Amerikaanse wetenschappers hebben ontdekt dat sommige soorten kanker bijna onmogelijk te voorkomen zijn. De mutaties die ze veroorzaken, zijn minder afhankelijk van omgevingsfactoren en meer van fouten bij het kopiëren van DNA tijdens stamceldeling. "Lenta.ru" vertelt meer in detail over de nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science.
Kanker is het resultaat van een geleidelijke accumulatie van mutaties die een ongecontroleerde celproliferatie en de vorming van tumoren bevorderen. Wat veroorzaakt deze mutaties? Er zijn externe en interne factoren. Externe zijn roken, ongezonde voeding, blootstelling aan ultraviolette straling, een zittende levensstijl. De zonnestralen kunnen dus het DNA van melanocyten beschadigen, wat leidt tot de ontwikkeling van melanoom. De invloed van externe factoren kan worden verzwakt, en dit wordt primaire kankerpreventie genoemd. Maar mutaties kunnen worden geërfd. Bovendien ontstaan ze door fouten bij het kopiëren van DNA tijdens celdeling.
Eerder suggereerden wetenschappers van de Johns Hopkins University dat fouten bij het kopiëren van DNA ertoe kunnen leiden dat kanker vaker voorkomt in sommige weefsels en organen dan in andere. Deze hypothese was gebaseerd op het feit dat in de Verenigde Staten het risico op het ontwikkelen van kanker gedurende het hele leven in bepaalde weefselsoorten sterk gecorreleerd is met het totale aantal delingen van normale stamcellen in deze weefsels.
Elke keer dat een stamcel zich deelt, zijn er ongeveer drie mutaties in zijn DNA. Natuurlijk zullen de veranderingen vroeg of laat invloed hebben op de genen die verband houden met kanker. Hoe vaker een cel zich deelt, hoe groter het risico. Wetenschappers kunnen het relatieve risico op de vorming van kwaadaardige tumoren in verschillende organen inschatten. Het bepalen van de bijdrage van elk van de drie bronnen van mutatie (omgeving, overerving en deling) aan kanker is een grotere uitdaging.
Bij sommige kankerpatiënten zijn erfelijkheid en deling voldoende voor de ontwikkeling van de ziekte, bij andere zijn sommige mutaties geërfd (ze kunnen H-mutaties worden genoemd), andere - endogeen - verschenen tijdens het kopiëren van DNA (R-mutaties) en de rest is het resultaat van externe factoren (E -mutatie). Dit alles bemoeilijkt het totaalbeeld enorm, maar de onderzoekers hebben toch een manier gevonden om de bijdrage van alle drie de bronnen te beoordelen. Ze gingen er redelijkerwijs van uit dat R-mutaties gelijkmatig verdeeld zijn over alle mensen van een bepaalde leeftijd. Tegelijkertijd kunnen erfelijke en omgevingsfactoren sterk verschillen en elke persoon op verschillende manieren beïnvloeden.
Foto: Ed Uthman, MD / Wikimedia
Wetenschappers analyseerden gevallen van kanker in 69 landen, die de omgevingsomstandigheden bestreken waarin in totaal 4,8 miljard mensen leven. Ziektegegevens werden verkregen uit de archieven van het International Agency for Research on Cancer (IARC). Het bleek dat er voor alle landen een duidelijke correlatie bestaat tussen het aantal stamceldelingen en het risico op kanker. En hoe ouder de leeftijd, hoe sterker deze correlatie.
Hoe bepaal je de bijdrage aan mutaties van elk van de drie groepen factoren? Stel je voor dat alle mensen op aarde erfelijke mutaties hadden laten corrigeren en dat de hele mensheid werd verplaatst naar de planeet "B" met ideale omgevingsomstandigheden. Daarom zijn E en H op deze planeet gelijk aan nul, en alle mutaties treden op als gevolg van fouten bij het kopiëren van DNA tijdens stamceldeling. Helaas is R altijd groter dan nul, omdat er geen perfect mechanisme is voor het kopiëren van genen. Hoewel we niet mogen vergeten dat replicatiefouten een evolutionair proces vormen, en dat het uiterst nauwkeurig kopiëren van genen het menselijk bestaan zou uitsluiten.
Promotie video:
Stel dat een krachtig mutageen in de biosfeer van planeet "B" werd gespoten die alle habitats aantastte. Alle mensen zouden gedurende hun hele leven even waarschijnlijk door deze factor worden beïnvloed. Stel dat een mutageen de mate van accumulatie van somatische mutaties in stamcellen verhoogt, als resultaat neemt de kans op kanker 10 keer toe. Met andere woorden, 90 procent van alle kwaadaardige tumoren ontstaat door blootstelling aan de omgeving en ze kunnen worden voorkomen door contact met het mutageen te vermijden.
Stel dat drie driver-mutaties voldoende zijn om kanker te laten ontstaan. 10 procent van de ziekten ontwikkelt zich dus doordat alle drie de mutaties geassocieerd zijn met fouten in replicatie. De rest is een gevolg van verschillende combinaties van E- en R-mutaties. Het aandeel van alle driver-R-mutaties in de populatie van planeet "B" zal 40 procent zijn, en deze indicator kan op geen enkele manier worden verminderd.
Dit theoretische voorbeeld verschilt niet veel van de situatie die zich ontwikkelde bij longadenocarcinoom. Dit type kanker is voor 90 procent te vermijden door blootstelling aan tabaksrook te vermijden. Het is echter niet bewezen dat de aanleg voor adenocarcinoom erfelijk is. Om erachter te komen welk deel van de driver-R-mutaties verantwoordelijk is voor dit type kanker, analyseerden de onderzoekers de resultaten van epidemiologische studies en informatie over DNA-sequenties. Meer dan een derde (35 procent) van de kankergerelateerde mutaties, zo bleek, zijn te wijten aan kopieerfouten.
Pancreaskanaalkanker is in slechts 37 procent van de gevallen te voorkomen (77 procent van de R-mutaties, 18 procent van de E-mutaties). Tumoren van het hoofd, de prostaat en het bot komen het meest voor door mutaties van de somatische driver en zijn bijna onmogelijk te voorkomen met veranderingen in levensstijl, in tegenstelling tot long-, huid- of slokdarmkanker. Over het algemeen wordt geschat dat 42 procent van alle kankers kan worden vermeden door omgevingsinvloeden te elimineren.
Als gevolg van de vergrijzing van de bevolking wordt kanker de belangrijkste doodsoorzaak ter wereld. Primaire preventie is volgens experts de beste manier om sterfte te verminderen. Niet alle soorten kwaadaardige tumoren kunnen echter worden beschermd door de negatieve impact van externe factoren tot een minimum te beperken. In dit geval is secundaire preventie noodzakelijk, dat wil zeggen vroegtijdige medische interventie.
Alexander Enikeev
