Vzorky tkanív ukazujú hlboké genetické a bunkové vplyvy fajčenia

Nie je žiadnym tajomstvom, že fajčenie je mimoriadne škodlivé pre zdravie. Tabakový dym obsahuje tisíce chemikálií vrátane karcinogénov, ktoré zvyšujú riziko rakoviny, kardiovaskulárnych a respiračných ochorení.

Nová štúdia z University of Chicago analyzovala údaje z viac ako 900 vzoriek deviatich rôznych typov ľudských tkanív, aby pochopila, ako hlboko siaha bunkové a genetické poškodenie spôsobené fajčením. Výskumný tím vytvoril epigenetické údaje na posúdenie účinkov fajčenia na metyláciu DNA alebo genetické miesta, kde sa niekoľko atómov môže pripojiť k DNA a vypnúť génová expresia.

Našli niekoľko nových oblastí spojených s fajčením, vrátane niektorých, ktoré sú spoločné pre rôzne typy tkanív, čo naznačuje, že metylácia DNA je súčasťou pokusov tela brániť sa pred škodlivými účinkami tabakový dym.

Bol to článok „Spojenie fajčenia cigariet s metyláciou DNA a génovou expresiou vo vzorkách ľudského tkaniva“. publikovaný 14. marca 2024 v American Journal of Human Genetics.

Expozície ovplyvňujú viac ako krv

Epidemiologické štúdie o účinkoch vystavenia chemikáliám a iným environmentálnym kontaminantom, ako je dym, často používajú iba vzorky krvi, väčšinou preto, že sa dajú ľahko zbierať. Pre túto novú štúdiu hlavný autor Brandon Pierce, Ph.D., profesor vied o verejnom zdraví a ľudskej genetiky na UChicago, a jeho tím pracovali so vzorkami z projektu GTEx, biobanky obsahujúcej vzorky ľudského tkaniva od viac ako 950 darcov posmrtného tkaniva. . Tím použil údaje o metylácii DNA z deviatich typov tkanív vrátane pľúc, hrubého čreva, vaječníkov, prostaty, celej krvi, prsníka, semenníkov, obličiek a svalov.

„Ak chceme pochopiť účinky environmentálnej expozície, ako je fajčenie, je dôležité študovať okrem krvi aj rôzne typy tkanív, pretože ochorenie sa vyskytuje v mnohých rôznych orgánoch v tele,“ povedal Pierce. „Epigenóm sa dramaticky líši bunkové typy a typy tkanív, ako aj epigenetické účinky expozícií.“

The vzorky tkaniva prišli aj s údajmi o tom, či darca niekedy v živote fajčil (t. j. „vždy fajčiari“), či nikdy nefajčili (nikdy nefajčili), alebo fajčili aktuálne v čase smrti (súčasní fajčiari).

Tím analyzoval údaje o metylácii DNA na dinukleotidoch cytozín-guanín (CpG) alebo oblastiach DNA, kde za cytozínovým nukleotidom nasleduje guanínový nukleotid v sekvencii báz. Našli v nich 6 350 CpG spojených s fajčením pľúcne tkaniváa 2 753 v tkanivách hrubého čreva, čo znamená, že tieto genetické oblasti vykazovali rozdiely v metylácii DNA medzi starými alebo súčasnými fajčiarmi v porovnaní s tými, ktorí nikdy nefajčili.

Vykonávanie rovnakého druhu analýzy vo vzorkách krvi iba odráža účinky fajčenia na imunitných buniekzatiaľ čo analýzy v nekrvných tkanivách poskytujú výskumníkom nový pohľad na ich vplyv na zdravie.

„Keď robíme našu štúdiu o viacerých tkanivách, poskytuje to cestu komplexnejšiemu pochopeniu toho, ako fajčenie ovplyvňuje ľudské telo,“ povedal James Li, spoluautor štúdie a MD/Ph.D. študent na Katedre verejného zdravotníctva. „Myslím si, že naša práca je super vzrušujúca, pretože sme mali možnosť priamo preskúmať účinky fajčenia v tkanivách, ako sú pľúca a hrubé črevo, ktoré sú veľmi dôležité v patofyziológii fajčenia.“

Pochopenie obranných mechanizmov fajčenia

Mnohé z CpG identifikovaných v tkanivách sa zhodovali s tými, ktoré boli identifikované v predchádzajúcich štúdiách s použitím vzoriek krvi, vrátane génov zapojených do detoxikácie alebo transformácie cudzích chemikálií, aby mohli byť odstránené z tela. Boli medzi nimi veľké rozdiely typy tkanív tiež však.

Pľúca majú takmer trikrát toľko CpG spojených s fajčením identifikovaných ako hrubé črevo, čo dáva zmysel, pretože pľúca sú priamo vystavené cigaretový dym.

„Každé tkanivo je vystavené fajčeniu iným spôsobom. Pľúca sú oveľa priamejšie prostredníctvom inhalácie, zatiaľ čo hrubé črevo prichádza neskôr. To je teda iná povaha expozície a môžeme zachytiť účinky tohto rozdielu,“ povedala Niyati Jain , spoluautor a Ph.D. študent vo výbore pre genetiku, genomiku a systémy…