Они раскрывают, как и почему у некурящих людей возникает рак легких

Опубликованное в «Nature» исследование не только помогает понять, как загрязнение взаимодействует с клетками легких, инициируя и распространяя изменения, которые в конечном итоге приводят к раку, и объясняет случаи рака легких у некурящих, но и дает аргумент в пользу инициатив. сделать качество воздуха неотложным приоритетом общественного здравоохранения.

И, как предупреждает Чарльз Суонтон, директор Института Фрэнсиса Крика и руководитель исследований: от 3 до 5 лет воздействия достаточно, чтобы этот механизм активировался.

Кроме того, отмечает Виктор Бриз из Национального центра гигиены окружающей среды Института здоровья Карлоса III, исследование также показывает, что эти типы мутаций накапливаются естественным образом с возрастом и не являются результатом других факторов окружающей среды (таких как погода, пример). табак или само загрязнение) и, следовательно, им подвержены все люди; «Отсюда важность снижения уровня загрязнения окружающей среды».

Работа является частью серии исследований, финансируемых Cancer Research UK, чтобы попытаться понять механизмы, с помощью которых загрязнение воздуха может вызвать рак легких, чтобы найти способы предотвратить развитие болезни у людей. незащищенный.

То, что загрязнение воздуха наносит вред нашему здоровью, почти никто не оспаривает. Это связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, многими видами рака, ожирением и т. д.

«Те же переносимые по воздуху частицы, образующиеся в результате сжигания ископаемого топлива, которые усугубляют изменение климата, напрямую влияют на здоровье человека через важный и ранее упускаемый из виду механизм, вызывающий рак в клетках легких. Риск рака легких от загрязнения воздуха меньше, чем от употребления табака, но мы не можем контролировать то, чем мы все дышим. Во всем мире больше людей подвергаются опасным уровням загрязнения воздуха, чем токсичным химическим веществам из сигаретного дыма, и эти новые данные связывают важность решения проблемы здоровья климата с улучшением здоровья человека», — сказал Суонтон, также из Университетского колледжа Лондона (Соединенное Королевство). ).

Известно, что повышенное воздействие загрязнения связано с более высокой заболеваемостью раком легких. Ключевым фактором в этом процессе являются твердые частицы (PM), особенно мелкие частицы размером 2,5 микрометра или меньше (PM2,5), которые могут легко достичь легких.

Однако взаимодействие между триггерами окружающей среды и генными мутациями, связанными с раком легкого (такими как мутации в генах EGFR или KRAS, двух наиболее часто мутирующих генах при немелкоклеточном раке легкого), невелико. известен.

В ходе исследования были изучены данные более чем 400 000 человек и посмотрели, были ли показатели некоторых типов рака легких выше в районах с высоким уровнем содержания мелких твердых частиц (так называемых PM2,5).

Во-первых, они исследовали взаимосвязь между воздействием PM2,5 и частотой рака легких у 32 957 человек с раком легких с мутацией EGFR из четырех стран (Англия, Тайвань, Южная Корея и Канада).

Таким образом, они обнаружили, что воздействие повышенных уровней PM2,5 связано с более высокой предполагаемой заболеваемостью раком легких с мутацией EGFR.

И данные 407 509 участников британского биобанка подтверждают эту ассоциацию.

Затем они обследовали когорту из 228 человек с раком легких из Канады и обнаружили более высокую частоту случаев рака легких после 3 лет высокого воздействия загрязнителей воздуха PM2,5 (73%) по сравнению с низким уровнем воздействия (40%). .

Вызывает тревогу, признает Суонтон, что эта связь среди канадской когорты не наблюдалась в течение 20-летнего периода, что позволяет предположить, что 3 лет воздействия высоких уровней загрязнения может быть достаточно для возникновения этих видов рака.

модель мыши

Чтобы определить механизм, который вызывает рак легких у людей, которые не курили, или за такой короткий промежуток времени, ученые использовали модели мышей для исследования клеточных процессов, которые могут лежать в основе прогрессирования рака в связи с загрязнением воздуха.

Более 70 лет назад было высказано предположение, что онкогенез включает в себя двухэтапный процесс: начальный этап, вызывающий мутации в здоровых клетках, за которым следует другой промотор, вызывающий развитие рака.

Благодаря его модели было видно, что это не так.

Суонтон объясняет, что частицы PM2,5 из окружающей среды способствуют развитию рака легких, воздействуя на клетки, содержащие ранее существовавшие онкогенные мутации в здоровой ткани легких. В частности, отмечает он, «при EGFR-индуцированном раке легкого, который чаще встречается у никогда не куривших или малокурящих, мы обнаружили значительную связь между уровнями PM2,5 и заболеваемостью раком легких в 32 957 случаях рака легких, вызванного EGFR в четыре когорты внутри страны».

Исследователи также заметили, что частицы PM2.5, по-видимому, запускают процесс в иммунной системе: они стимулируют проникновение макрофагов, высвобождающих медиатор воспаления, интерлейкин-1β, который вызывает экспансию клеток с мутациями EGFR в ответ на PM2. .5 воздействие, и что блокада интерлейкина-1β подавляет инициацию рака легких.

Этот процесс, как он объясняет, создает клеточное состояние, подобное предшественникам, в EGFR-мутантных клетках альвеолярного эпителия легких типа II, которое подпитывает онкогенез.

Сказанный шаг, объясняет Суонтон, “усугубляет воспаление и способствует дальнейшему прогрессированию опухоли в моделях рака EGFR и KRAS ».

Выступая перед Научным медиа-центром, Виктор Бриз подчеркнул, что важность и значимость этого исследования заключается «не только в подтверждении достоверными статистическими данными» связи между загрязнением окружающей среды и развитием опухолей легких, но и в том, что оно идет дальше, «путем исследование и выяснение механизмов, связанных с использованием животных моделей.

Используя модели генетически модифицированных мышей, объясняет Бриз, «авторы убедительно демонстрируют, что частицы загрязнения воздуха вызывают воспалительную реакцию в легких, опосредованную макрофагами (клетками иммунной системы) и интерлейкином-1 (провоспалительная молекула). пролиферация некоторых клеток легочного эпителия (именно с мутациями EGFR)».

Хотя авторы признают незначительные методологические ограничения в его исследовании, такие как оценка воздействия частиц по регионам (вместо индивидуального воздействия) или использование ранее неочищенной альвеолярной ткани для различных типов клеток в генетическом анализе, для Бриза они минимальны по сравнению с подавляющее научное доказательство при условии, что это подтверждает их выводы.

В любом случае Суонтон подчеркивает важность снижения загрязнения воздуха для снижения риска заболеваний легких, в том числе рака. «Мы давно знали о связи между загрязнением окружающей среды и раком легких, и теперь у нас есть возможное объяснение. Поскольку потребление ископаемого топлива идет рука об руку с загрязнением окружающей среды и выбросами углерода, у нас есть серьезные полномочия для решения этих проблем как по экологическим причинам, так и по причинам здравоохранения».