Kuva: Max Pixel

Savukkeiden jälkeen alkoholi on ehkä yleisimmin syöpää aiheuttava aine, jota ihmiset vapaaehtoisesti altistavat. Miten tämä yksinkertainen aine edistää syöpää, ei kuitenkaan ole ollut selvää. Mutta meidän viimeisin tutkimuskäyttämällä geneettisesti muunnettuja hiiriä, heijastaa jonkin verran valoa mahdollisesta mekanismista.

Aiemmat tutkimuksemme paljastivat periaatteellisen mekanismin, joka suojaa meitä alkoholin aiheuttamilta DNA-vaurioilta. Tämän suojan ensimmäinen taso koostuu entsyymistä, joka muuttaa asetaldehydin - elimistössä syntyvän myrkyllisen sivutuotteen, kun alkoholi metaboloituu - vaarattomaksi aineeksi.

Toinen suojaustaso koostuu korjausjärjestelmästä, joka korjaa asetaldehydin aiheuttamat vahingot DNA: lle. Nyt olemme laajentaneet tätä työtä osoittamaan, kuinka alkoholi ja sen jälkeen sen myrkylliset sivutuotteet vahingoittavat veren kantasolun DNA: ta.

Ihmisillä on yleisiä geneettisiä defektejä, jotka heikentävät tätä suojamekanismia. Tietoja 500m-ihmisistä Kaakkois-Aasiassa ei ole biologista järjestelmää asetaldehydin käsittelemiseksi (ensimmäinen suojaustaso). Tämän alueen ihmiset saavat usein huuhtoutuneen ihon alkoholin nauttimisen jälkeen ja usein tuntevat itsensä huonosti. Niillä on myös lisääntynyt ruokatorven syövän riski.

Vahinkojen lisääntyminen on nelinkertainen

Osoitamme, että hiiret, jotka on geneettisesti muunnettu emuloimaan tätä suojan menetystä, kerääntyvät neljä kertaa enemmän DNA-vaurioita verisoluissaan altistuksen jälkeen yhdelle alkoholiannokselle, joten ne ovat erittäin riippuvaisia ​​DNA-korjausjärjestelmästä varmistaakseen, että nämä solut eivät se ei kerää peruuttamattomia DNA-vaurioita.

Vaikka se on melko harvinaista, joillakin ihmisillä ei ole DNA-korjausjärjestelmää (taso 2), joka vahingoittaa vahingon. He kärsivät tuhoisasta sairaudesta Fanconin anemia joka johtaa ennenaikaiseen kuolemaan verituotannon, veren syövän ja muiden syöpätyyppien vuoksi.

Käyttämällä hiiriä, joilla ei ole molempia suojamekanismeja, osoitamme lopullisesti, että alkoholin altistuminen aiheuttaa vahinkoa verisolujen kromosomeille, mikä johtaa niiden kromosomien uudelleenjärjestelyihin - niiden solujen rakenteisiin, joissa DNA pakataan. Käytämme uusinta DNA-sekvensointiteknologiaa käyttämällä niiden harvojen kantasolujen genomeja, jotka antavat veren näille hiirille ja osoittavat, miten nämä vauriot muuttavat niitä.

Kantasolujen genomin vaurioituminen voi aiheuttaa niiden toimintahäiriöitä. Koska nämä elintärkeät solut aiheuttavat suuren määrän erikoistuneita verisoluja, yksittäisten kantasolujen muuttunut genomi voidaan välittää monille tyttärisoluille. Muutetut genomit johtavat lopulta muuttuneisiin geeneihin, jotka joissakin tapauksissa aiheuttavat solujen syöpä.

Ei varmuutta, mutta arvokkaita uusia oivalluksia

Olemme tutkineet pääasiassa hiirtemme verisoluja, mutta emme voi varmasti sanoa, että alkoholi aiheuttaa veren syöpiä. On kuitenkin tunnettua, että alkoholi vaikuttaa veren tuotantoon. Tuloksemme selittävät jossain määrin, miksi näin tapahtuu.

Veren opiskelun tärkein etu on se, että on helppo kokeilla. Tämä koskee erityisesti veren kantasoluja, joita voidaan kvantifioida ja funktionaalisesti arvioida luuytimensiirrolla tunnetulla tekniikalla. Tähän liittyy kantasolujen siirto, jota voidaan arvioida hiireksi, jolla ei ole enää tällaisia ​​soluja. Ajan mittaan siirretyt kantasolut alkavat tuottaa uutta verta ja sen tehokkuus liittyy siirretyn kantasolun sopivuuteen. Niinpä veren kantasolujen analyysi tarjoaa ikkunan siitä, miten alkoholi voi vahingoittaa muita kehon kantasoluja, kuten suolen ja maksan muodostavia soluja.

Uusi tutkimus selittää, miten alkoholi vahingoittaa DNA: ta elintärkeissä kantasoluissamme. Vaikka osoitamme, että vahinkoa rajoittaa kestävä suojamekanismi, tämän mekanismin perinnöllinen toimintahäiriö on yleistä ihmisillä. On kuitenkin myös tärkeää korostaa, että kaikki suojamekanismit eivät ole täydellisiä, ja ne voidaan hukkua. Useimmilla elämillä maapallolla, bakteereista nisäkkäisiin, on myös tämä suojamekanismi, mutta toisin kuin ihmiset, he eivät ole vielä kehittäneet kykyä valmistaa alkoholia teollisessa mittakaavassa kulutusta varten.

Author

Ketan Patel, professori, Cambridgen yliopisto. On molekyylibiologi MRC LMB: ssä

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat:

at InnerSelf Market ja Amazon