Amerikanische Wissenschaftler haben herausgefunden, dass einige Krebsarten kaum zu verhindern sind. Die Mutationen, die sie verursachen, sind weniger abhängig von Umweltfaktoren als vielmehr von Fehlern beim Kopieren von DNA während der Stammzellteilung. "Lenta.ru" berichtet ausführlicher über die neue Studie, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde.
Krebs ist das Ergebnis einer allmählichen Anhäufung von Mutationen, die eine unkontrollierte Zellproliferation und die Bildung von Tumoren fördern. Was verursacht diese Mutationen? Es gibt externe und interne Faktoren. Externe sind Rauchen, ungesunde Ernährung, Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung, ein sitzender Lebensstil. So können die Sonnenstrahlen die DNA von Melanozyten schädigen, was zur Entwicklung eines Melanoms führt. Der Einfluss externer Faktoren kann abgeschwächt werden, was als primäre Krebsprävention bezeichnet wird. Aber Mutationen können vererbt werden. Darüber hinaus entstehen sie durch Fehler beim Kopieren von DNA während der Zellteilung.
Zuvor schlugen Wissenschaftler der Johns Hopkins University vor, dass Fehler beim Kopieren von DNA der Grund dafür sein könnten, dass Krebserkrankungen in einigen Geweben und Organen häufiger auftreten als in anderen. Diese Hypothese basierte auf der Tatsache, dass in den Vereinigten Staaten das Risiko, während bestimmter Gewebetypen während des gesamten Lebens an Krebs zu erkranken, stark mit der Gesamtzahl der Teilungen normaler Stammzellen in diesen Geweben korreliert.
Jedes Mal, wenn sich eine Stammzelle teilt, gibt es ungefähr drei Mutationen in ihrer DNA. Natürlich werden die Veränderungen früher oder später die mit Krebs verbundenen Gene beeinflussen. Je öfter sich eine Zelle teilt, desto größer ist das Risiko. Wissenschaftler können das relative Risiko der Bildung bösartiger Tumoren in verschiedenen Organen abschätzen. Die Bestimmung des Beitrags jeder der drei Mutationsquellen (Umwelt, Vererbung und Teilung) zum Krebs ist schwieriger.
Bei einigen Krebspatienten ist Vererbung und Teilung für die Entwicklung der Krankheit ausreichend, bei anderen wurden einige Mutationen vererbt (sie können als H-Mutationen bezeichnet werden), andere - endogen - traten während des DNA-Kopierens auf (R-Mutationen), und der Rest ist das Ergebnis externer Faktoren (E. -Mutation). All dies erschwert das Gesamtbild erheblich, aber die Forscher haben dennoch einen Weg gefunden, den Beitrag aller drei Quellen zu bewerten. Sie gingen vernünftigerweise davon aus, dass R-Mutationen gleichmäßig auf alle Menschen eines bestimmten Alters verteilt sind. Gleichzeitig können erbliche und umweltbedingte Faktoren sehr unterschiedlich sein und jede Person auf unterschiedliche Weise beeinflussen.
Foto: Ed Uthman, MD / Wikimedia
Wissenschaftler analysierten Krebsfälle in 69 Ländern und deckten die Umweltbedingungen ab, unter denen insgesamt 4,8 Milliarden Menschen leben. Krankheitsdaten wurden aus den Archiven der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) bezogen. Es stellte sich heraus, dass für alle Länder ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Anzahl der Stammzellteilungen und dem Krebsrisiko besteht. Und je älter das Alter, desto stärker ist diese Korrelation.
Wie kann der Beitrag zu Mutationen jeder der drei Gruppen von Faktoren bestimmt werden? Stellen Sie sich vor, alle Menschen auf der Erde hätten erbliche Mutationen korrigiert und die gesamte Menschheit wäre unter idealen Umweltbedingungen auf den Planeten "B" versetzt worden. Daher sind auf diesem Planeten E und H gleich Null, und alle Mutationen treten aufgrund von Fehlern beim Kopieren von DNA während der Stammzellteilung auf. Leider ist R immer größer als Null, da es keinen perfekten Mechanismus zum Kopieren von Genen gibt. Obwohl wir nicht vergessen dürfen, dass Replikationsfehler einen evolutionären Prozess darstellen und ein ultrapräzises Kopieren von Genen die menschliche Existenz ausschließen würde.
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Angenommen, ein starkes Mutagen wurde in die Biosphäre des Planeten "B" gesprüht, die alle Lebensräume betraf. Es ist gleich wahrscheinlich, dass alle Menschen während ihres gesamten Lebens von diesem Faktor betroffen sind. Angenommen, ein Mutagen erhöht die Akkumulationsrate somatischer Mutationen in Stammzellen, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit von Krebs um das Zehnfache erhöht. Mit anderen Worten, 90 Prozent aller bösartigen Tumoren entstehen durch Umwelteinflüsse und können verhindert werden, indem der Kontakt mit dem Mutagen vermieden wird.
Angenommen, drei Treibermutationen reichen aus, um Krebs zu verursachen. 10 Prozent der Krankheiten entwickeln sich somit aufgrund der Tatsache, dass alle drei Mutationen mit Replikationsfehlern verbunden sind. Der Rest ist eine Folge verschiedener Kombinationen von E- und R-Mutationen. Der Anteil aller Fahrer-R-Mutationen an der Bevölkerung des Planeten "B" wird 40 Prozent betragen, und dieser Indikator kann in keiner Weise reduziert werden.
Dieses theoretische Beispiel unterscheidet sich nicht wesentlich von der Situation, die sich beim Lungenadenokarzinom entwickelt hat. Diese Art von Krebs ist zu 90 Prozent vermeidbar, indem die Exposition gegenüber Tabakrauch vermieden wird. Es wurde jedoch nicht nachgewiesen, dass die Veranlagung zum Adenokarzinom vererbt ist. Um herauszufinden, welcher Anteil der Treiber-R-Mutationen für diese Art von Krebs verantwortlich ist, analysierten die Forscher die Ergebnisse epidemiologischer Studien und Informationen zu DNA-Sequenzen. Es stellte sich heraus, dass mehr als ein Drittel (35 Prozent) der krebsbedingten Mutationen auf Kopierfehler zurückzuführen sind.
Pankreasgangkrebs ist nur in 37 Prozent der Fälle vermeidbar (77 Prozent der R-Mutationen, 18 Prozent der E-Mutationen). Tumoren des Kopfes, der Prostata und des Knochens treten am häufigsten bei somatischen Treibermutationen auf und sind im Gegensatz zu Lungen-, Haut- oder Speiseröhrenkrebs bei Änderungen des Lebensstils kaum zu verhindern. Insgesamt wird geschätzt, dass 42 Prozent aller Krebserkrankungen durch die Beseitigung von Umwelteinflüssen vermieden werden können.
Infolge einer alternden Bevölkerung wird Krebs zur weltweit führenden Todesursache. Laut Experten ist die Primärprävention der beste Weg, um die Sterblichkeit zu senken. Es können jedoch nicht alle Arten von bösartigen Tumoren geschützt werden, indem die negativen Auswirkungen externer Faktoren minimiert werden. In diesem Fall ist eine Sekundärprävention erforderlich, dh eine frühzeitige medizinische Intervention.
Alexander Enikeev
