ului, tiparul leziunilor a rămas stabil în genom, indiferent de modificarea concentrației metabolitului BaP.

abonare
BaP radiografie cancer pulmonar
Photo by CDC on Unsplash

Integritatea genomului poate fi influențată prin alterările chimice produse la nivelul bazelor care formează ADN-ul, iar BaP este un factor cancerigen uman cunoscut. Atunci când acesta este metabolizat în organism la epoxid, se poate lega ireversibil de guanina din ADN. Dezechilibrul dintre leziuni și procesul de reparare celulară poate duce la apariția bolii prin mutațiile care persistă în replicarea celulară.

În acest studiu, s-au utilizat celule pulmonare umane crescute într-un mediu de cultură, la care s-au adăugat cantități crescânde a versiunii metabolizate a BaP. Cercetătorii au urmărit echilibrul dintre leziuni și procesul de reparare celulară, determinând și distribuția leziunilor ADN în tot genomul celular.

Prin acest studiu se realizează prima descriere a modificărilor moleculare pe care substanța chimică o determină la nivelul genomului uman, fiind explicate efectele în detaliu, până la nivelul nucleotidelor (unitățile de bază ale ADN-ului). S-a realizat astfel o ”hartă” a modificărilor induse de BaP în ADN-ul uman care permite o caracterizare mai bună a zonelor în care se acumulează mutații.

Aceste rezultate conduc la identificarea unor semnături mutaționale (totalitatea mutațiilor asociate cu procese specifice implicate în dezvoltarea cancerului). În acest caz, expunerea la substanța BaP determină o semnătură mutațională, care este precum o amprentă moleculară specifică, similară cu cea determinată de expunerea la tutun.

Deoarece rezultatele reprezintă prima determinare a tiparului deteriorării specifice dată de BaP la nivelul genomului, folosind rezoluția cu un singur nucleotid, studiul poate oferi înțelegerea dinamicii dintre lezarea ADN și procesele de reparare.

În același timp, analiza leziunilor de la nivelul ADN-ului a fost făcută pe un singur tip de celulă, într-un moment fix de timp, oferind astfel un instantaneu al distribuției daunelor în timpul procesului dinamic al deteriorării și reparării ADN-ului. De aceea, cercetătorii au subliniat faptul că sunt necesare analize mai amănunțite, folosind procesele din acest studiu, pentru a determina evoluția tiparelor de lezare a ADN-ului independentă de timp, la nivelul celulelor cu caracteristici genetice și epigenetice diferite, formând astfel o bază în elucidarea mecanismelor de mutageneză la nivel de genom.

Citește și: