Cercetătorii au descoperit modul in care sistemul imunitar poate crea mutatii ADN-ului periculoase care luptă împotriva infecției

inflamație cronică cauzată de boală sau de expunerea la substanțe chimice periculoase, a fost mult timp asociat cu cancerul, dar nu a fost clar exact cum are loc acest proces.

Bogdan Fedeles (dreapta), autorul principal al unui nou articol cu ​​privire la relația dintre inflamatia cronica si cancer, avand in vedere modelul ADN-ului, împreună cu profesorul John Essigmanom, care conduce cercetările actuale.

Acum, cercetatorii de la MIT au descoperit mecanismul exact prin care inflamatia cronica de arsuri duce la cancer. Aceasta descoperire ar putea duce la o mai bună prevenire a tumorilor în viitor.

Într-un articol publicat in Proceedings Oficial al Academiei Nationale de Stiinte, cercetatorii descriu ca una dintre substanțele folosite de sistemul imunitar pentru a lupta împotriva infecțiilor, poate crea în sine mutatii ADN-ului care duc la cancer.

Fiecare al cincilea malignitate este considerat a fi cauzate de inflamație, și contribuie la aceasta. „Aceste tipuri de cancer deținute și mezoteliom - tipul de cancer pulmonar cauzate de inflamatie din cauza expunerii cronice la azbest, precum și cancerul de colon la persoanele cu antecedente de boală inflamatorie intestinală,“ - spune Bogdan Fedeles, un cercetator la Departamentul de Inginerie biologica la MIT, autorul principal al articolului .

raspunsul imun innascut

Inflamatia este o parte a răspunsului înnăscut împotriva agenților patogeni invadatoare sau stimuli potential daunatoare. Sistemul imunitar ataca invadatorului cu un număr mare de molecule active destinate neutralizării, inclusiv peroxid de hidrogen, oxid nitric și acid hipocloros.

Cu toate acestea, aceste molecule pot provoca, de asemenea, daune colaterale la nivelul tesuturilor sanatoase din jurul locul infecției. „Prezența unui agent patogen străin activează răspunsul imun, care incearca sa lupte impotriva bacteriilor. Dar el, de asemenea, daune unele celule normale, „- a explicat Fedeles.

munca anterioară de Peter Dedona, Steven Tannenbaum. Vaughan și James Gerald Fox (toate - profesor de inginerie biologica la MIT) a relevat prezența deteriorării ADN în porțiunea din structura numita 5-hlortsitozin în țesuturile inflamate ale șoarecilor infectați cu un agent patogen Helicobacter hepaticus. Leziunea - Damaged sub formă de bază normală citozina - numita molecula activă a acidului hipocloros, - principalul ingredient al înălbitor, - care este produs de sistemul imunitar.

Cercetatorii au descoperit procesul prin care inflamatia cronica poate duce la cancer. Figura 1 prezintă o pereche normală de baze azotate citozină (C) și guanina (G). In figura 2, inflamația, reprezentată de un fond roșu, daune pereche de baze azotate. atomul de clor este atașat la citozină, rezultând o încălcare a acestuia numită 5-hlortsitozin. In figura 3 o citozină modificată poate forma o pereche cu adenină (A). Figura 4 direcționează timina încorporarea adenină (T) în poziția inițială (C). Astfel, formarea de 5-hlortsitozina în rezultatele ADN în formarea de mutații (substituiri perechi C: pereche G pentru T: A)

John Essigman, profesor de chimie, toxicologie si inginerie biologica de la Massachusetts Institute of Technology, lider acest studiu, a declarat că 5-hlortsitozin este prezent la niveluri ridicate în țesuturi.

„Ei au descoperit că încălcarea unui lungă perioadă de timp a rămas în ADN-ul, ceea ce înseamnă că nu există nici un sistem de reducere pentru îndepărtarea lor, - spune profesorul Essigman. - În cazul în care încălcările sunt, de asemenea, mutagene, ele pot declanșa cancerul ".

secvențierea ADN-ului de a dezvolta tumori ale tractului gastro-intestinal a relevat două tipuri de mutații: o bază citozină schimbat la bază timină și o bază adenină schimbat la baze guanină. Deoarece 5-hlortsitozin încă nu a fost studiată ca un potențial cancerigen mutagenă, cercetatorii au decis sa investigheze încălcarea în continuare într-o încercare de a descoperi abilitățile sale mutagene.

Folosind o tehnică dezvoltată anterior în laboratorul profesorului Essigmana, cercetatorii au plasat mai întâi o încălcare a 5 hlortsitozin într-un anumit loc în genomul unui virus bacterian. Apoi au replicat virusul din interiorul celulei.

Cercetătorii au descoperit că, în loc să se angajeze mereu într-o pereche cu baze guanină ca face citozina, 5-hlortsitozin intră într-o pereche cu adenină în 5% - frecventa mutatie medical relevante.

ADN-ul deteriorat

Rezultatele indică faptul că sistemul imunitar atunci când aceasta este cauzată de o infecție, produce acidul hipocloros, citozină în ADN-ul daunatoare țesutul sănătos din jur. Această deteriorare duce la faptul că unele citozină de bază 5-hlortsitozinom se va topi.

Modelul Bogdan Fedeles deține 5 hlortsitozina - mutagenă încălcări ale ADN-ului care apar în țesuturile inflamate, ceea ce poate explica legatura dintre inflamatia cronica si cancer.

Mai mult, cercetatorii sugereaza ca acidul hipocloros afectează de asemenea nucleotide citozină în piscină, care celulele sunt utilizate ca nucleotide rezervor care pot face parte din ADN-ul celulelor divid. „Astfel, în primul rând, 5-hlortsitozin format din ADN-ul genomului. În al doilea rând, ea poate fi format într-un bazin de nucleotide, ceea ce înseamnă că aceste nucleotide sunt mutagene de la sine, - a explicat profesorul Essigman. - Acest scenariu este cel mai bine explicată prin activitatea lui James Fox si colegii sai in cancerul tractului gastro-intestinal ".

Pentru a confirma că 5-hlortsitozin mutagenic in ADN-ul uman, cercetatorii au replicat genom care cuprinde o încălcare de către o multitudine de tipuri diferite de polimerază - o enzima care colectează un ADN - polimeraza inclusiv uman. „In toate cazurile, am constatat că 5-hlortsitozin este mutagen și provoacă același tip de mutatii gasite in interiorul celulelor - a spus Fedeles. - Acest lucru ne dă încredere că acest fenomen se produce de fapt, în celulele umane care conțin niveluri ridicate de 5-hlortsitozina“.

Mai mult decât atât, caracteristica mutatiei C-la-T (substituția citozinei cu timină) este un foarte comună și este prezentă în peste 50% din semnături mutagenice asociate cu tumori maligne. „Noi credem că, în contextul deteriorării ADN-ului induse de inflamatie, multe dintre aceste mutatii pot fi cauzate de 5-hlortsitozinom, probabil, în corelație cu alte tipuri de mutatii, ca parte a semnăturilor de mutatie“ - a spus Fedeles.

Inshen Wang, investigator principal în cadrul Departamentului de Chimie, Universitatea din California, Riverside, nu este implicat în studiu, el spune că articolul descrie un nou link mecanicista intre inflamatia cronica si cancer. „Printr-o combinatie de abordari biochimice, genetice, biologice, cercetatorii au descoperit ca 5-hlortsitozin poate duce la o creștere a frecvenței mutațiilor în C-T, care sunt adesea observate in cancerele umane,“ - a spus Wang.

Probele de țesut studiu pacienților care suferă de boala inflamatorie a intestinului, a constatat niveluri semnificative de 5-hlortsitozina. Comparați aceste niveluri, cu concluziile oamenilor de știință, cercetătorii au prezis că acumularea de încălcări poate mări frecvența mutațiilor în celule de până la 30 de ori.

Acum, cercetatorii planul de a efectua studii suplimentare pentru a confirma previziunile sale.