Nuova ricerca: smettere di fumare rigenera le cellule polmonari protettive

Nuova ricerca: smettere di fumare rigenera le cellule polmonari protettive I risultati mostrano che non è mai troppo tardi per smettere. Nuttaphong Sriset / Shutterstock

Sappiamo che smettere di fumare è un ottimo modo per ridurre il rischio di sviluppare il cancro ai polmoni. Ma fino ad ora, gli esperti non erano abbastanza sicuri del perché fosse così. Nostro Ultime ricerche ha scoperto che nelle persone che smettono di fumare, il corpo in realtà riempie le vie aeree con cellule normali e non cancerose che aiutano a proteggere i polmoni, riducendo a loro volta il rischio di ammalarsi di cancro.

Il cancro si sviluppa quando una singola cellula canaglia acquisisce cambiamenti genetici, chiamati mutazioni, che istruiscono quella cellula a ignorare tutti i normali vincoli sulla sua crescita, facendolo replicare rapidamente fuori controllo. Durante la nostra vita, tutte le nostre cellule acquisiscono mutazioni a un ritmo costante - circa 20-50 mutazioni per cellula all'anno. Per fortuna, la stragrande maggioranza di queste mutazioni è completamente innocua e non influenza le nostre cellule in alcun modo misurabile.

Ma a volte, una mutazione atterra nel gene sbagliato nella cellula sbagliata e spinge la cellula lungo il percorso verso il cancro. Chiamiamo questi cambiamenti genetici "Mutazioni del driver". Perché la cellula diventi una cellula cancerosa in piena regola, probabilmente ne avrebbe bisogno da cinque a dieci o più di queste mutazioni del conducente.

Grazie ai progressi della tecnologia di sequenziamento del DNA, siamo ora in grado di studiare tutti e 3 i miliardi di basi di DNA che compongono il progetto genetico di una cellula (chiamato genoma). Sequenziando il DNA delle cellule tumorali polmonari nei fumatori e nei non fumatori, sappiamo che il fumo aumenta il numero di mutazioni.

Il legame degli agenti cancerogeni del tabacco al DNA è influenzato dalle loro proprietà chimiche, il che significa che alcuni tipi di mutazione hanno maggiori probabilità di verificarsi rispetto ad altri tipi. Per il tabacco, questo si traduce in un carattere distintivo "Firma" delle mutazioni appare nel genoma, che è diverso dalle altre cause di danno al DNA.

Il nostro team è stato interessato alle primissime fasi dello sviluppo del cancro del polmone. In particolare, stiamo cercando di capire cosa succede alle cellule normali quando sono esposte al fumo di tabacco.

Per studiare questo, abbiamo sviluppato metodi per isolare singole cellule normali da piccole biopsie delle vie aeree di un paziente, quindi coltivando queste cellule in un incubatore per ottenere abbastanza DNA per il sequenziamento. Noi allora analizzato i genomi di 632 cellule di 16 partecipanti allo studio, tra cui quattro non fumatori, sei ex fumatori e tre fumatori attuali (tutti di mezza età o più anziani) e tre bambini.


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Tra i non fumatori, abbiamo scoperto che il numero di mutazioni cellulari è aumentato costantemente con l'età. Quindi, quando qualcuno avrà 60 anni, ogni cellula polmonare normale conterrà circa 1,000-1,500 mutazioni. Queste mutazioni sono causate dalla normale usura della vita, lo stesso tipo di mutazioni che vediamo in altri organi del corpo. Solo il 5% circa delle cellule dei non fumatori ha riscontrato mutazioni del conducente.

Nuova ricerca: smettere di fumare rigenera le cellule polmonari protettive Le mutazioni del conducente sono ciò che causa il cancro delle cellule. RAJ CREATIONZS / Shutterstock

Ma l'immagine era molto diversa nei fumatori attuali. Abbiamo scoperto che ogni cellula polmonare portava in media 5,000 mutazioni al di sopra di quanto ci aspetteremmo da un non fumatore della stessa età. Ancora più sorprendente è stato il fatto che la variazione da una cellula all'altra aumentava notevolmente nei fumatori.

Alcune singole cellule avevano 10,000-15,000 mutazioni, dieci volte più mutazioni di quanto ci aspetteremmo se la persona non avesse fumato. Queste mutazioni extra avevano la firma che ci aspetteremmo dalle sostanze chimiche presenti nel fumo di tabacco, confermando che possono essere direttamente attribuite alle sigarette.

Oltre a un aumento del numero totale di mutazioni, abbiamo anche visto un sostanziale aumento del numero di mutazioni del conducente. Più di un quarto delle cellule polmonari in tutti gli attuali fumatori che abbiamo studiato presentava almeno una mutazione. Alcuni ne avevano addirittura due o tre. Dato che da cinque a dieci di questo tipo di mutazioni possono causare il cancro, è chiaro che molte normali cellule polmonari in questi fumatori di mezza età o più anziani diventeranno probabilmente cancerose.

Non è mai troppo tardi per smettere

La nostra scoperta più eccitante è stata nelle persone che avevano smesso di fumare. Abbiamo scoperto che gli ex fumatori avevano due gruppi di cellule. Un gruppo aveva le migliaia di mutazioni extra osservate negli attuali fumatori, ma l'altro gruppo era essenzialmente normale. Il gruppo di cellule normali aveva lo stesso numero di mutazioni che ci aspetteremmo di vedere nelle cellule di qualcuno che non aveva mai fumato.

Questo gruppo di cellule quasi normale era quattro volte più grande negli ex-fumatori rispetto agli attuali fumatori. Ciò suggerisce che queste cellule aumentano per ricostituire il rivestimento delle vie aeree dopo che qualcuno smette di fumare. Abbiamo potuto vedere questa espansione di cellule quasi normali anche negli ex-fumatori che avevano fumato un pacchetto di sigarette ogni giorno per oltre 40 anni.

Il motivo per cui questa scoperta è così eccitante è che questo gruppo di cellule quasi normale protegge dal cancro. Se studiamo una cellula cancerosa polmonare da un ex fumatore, viene sempre dal gruppo di cellule gravemente danneggiato - non dal gruppo quasi normale.

Ora, sappiamo che il motivo per cui il nostro rischio di cancro diminuisce in modo così significativo è perché il corpo riempie le vie respiratorie con cellule che sono essenzialmente normali. Il prossimo passo sarà identificare come questo gruppo di cellule riesce a evitare i danni derivanti dall'esposizione al fumo di sigaretta e come potremmo stimolarli a recuperare ancora di più.

Una potenziale spiegazione - suggerita dal lavoro passato in modelli di mouse - è che c'è un gruppo di cellule staminali sepolte in profondità nelle ghiandole che producono il muco secreto dalle vie aeree. Questa posizione sarebbe naturalmente meglio protetta dal fumo di tabacco rispetto alla superficie delle vie aeree.

Per ora, la nostra ricerca ribadisce che smettere di fumare - a qualsiasi età - non solo rallenta l'accumulo di ulteriori danni, ma può risvegliare le cellule che non sono state danneggiate dalle precedenti scelte di vita.The Conversation

Circa l'autore

Sam Janes, professore di medicina respiratoria, UCL e Peter Campbell, capo del cancro, invecchiamento e mutazione somatica, Benvenuti Trust Sanger Institute

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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