Naučnici su objavili istraživanje u časopisu "Sel" koje je otkrilo do sada nepoznat mehanizam deaktivacije gena koji sprečavaju razvoj tumora.
Otkriće ovog mehanizma omogućava razumijevanje povezanosti rizika od raka sa nezdravom ishranom ili neliječenim metaboličkim stanjima kao što je dijabetes.
U novoj studiji naučnici iz Singapura i Velike Britanije pokazalo se da promjene u metabolizmu glukoze mogu da podstaknu razvoj tumora privremenim deaktiviranjem gena BRCA2, koji štiti ljudsko tijelo od tumora.
Šta su BRCA1 i BRCA2?
BRCA1 i BRCA2 su ljudski geni povezani sa nasljednim oblicima raka dojke i jajnika.
BRCA1 kodira protein koji pomaže u sprečavanju ćelija da se brzo dijele i rastu van kontrole. BRCA2 kodira protein uključen u popravku oštećenog DNK.
Svako ima dvije kopije ovih gena, jednu naslijeđenu od majke, a drugu od oca. Ako osoba naslijedi mutirani BRCA1 ili BRCA2 od jednog roditelja, i dalje će imati normalnu kopiju od drugog roditelja.
Prema konvencionalnom shvatanju, rak nastaje kada se mutacija dogodi u drugoj normalnoj kopiji gena, nakon čega osoba više nema BRCA1 ili BRCA2 gen koji radi ispravno. Međutim, nova studija je pokazala da ovaj uslov ne mora biti ispunjen, o čemu će biti riječi kasnije.
Oko 3% karcinoma dojke i 10% raka jajnika su rezultat nasljednih mutacija u genima BRCA1 i BRCA2.
Ljudima sa ovakvim mutacijama se savjetuje da razmotre preventivne mjere za smanjenje rizika od raka dojke, jajnika i drugih karcinoma, kao što su češći pregledi, mamografi itd.
Na primjer, poznat je kancer Anđelina Džoli – glumica je odlučila da se podvrgne bilateralnoj mastektomiji nakon što je saznala da nosi nasljednu mutaciju gena BRCA1, što je izazvalo preranu smrt njene majke.
Rezultati podižu svijest o važnosti ishrane i kontrole težine
Prvi autor nove studije, farmakolog Li Ren Kong sa Instituta za istraživanje raka u Singapuru, rekao je da njihovi nalazi podižu svijest o uticaju ishrane i kontrole tjelesne težine na upravljanje rizicima od raka.
"Započeli smo studiju sa ciljem da razumijemo koji faktori povećavaju rizik u porodicama podložnim raku, ali smo na kraju otkrili mehanizam koji povezuje ključni put potrošnje energije sa razvojem raka“, rekao je Li Ren Kong.
Promjena paradigme
Kao što smo ranije u tekstu aludirali, novo otkriće dovodi u pitanje teoriju o genima koji štite od raka, što je poznato kao Knudsonova paradigma "dva pogotka“.
Prema ovoj paradigmi, koja je prvi put predložena 1971. godine, obe kopije gena za supresor tumora moraju biti trajno inaktivirane da bi se rak pojavio.
Međutim, neka nedavna istraživanja su pokazala da je mutacija u jednom od dva BRCA2 gena u ćeliji povezana sa različitim vrstama raka. Naime, pokazalo se da su ćelije sa ovom mutacijom osjetljivije na stres, kao što je izlaganje toksinima iz okoline i sopstvenih ćelija, poput formaldehida ili acetaldehida, koji mogu da smanje nivo BRCA2 proteina, što, pak, dovodi do funkcionalnog probleme.
"Još uvijek nije sasvim jasno kako takvi faktori životne sredine povećavaju rizik od raka, ali je važno razumjeti vezu ako želimo da preduzmemo preventivne mjere koje nam pomažu da duže ostanemo zdravi“, rekao je onkolog Ašok Venkitaraman sa Instituta za nauku o raku u Singapur.
Kako je otkriven novi mehanizam?
U novoj studiji, naučnici su prvo pogledali ljude koji su naslijedili jednu neispravnu kopiju BRCA2. Otkrili su da su ćelije ovih ljudi osjetljivije na metilglioksal (MGO), koji se proizvodi kada ćelije prave energiju iz glukoze u procesu glikolize.
Glikoliza generiše više od 90 procenata MGO u ćelijama, koji se održava na minimalnim nivoima pomoću para enzima. Ako ne uspiju, visoki nivoi MGO mogu dovesti do stvaranja štetnih jedinjenja koja oštećuju DNK i proteine. U uslovima kao što je dijabetes, gdje su nivoi MGO povišeni zbog visokog šećera u krvi, ova štetna jedinjenja doprinose komplikacijama bolesti.
Naučnici su otkrili da MGO može privremeno da onesposobi funkcije proteina BRCA2, što dovodi do mutacija povezanih sa razvojem raka. Ovaj efekat se može vidjeti u nekanceroznim ćelijama i uzorcima tkiva dobijenim od pacijenata, u nekim slučajevima raka dojke kod ljudi i na mišjim modelima za rak pankreasa, prenosi "Indeks".
Pošto gen BRCA2 nije trajno inaktiviran (već samo protein), funkcionalni oblici proteina koji se proizvode mogu kasnije da se vrate na normalne nivoe. Ali ćelije koje su više puta izložene MGO mogu nastaviti da akumuliraju mutacije, koje na kraju izazivaju rak.
Ovi nalazi sugerišu da promjene u metabolizmu glukoze mogu poremetiti funkciju BRCA2 preko MGO-a, doprinoseći tako razvoju raka.
Potrebno je više studija, ali mehanizam je logičan
Budući da je studija sprovedena u laboratoriji na životinjskim modelima, na malim uzorcima ljudskog tkiva i organoida, biće potrebne dodatne studije koje koriste veća klinička ispitivanja i više životinjskih modela kako bi se istražile moguće veze između faktora u ishrani, dijabetesa i drugih metaboličkih poremećaja.
Ali pošto MGO može privremeno da blokira sposobnost BRCA2 proteina da popravi DNK, logično je očekivati da loša ishrana ili nekontrolisani dijabetes mogu doprinijeti većem riziku od raka tokom vremena, čak i kod ljudi sa dvije funkcionalne kopije BRCA2 gena. Ovi nalazi mogu biti korisni za razvoj strategija za prevenciju ili rano otkrivanje raka.
"Metilglioksal se može lako otkriti testom krvi na HbA1C, koji bi se mogao koristiti kao marker za potencijalni rizik kojem smo izloženi“, rekao je Venkitaraman.
"Dalje, visoki nivoi metilglioksala se obično mogu kontrolisati lekovima i dobrom ishranom, otvarajući vrata za proaktivne mjere protiv početka razvoja raka“, dodao je on.
Nije sve u genima
Šef splitske laboratorije za tumore Janoš Terzić kaže da ovo otkriće još jednom pokazuje da nije sve u genima.
Iako redovno govorimo o genima koji izazivaju rak, a i sami smo pronašli gen koji je povezan sa rakom jetre (doi: 10.1038/ng.3103), to su proteini čije funkcionisanje sprečava ili podstiče razvoj raka“, kaže Terzić.
"Ovo je jedno od otkrića koje pokazuje da naša sudbina nije zapečaćena u našim genima. To jest, promjenom ponašanja zdravom ishranom, vježbanjem, u većini slučajeva možemo izbjeći rizike koje smo naslijedili. Ali važi i obrnuto, odnosno rizike koje nemamo možemo pokrenuti na rizično ponašanje, jer nemamo rezervnog kad se ovo pokvari“, rekao je Terzić.
