11.10.2018

Когда время не лечит: повреждения ДНК и возраст

Когда мы стареем, наши тела неизбежно дряхлеют. Некоторые изменения, например седые волосы и морщины, видны невооружённым глазом. Другие, вроде повышенного артериального давления, часто остаются незамеченными, но могут представлять смертельную опасность.

Наши тела могут демонстрировать признаки старения, но то же можно сказать и о геноме. ДНК повреждается в результате некоторых химических реакций, кроме того, при её копировании иногда возникают ошибки. Некоторая защита на клеточном уровне, конечно, существует, но она несовершенна, поэтому клетки в течение жизни постепенно накапливают повреждённую ДНК.

В результате этих повреждений, геном в разных клетках организма несколько различается. Когда клетки делятся, они передают «ошибки» своим потомкам, и чем больше «неправильной ДНК» накопится, тем выше риск развития последствий.

Если эти изменения — мы называем их мутациями — вмешиваются в систему управления размножением и выживанием клеток, то может возникнуть рак. Однако, как выяснили авторы нового исследования, опубликованного в журнале Blood, имеющиеся системы защиты от онкологических заболеваний в организме несколько сложнее и надёжнее, чем считалось ранее.

Примерно в 10% случаев рака играет роль наследственность. Такие гены, как BRCA1 и TP53, хорошо известны своей способностью повышать уязвимость перед раком. И оба этих гена участвуют в координации ответа клетки на повреждения ДНК.

BRCA1 помогает восстановить специфические повреждения ДНК, при которых «сломанными» оказываются обе цепочки. Наличие же дефектного гена увеличивает риск развития рака груди и рака яичников. Когда механизмы восстановления ДНК ломаются, в клетках накапливается всё больше мутаций, и рак становится практически неизбежен.

Помимо генетики, на вероятность развития рака оказывает влияние сложная смесь из факторов среды и факторов образа жизни.

Когда мы изучаем геном опухолевых клеток, мы можем определить, чем именно было спровоцировано развитие мутаций. Например, рак лёгкого у курящих и некурящих характеризуется разными мутациями, поскольку соединения, вдыхаемые с дымом, атакуют ДНК специфическим образом. Точно так же этот метод может применяться для определения, какие именно нарушения в механизмах восстановления ДНК присутствуют у пациента.

С курением и отягощённой наследственностью всё более или менее однозначно. Но повредить ДНК может даже обычная вода — она взаимодействует с метилированной ДНК. Вообще, повреждения метилированной ДНК происходят настолько часто, что их даже рассматривают как молекулярные «часы», показывающие процесс старения. Но у некоторых людей такие повреждения накапливаются гораздо быстрее, чем обычно.

Для нового исследования учёные отобрали трёх добровольцев, механизмы восстановления метилированной ДНК которых были нарушены. У всех участников регистрировалась дефектная форма «ремонтного» белка MBD4 и у всех вскоре после 30 развилась агрессивная форма лейкоза, обычно встречающаяся только у людей старше 60.

Нарушения метилирования играют роль в развитии большинства онкологических заболеваний, но в этом случае они стали основной движущей силой болезни. Необходимо, впрочем, отметить, что полная инактивация MBD4 — как у добровольцев из исследования — встречается редко, но даже менее выраженные нарушения механизмов восстановления ДНК могут значительно увеличить риск развития рака, особенно в контексте старения.

Исследование не только продемонстрировало, что у некоторых людей биологические «часы» в клетках идут «быстрее», но и указало на необходимость выявления в общей популяции групп риска, нуждающихся в дополнительных профилактических обследованиях.

Анна Керман

Источники:

1. 22century.ru