עישון משנה את אופן ביטוי הגנים, מה שתורם מאוחר יותר להתפתחות סרטן ריאות ומחלות אחרות הקשורות לעישון. אבל הקשר בין אפיגנטיקה (חקר מנגנונים המשפיעים על ביטוי גנים) ועישון אינו מובן במלואו, במיוחד במונחים של הבדלים בין קבוצות גזעיות ואתניות.
אנחנו יודעים שעישון משפיע על אנשים בצורה שונה על סמך הגזע והאתניות שלהם, אבל זיהוי סימנים אפיגנטיים של עישון יעזור לנו לחזות טוב יותר את הסיכון למחלות הקשורות לעישון".
בריאן הואנג, דוקטורט, עוזר פרופסור, המחלקה למדעי האוכלוסייה ובריאות הציבור, בית הספר לרפואה קק של USC והמחבר הראשון של המחקר החדש
במאמץ במימון המכון הלאומי לבריאות, חוקרים מבית הספר לרפואה קק ניתחו את הקשר בין עישון ומתילציה של DNA, סוג ספציפי של שינוי אפיגנטי שיכול לשנות מספר תהליכים ביולוגיים. המחקר כלל נתונים של 2,728 אנשים על פני שש קבוצות גזע ואתניות שונות. חוקרים מצאו 408 סמני מתילציה של DNA (הידועים כ"אתרי CpG") הקשורים לעישון, כולל שניים שהיו שונים בהתאם לגזע או למוצא אתני. התוצאות פורסמו ב- כתב העת האמריקאי לגנטיקה אנושית.
רוב מחקרי העבר על עישון ואפיגנטיקה בדקו רק קבוצת גזע אחת או שתיים בכל פעם, מה שהופך את המאמץ החדש לאחד המחקרים הרב-אתניים הגדולים ביותר עד כה. בנוסף, החוקרים כימתו את העישון על ידי חישוב שווי הניקוטין הכולל של המשתתפים (TNEs), מדד ביולוגי של ספיגת ניקוטין המודד את רמות הניקוטין וכמה מטבוליטים אחרים של עשן סיגריות עם דגימת שתן. זה איפשר חישוב מדויק יותר של מינון העישון בהשוואה לחלק גדול מהמחקר הקיים, המסתמך על מדדים מדווחים עצמיים.
"מחקר זה נותן לנו מידע נוסף על המנגנון שבו עישון יכול להשפיע על הבריאות, וכיצד זה יכול להיות שונה בין אוכלוסיות שונות", אמר הואנג. "בסופו של דבר, זה יכול להוביל לחיזוי טוב יותר, גילוי מוקדם וטיפול במצבים הקשורים לעישון."
תובנות מהאפיגנום
צוות המחקר ערך את הניתוח העיקרי שלהם באמצעות נתונים ממחקר העוקב הרב-אתני, שיתוף פעולה בין USC ואוניברסיטת הוואי הכולל אפרו-אמריקאים, אמריקאים אירופאים, אמריקאים יפנים, לטינים וילידים מהוואי. באמצעות דגימות ביולוגיות של 1,994 משתתפים, החוקרים קבעו את מינון העישון של כל אדם (על ידי מדידת TNEs), כמו גם את רמות המתילציה של DNA באתרי CpG ברחבי הגנום (באמצעות מחקר אסוציאציה אפיגנום רחב, או EWAS).
על פני האפיגנום, עישון נקשר למתילציה של DNA ב-408 אתרים. סך זה כולל 45 אתרים חדשים שלא זוהו במחקרים קודמים שהסתמכו על דיווחים עצמיים של התנהגות עישון.
"זה נותן לנו אינדיקציה לכך ש-TNEs יכולים לספק מידע נוסף מעבר למה שאנחנו כבר יודעים מאמצעי דיווח עצמי של עישון", אמר הואנג.
מתוך 408 האתרים שזוהו, שניים נושאים הבדל סיכון משמעותי בהתאם לגזע או למוצא אתני. אתר אחד על הגן CYTH1 הראה רק שינויים אצל אנשים אפרו-אמריקאים שעישנו; אתר אחר ב MYO1G היה קשור חזק יותר לשינויים אפיגנטיים אצל לטינים שעישנו, בהשוואה לקבוצות גזעיות ואתניות אחרות. גנים אלה מבצעים פונקציות הקשורות להתקדמות הסרטן ולתהליכי מחלה אחרים.
התובנות החדשות יכולות לשפר את הבנתם של המדענים מדוע אוכלוסיות מסוימות עומדות בפני סיכון גבוה יותר לסרטן ריאות מאחרות, אמר הואנג. אפרו-אמריקאים שמעשנים עומדים בסיכון גבוה יותר לסרטן ריאות מאשר לבנים שאינם היספנים שמעשנים, בעוד שאנשים ממוצא היספני עשויים לעמוד בסיכון נמוך יותר.
כדי לאשש עוד יותר את ממצאיהם, הואנג וצוותו אספו נתוני מתילציה של TNE ו-DNA משתי קבוצות אחרות של משתתפים: 340 אנשים במחקר הבריאות הסיני של סינגפור ו-394 אנשים במחקר העוקב של הקהילה הדרומית. החוקרים זיהו רבים מאותם אתרי CpG שנמצאו במחקר ה-Multi-ethnic Cohort, כולל האתרים המזוהים ביותר עם TNEs. זה מספק הוכחה לכך שהסממנים האפיגנטיים החזקים ביותר של עישון עקביים על פני מספר קבוצות גזעיות ואתניות, אמר הואנג.
חיזוי טוב יותר של סיכון למחלה
במחקר הבא שלהם, החוקרים יערכו EWAS של מתילציה של DNA וסיכון לסרטן ריאות: כיצד שינויים אפיגנטיים מגבירים את הסיכון של אדם לסרטן ריאות?
"על ידי ביצוע מחקרים משותפים אלה, נוכל להבין את המנגנון שבו מתילציה של DNA פועלת כמתווך בין עישון לסרטן ריאות, מה שיכול בתורו לשפר את יכולתנו לחזות את הסיכון לסרטן ריאות", אמר הואנג.
הוא וצוותו גם עורכים מחקר לחקר שינויים אפיגנטיים הקשורים לסמנים ביולוגיים נוספים של עישון, כולל רמות ביולוגיות של קדמיום, מתכת כבדה שנמצאת בעשן סיגריות.
על המחקר הזה
בנוסף להואנג, המחברים הנוספים של המחקר הם ישה פאטל, כריסטופר היימן, קימברלי זיגמונד ודניאל סטראם מהמחלקה למדעי האוכלוסין ובריאות הציבור, בית הספר לרפואה קק של USC; אלכסנדרה בינדר, ברנדון קוון, אנט לום-ג'ונס, מערית טייריקאין, לנורה לו, לין וילקנס, לואיק לה מרצ'נד וסונגשים ל. פארק מהמרכז לסרטן של אוניברסיטת הוואי; שרון מרפי וסטיבן הכט מהמרכז לסרטן הבונים החופשיים, אוניברסיטת מינסוטה; אליקה מאונקיאה מהג'ון. בית הספר לרפואה א. ברנס, אוניברסיטת הוואי; Woon-Puay Koh מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור; Woon-Puay Koh, William Blot ומלינדה Aldrich מהמרכז הרפואי של אוניברסיטת Vanderbilt; וג'יאן-מין יואן מאוניברסיטת פיטסבורג.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לבריאות/המכון הלאומי לסרטן (NIH/NCI) (P01CA138338). NIH תמך גם במחקר העוקב הרב-אתני (U01CA164973), במחקר הבריאות הסינית בסינגפור (R01CA129534, R01CA144034, UM1CA182876) ובמחקר העוקב של הקהילה הדרומית (U01CA202979, R047209, R047209).
