Выявлен механизм, объясняющий, как мелкие частицы загрязнения воздуха могут вызывать рак легких
Ученые выявили механизм, объясняющий, как мелкие частицы загрязнения воздуха могут вызывать рак легких, говорится в исследовании, опубликованном сегодня в журнале eLife. Полученные результаты могут привести к новым подходам для предотвращения или лечения начальных изменений в легких, которые приводят к развитию заболевания.
Крошечные, вдыхаемые мелкодисперсные частицы (МДЧ), содержащиеся в загрязняющих воздух веществах, признаны канцерогеном группы 1 и представляют собой существенную угрозу здоровью населения планеты. Однако механизм действия FPM, вызывающего рак, остается неясным.
"Несмотря на то, что он способен вызывать мутации, последние исследования показывают, что FPM не способствует прямому росту клеток рака легких, а может даже сдерживать его", - объясняет первый автор Чжэньчжэнь Ван, младший научный сотрудник Нанкинского университета (NJU), Нанкин, Китай, которая проводила исследование между лабораториями NJU и Университета Макао, где она была спонсирована стипендией Университета Макао. "Это говорит о том, что FPM может привести к раку через косвенные средства, которые поддерживают рост опухоли. Например, некоторые исследования показывают, что FPM может препятствовать перемещению иммунных клеток туда, где они необходимы"
Чтобы изучить эту возможность, Ванг и его команда собрали FPM в семи районах Китая и изучили его воздействие на основные иммунные клетки, которые защищают от роста опухоли, так называемые цитотоксические Т-клетки (CTL). У мышей, которым вводили клетки рака легких, не подвергавшихся воздействию FPM, CTL были привлечены в легкие для уничтожения опухолевых клеток. Напротив, у мышей, чьи легкие подвергались воздействию FPM, инфильтрация CTL задерживалась, что потенциально позволяло опухолевым клеткам закрепиться в легочной ткани.
Чтобы выяснить, почему CTL не так быстро проникли в легкие мышей, подвергшихся воздействию FPM, команда исследовала как сами CTL, так и структуру легочной ткани. Они обнаружили, что CTL, подвергшиеся воздействию FPM, по-прежнему сохраняли способность к миграции, но воздействие FPM значительно сжимало структуру легочной ткани и пространства, в которых перемещаются иммунные клетки.
Также значительно повысился уровень коллагена - белка, который обеспечивает биомеханическую поддержку клеток и тканей. Когда команда исследовала движение CTLs у мышей, в легочной ткани, подвергшейся воздействию FPM, CTLs двигались с трудом, в то время как в необработанной ткани они могли свободно перемещаться.
Дальнейший анализ ткани показал, что структурные изменения были вызваны увеличением подтипа коллагена под названием коллаген IV, но команда все еще не знала, как FPM вызывает это. Они нашли ответ, когда более внимательно изучили структурные изменения коллагена IV и фермент, ответственный за их создание - пероксидазин. Этот фермент управляет определенным типом сшивания, который, как выяснилось, воздействие FPM вызывает и усугубляет в легочной ткани.
"Самым удивительным открытием стал механизм, с помощью которого происходит этот процесс", - говорит Ванг. Фермент пероксидазин прилипал к FPM в легких, что повышало его активность". В совокупности это означает, что где бы ни находился FPM в легком, повышенная активность пероксидазина приводит к структурным изменениям в легочной ткани, которые могут удерживать иммунные клетки снаружи и вдали от растущих опухолевых клеток"
"Наше исследование раскрывает совершенно новый механизм, с помощью которого вдыхаемые мелкие частицы способствуют развитию опухолей легких", - заключает старший автор Лэй Донг, профессор Школы наук о жизни Нанкинского университета. "Мы предоставляем прямые доказательства того, что белки, которые прилипают к мелкодисперсным частицам, могут вызывать значительный и неблагоприятный эффект, порождая патогенную активность. Наше открытие, что пероксидазин является медиатором этого эффекта в легочной ткани, определяет его как специфическую и неожиданную мишень для предотвращения легочных заболеваний, вызванных загрязнением воздуха"
