Studie suggereert waarom de meeste rokers geen longkanker krijgen

Luister naar dit artikel

Het roken van sigaretten is overweldigend de belangrijkste oorzaak van longkanker, maar slechts een minderheid van de rokers ontwikkelt de ziekte. Een studie geleid door wetenschappers van het Albert Einstein College of Medicine en online gepubliceerd in Nature Genetics suggereert dat sommige rokers robuuste mechanismen kunnen hebben die hen beschermen tegen longkanker door mutaties te beperken. De bevindingen kunnen helpen bij het identificeren van die rokers die een verhoogd risico lopen op de ziekte en daarom bijzonder nauwlettend moeten worden gevolgd.
“Dit kan een belangrijke stap blijken te zijn in de richting van de preventie en vroege detectie van het risico op longkanker en weg van de huidige enorme inspanningen die nodig zijn om de ziekte in een laat stadium te bestrijden, waar de meeste gezondheidsuitgaven en ellende plaatsvinden”, zegt Simon Spivack, M.D. , M.P.H., een co-senior auteur van de studie, hoogleraar geneeskunde, epidemiologie en volksgezondheid en genetica bij Einstein, en longarts bij Montefiore Health System.

Obstakels overwinnen om celmutaties te bestuderen

Lange tijd werd aangenomen dat roken leidt tot longkanker door DNA-mutaties in normale longcellen teweeg te brengen. “Maar dat kon nooit worden bewezen tot onze studie, omdat er geen manier was om mutaties in normale cellen nauwkeurig te kwantificeren”, zegt Jan Vijg, Ph.D., een co-senior auteur en professor en voorzitter van de genetica, hoogleraar oogheelkunde en visuele wetenschappen, en de Lola en Saul Kramer-leerstoel in Molecular Genetics aan Einstein (ook aan het Center for Single-Cell Omics, Jiaotong University School of Medicine in Shanghai, China). Dr. Vijg overwon dat obstakel een paar jaar geleden door een verbeterde methode te ontwikkelen voor het sequencen van het volledige genoom van individuele cellen.
Eencellige sequencingmethoden voor het hele genoom kunnen sequentiefouten introduceren die moeilijk te onderscheiden zijn van echte mutaties – een ernstige fout bij het analyseren van cellen die zeldzame en willekeurige mutaties bevatten. Dr. Vijg loste dit probleem op door een nieuwe sequencing-techniek te ontwikkelen die single-cell multiple-displacement amplificatie (SCMDA) wordt genoemd. Zoals gerapporteerd in Nature Methods in 2017, zorgt deze methode voor detectie van fouten in de volgorde en worden ze verminderd.
De Einstein-onderzoekers gebruikten SCMDA om het mutatielandschap van normale longepitheelcellen (d.w.z. cellen langs de longen) van twee soorten mensen te vergelijken: 14 niet-rokers in de leeftijd van 11 tot 86; en 19 rokers in de leeftijd van 44 tot 81 jaar, die maximaal 116 pakjaren hadden gerookt. (Een pakje roken per jaar is gelijk aan 1 pakje sigaretten per dag gerookt gedurende een jaar.) De cellen werden verzameld van patiënten die bronchoscopie ondergingen voor diagnostische tests die geen verband hielden met kanker. “Deze longcellen overleven jaren, zelfs decennia, en kunnen dus mutaties accumuleren met zowel leeftijd als roken,” zei Dr. Spivack. “Van alle celtypes van de longen behoren deze tot de meest waarschijnlijke om kanker te worden.”

Mutaties veroorzaakt door roken

De onderzoekers ontdekten dat mutaties (varianten met één nucleotide en kleine inserties en deleties) zich opstapelden in de longcellen van niet-rokers naarmate ze ouder werden – en dat er significant meer mutaties werden gevonden in de longcellen van de rokers. “Dit bevestigt experimenteel dat roken het risico op longkanker verhoogt door de frequentie van mutaties te verhogen, zoals eerder werd verondersteld,” zei Dr. Spivack. “Dit is waarschijnlijk een van de redenen waarom zo weinig niet-rokers longkanker krijgen, terwijl 10% tot 20% van de levenslange rokers dat wel krijgt.”
Een andere bevinding uit de studie: het aantal celmutaties dat in longcellen werd gedetecteerd, nam in een rechte lijn toe met het aantal pakjaren roken – en vermoedelijk nam ook het risico op longkanker toe. Maar interessant genoeg stopte de toename van celmutaties na 23 pakjaren blootstelling.
“De zwaarste rokers hadden niet de hoogste mutatielast”, zei Dr. Spivack. “Onze gegevens suggereren dat deze personen ondanks hun zware roken zo lang in leven hebben kunnen blijven, omdat ze erin zijn geslaagd om verdere mutatie-accumulatie te onderdrukken. Deze afvlakking van mutaties kan het gevolg zijn van het feit dat deze mensen zeer bekwame systemen hebben voor het herstellen van DNA-schade of het ontgiften van sigarettenrook .”
De bevinding heeft geleid tot een nieuwe onderzoeksrichting. “We willen nu nieuwe testen ontwikkelen die iemands capaciteit voor DNA-herstel of ontgifting kunnen meten, wat een nieuwe manier zou kunnen zijn om iemands risico op longkanker te beoordelen”, zei Dr. Vijg.
De studie is getiteld: “Eencellige analyse van somatische mutaties in menselijke bronchiale epitheelcellen in relatie tot veroudering en roken.” Andere Einstein-auteurs zijn: Zhenqiu Huang, Ph.D., Shixiang Sun, Ph.D., Moonsook Lee, M.S., Yakov Peter, Ph.D., Ali Sadoughi, M.D., Chirag Shah, M.D., en Kenny Ye, Ph. D., Miao Shi, Ph.D., Spencer Waldman, BS, Ava Marsh, BA, Taha Siddiqui, MBBS, Alexander Y. Maslov, MD, Ph.D. (ook aan de Voronezh State University of Engineering Technology, Voronezh, Rusland), en Xiao Dong, Ph.D. (ook aan de Universiteit van Minnesota, Minneapolis MN).
Bronnen: Albert Einstein College of Medicine