Tumor nastaje kao rezultat kombinacije spontanih mutacija koje se dešavaju tokom života – nazovimo to samo „loša sreća“ – i izloženosti kancerogenim materijama iz okoline kao što su duvan, ultraljubičasti zraci ili virusi. Ali pitanje relativnog doprinosa sreće koji se vezuje sa godinama života, u poređenju sa eksplicitnijim uzrocima nastanka tumora, izazvalo je ozbiljne debate među naučnicima.
Šta je odgovorno za nastanak tumora
Razlika je važna zbog daljih mera za sprečavanje pojave tumora. Ako je tumor uglavnom izazvan izlaganjem toksičnim stvarima, onda bi napori javnog zdravlja trebalo da se fokusiraju na strategije za sprečavanje te vrste izloženosti. Ali ako je rak uglavnom rezultat nasumičnih mutacija, onda se teško može uticitati na njegovu pojavu, a napori bi se tada mogli usmeriti na rano otkrivanje i lečenje.
Tim istraživača se bavio ovom kontroverzom. Biostatičar i biolog Jeffrey Townsend sa Univerziteta Jejl (University of Colorado School of Medicine), Vincent Cannataro sa Emanuel koledža (Emmanuel College) i Jeffrey Mandellsa Jejla (Yale) osmislili su metod kojim bi mogli da utvrde koliko svaka, takozvana, tačkasta mutacija ili promena jednog parametra u DNK, u tumoru doprinosi pokretanju njegovog rasta.
Koliko je mutacija povezano sa “lošom srećom”
Unutar tumora obično postoji mnogo genetskih mutacija, ali samo mala podskupina njih „pokreće“ rast kancera. Ostalo su bezopasne „putničke“ mutacije. Koristeći prethodna saznanja o specifičnim mutacionim obrascima uzrokovanim izlaganjem kancerogenima kao što su duvanski dim ili UV zračenje, istraživači su mogli da procene koliki je procenat mutacija izazvanih kancerogenima i koji je procenat nastao iz slučajnih promena u DNK koje se javljaju tokom normalne deobe ćelija.
U studiji, koja se pojavila u stručnom časopisu Molecular Biology and Evolution, istraživači su koristili ovaj metod da istraže uzroke tačkastih mutacija kod 24 glavna tipa raka. Za svaki tip, mogli su da procene koliko mutacija koje izazivaju rak je povezano sa „lošom srećom“.
Potvrđujući epidemiološke studije, otkrili su da se melanomi i karcinom pluća, bešike i grlića materice u velikoj meri mogu pripisati izlaganju kancerogenima kao što su UV zračenje, duvan ili humani papiloma virus, dok su tumori mozga i kičmene moždine koji se nazivaju gliomi i tumori prostate koji se nazivaju adenokarcinomi uglavnom rezultat unutrašnjih (intrizičnih) mutacija koje se akumuliraju tokom godina.
Neke mutacije ne utiču direktno na razvoj tumora
Do sada se pretpostavljalo da česta mutacija gena u određenom tipu raka doprinosu njegovom razvoju – ali se sada otkrilo da neke mutacije mogu biti samo prolazne i ne utuču direktno na razvoj tumora.
– Bilo je važno razumeti znake različitih mutacionih procesa, ali terapeutski, i ono što je nas zanimalo je ta mala podgrupa mutacija koje izazivaju rast rumora – istakao je istraživač i onkolog Ramin Beroukim sa Instituta za rak Dejna-Farber
Jeffrey Townsend kaže da se novi pristup njegovog tima može koristiti za utvrđivanje približnih uzroka pokretačkih mutacija u tumoru datog pacijenta i na taj način dati precizniji odgovor na jedno od najtežih pitanja sa kojima se pacijenti i lekari bore nakon dijagnoze raka: „ Zašto baš ja?“
Pojedinačne mutacije DNK
Jedna primedba na ovu studiju je da su se istraživači fokusirali samo na mutacije pojedinačnih slova ili nukleotida DNK, a ne na velika preuređivanja hromozoma ili povećanja kopija gena koji se često javljaju u ćelijama dok postaju kancerogene. Razlog je taj što istraživači nisu imali način da kvantifikuju selektivni efekat tih velikih mutacija u svojim evolucionim modelima, iako sada rade na metodama za rešavanje tog problema.
„Ove velike mutacije nisu zanemarljive u genomima ćelija raka: kod nekih karcinoma, jedan od svakih 10 miliona nukleotida prolazi kroz tačku mutacije, ali svaka tri su uključena u hromozomska preuređivanja ili povećanje broja kopija“, kaže jedan od istraživača. Ipak, nejasno je koliko ova velika preuređenja doprinose rastu raka, jer tek treba da budu kvantifikovana za pojedinačne vrste raka.
Uticaj životnog okruženja na razvoj raka
Naučnici prizanju da su nalazi ograničeni jer ne uzimaju u obzir ove velike promene u genomu. Moguće je, da je procenat tačkastih mutacija izazvanih izlaganjem okolini, za razliku od unutrašnjih faktora, približno isti za ove druge vrste mutacija, tako da bi zaključci uglavnom bili isti. Ali ta hipoteza se ipak mora potvrditi.
Pored toga, utvrđivanje uzroka zbog kojih se rak javlja ostaje složen zadatak. Ako mutacija koja izaziva rak nema znak izloženosti kancerogenu, to ne znači da kancerogen nije doprineo nastanku raka. To samo ukazuje da nije doprineo toj mutaciji, ističe DeGregori i dodaje: „Izloženost životnom okruženju je indirektno odgovorno za razvoja raka„.
Na primer, pušenje menja stanje alveola u plućima pušača, tako da bi se mutirana ćelija u takvom okruženju ponašala drugačije od potpuno iste ćelije u plućima zdravog nepušača. Okruženje ćelije će uticati na njeno ponašanje i njenu sposobnost da se razmnožava.
Na isti način, gojaznost ili korišćenje alkohola ne mogu direktno izazvati (ili sprečiti) mutacije, ali ovi faktori menjaju metaboličko okruženje u telu i time povećavaju rizik od dobijanja raka. Budući radovi će morati da uključe ovaj širi kontekst.
Mutacije otporne na lečenje
Uprkos ovim ograničenjima, novi metod ispitivanja bi mogao da pruži uvid u dobro poznati problem otpornosti kancera na lečenje: često se dešava da tumor u početku reaguje na lečenje, ali se ponovo vraća nakon određenog vremena. To je zato što su mnoge hemoterapije same po sebi mutagene, kažu istraživači. Upravo ovaj model ispitivanja im je ukazao koje su mutacije izazavene tretmanom u datom tumoru otporne na lečenje. Dragocene informacije koje su dobili su istraživačima ukazale koje kombinacije ili sekvence tretmana treba koristiti ili izbegavati.
