Секвенировав отдельные клетки легких у курильщиков, бывших курильщиков и тех, кто никогда не курил, исследователи сравнили в них количество мутаций. В первой группе этот уровень был обычно высоким, а вот у бывших курильщиков обнаружилось много клеток с нормальным количеством мутаций — их было в четыре раза больше, чем у тех, кто еще не бросил курить. По словам авторов статьи, опубликованной в журнале Nature, это могут быть потомки клеток, которые проснулись уже после того, как человек бросил курить.
Длина теломеров разных клеток у пациентов в зависимости от возраста. Желтым выделены клетки (экс-)курильщиков с мутационной нагрузкой как у никогда не куривших людей
Взаимодействуя с клетками наших легких канцерогены из табачного дыма провоцируют огромное количество мутаций, так что в раковых клетках курильщиков их находят по нескольку тысяч. Доля важных для рака мутаций крайне мала, но этого хватает: по всему миру от этого заболевания ежегодно умирает около 1,8 миллиона человек, из которых 80-90 процентов — курильщики. Известно, что можно снизить риск, бросив курить, и особенно это эффективно в раннем или среднем возрасте. Выгода от бросания курить проявляется почти сразу и постепенно увеличивается.
Кеничи Йошидаи его коллеги из Cancer Genome Project обнаружили, что эта выгода заметна на уровне отдельных клеток: у бросивших курить нашли приличное количество клеток с низкой мутационной нагрузкой. Чтобы это выяснить, они секвенировали геномы отдельных клеток легких 16 человек, среди которых были курильщики, бросившие и никогда не курившие. У всех у них была легочная карцинома или подозрение на нее. Это послужило причиной для назначения бронхоскопии, в ходе которой ученые смогли получить клетки для исследований. Выборка пациентов небольшая, но для каждого секвенировали несколько десятков отдельных клеток, так что в итоге набралось 632 образца.
Мутационная нагрузка — количество накопленных мутаций — очень сильно варьировалась от клетки к клетке как внутри групп, так и внутри отдельных пациентов. Количество замен зависело от возраста, — каждый год накидывал в среднем по 22 мутации, — а курение дополнительно увеличивало эту цифру. У курящих среднее число замен оказалось на 5300 больше, чем у здоровых, а у бросивших — на 2330 (p = 0,0002). Несмотря на столь высокие средние значения, в популяциях клеток бывших и настоящих курильщиков обнаружились клетки с мутационной нагрузкой как у никогда не куривших людей, причем у завязавших таких клеток было в четыре раза больше. У этих пациентов отчетливо выделялись две группы клеток: с высоким количеством замен и с нормальным (причем последние в четыре раза чаще находились у бросивших курить). Кроме количества мутаций эти две группы клеток отличались длиной теломер: у здоровых клеток они оказались длиннее.
Корреляция количества замен и длины теломер в клетках пациентов
Каким образом здоровые клетки уцелели после «бомбежки» табачным дымом и что позволило им расплодиться после того, как человек бросил курить, не совсем понятно. Длинные теломеры этих клеток намекают на то, что эти клетки прошли меньше циклов деления, и авторы предполагают, что это потомки недавно проснувшихся стволовых клеток. От того, в какой стадии жизненного цикла находится клетка, очень сильно зависит ее предрасположенность к закреплению мутаций. Если клетка «проспала» все время, пока человек курил, и проснулась для деления сильно позже, то ее мутационная нагрузка окажется меньше по сравнению с потомками активно делившихся в период курения клеток.
Интересно, что авторы статьи не нашли зависимости между мутационной нагрузкой клеток легких и интенсивностью курения. Для исследования такого вопроса выборка пациентов слишком мала, но в литературе есть и более крупные исследования на эту тему. Они утверждают, что с точки зрения рака легких и сердечно-сосудистых заболеваний курение по чуть-чуть и помногу мало чем отличаются.
Источник: N+1
