Установлено, что ключевым моментом в превращении нормальной ткани лёгких в раковую является специфическое воздействие образующегося при горении табака нитрозаминкетона на клеточный фермент ДНК-метилтрансферазу-1, что обуславливает резкое изменение функции генетического аппарата и трансформацию здоровой ткани в злокачественную опухоль.
Рак лёгких - один из наиболее распространённых видов злокачественных новообразований, приводящих к смерти людей во многих странах мира [1]. Это заболевание считается крайне опасным, поскольку его возникновение и начальные стадии формирования практически всегда остаются скрытыми от пациента и медработников из-за скудности симптоматики. К сожалению, когда появляется кашель, кровохарканье, одышка и другие симптомы, момент начала эффективного лечения оказывается безнадёжно пропущенным из-за разрастания опухоли, возникновения многочисленных метастазов и поражения опухолью окружающих тканей.
Почему появляется данная болезнь? Причин существует несколько, однако около 85-90% рака лёгких вызвано курением изделий из табака [2]. Связано это с тем, что табачный дым содержит очень много токсичных веществ; часть из них обладает свойствами сильных канцерогенов, то есть способствуют превращению здоровых клеток в опухолевые. Однако как это происходит на молекулярном уровне до сих пор точно не установлено, несмотря на постоянное расширение исследовательских работ.
Современная наука располагает многочисленными методиками изучения последствий влияния табачного дыма на живые организмы. Чаще всего внимание учёных направлено на установление характера воздействия отдельных компонентов дыма на живые клетки, их ядра, генетический аппарат, органеллы, мембраны и различные стороны обмена веществ. Это вполне оправдано, поскольку опухолевые клетки существенно отличаются от здоровых своим бесконтрольным ростом и размножением, появлением в цитоплазме патологических компонентов, изменённым метаболизмом и т.д. Всё это объединяется понятием "опухолевой атипизм".
Одним из ключевых канцерогенных компонентов табачного дыма считается образующийся из никотина нитрозаминкетон (4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон, или NNK). В научной литературе есть неопровержимые данные о том, что это вещество стимулирует появление раковых опухолей в лёгких. Например, при введении нитрозаминкетона в организм лабораторных животных наблюдается появление генных мутаций в клетках лёгких и изменение нормального обмена веществ, характерное для опухолевого роста, а при постоянном контакте организма с данным веществом обязательно возникают раковые опухоли в легочной ткани.
Группой учёных из КНР под руководством Ruo-Kai Lin с использованием методов иммунофлюоресценции было проведено сложное экспериментальное исследование молекулярных механизмов влияния нитрозаминкетона на деятельность фермента ДНК-метилтрансферазы-1 в клетках злокачественных опухолей лёгких у лабораторных животных. Параллельно проводилось аналогичное исследование в клетках рака лёгких 70 курящих пациентов [3].
Учёным удалось установить важные для теоретической онкологии и разработки методов лечения данной патологии факты, а именно: нитрозаминкетон вызывает резкое повышение активности ДНК-метилтрансферазы-1 и накопление молекул данного фермента в ядре клеток. Из-за этого возникает интенсивное метилирование промоторов супрессорных генов, препятствующих возникновению опухоли; клетки легочной ткани полностью утрачивают контроль над процессами своего деления и синтеза органических веществ. Следствием этого становится туморогенез - образование атипических (раковых) клеток. Они начинают интенсивно размножаться, обуславливая формирование и рост злокачественной опухоли.
Таким образом, доказано, что появление и развитие рака лёгких у людей, курящих сигареты и пассивно вдыхающих табачный дым, происходит в результате увеличения активности фермента ДНК-метилтрансферазы-1 содержащимся в продуктах горения табака нитрозаминкетоном; из-за этого резко повышается интенсивность метилирования отдельных участков молекул ДНК и изменяется деятельность ряда супрессорных генов. Всё это приводит к появлению опухолевых клеток, формирующих рак лёгких.
