מחקר מגלה שמשתמשי סיגריות אלקטרוניות עם היסטוריה מוגבלת של עישון מראים שינויים ב-DNA דומים לאלה של מעשנים

לאחרונה מחקר הסרטן המחקר העריך את ההשפעה של עישון טבק ושימוש בסיגריות אלקטרוניות (סיגריות אלקטרוניות) על שינויים במתילציה של DNA הקשורים לסרטן.

רקע כללי

בהשוואה לעישון טבק, השימוש בסיגריות אלקטרוניות ובטבק ללא עשן ולא דליק נחשב לעתים קרובות פחות מזיק. עם זאת, מחקרים עדכניים הדגישו כמה מההשפעות השליליות הפוטנציאליות הקשורות לשימוש בסיגריות אלקטרוניות, כולל נזק ל-DNA והפרעות בתפקוד האנדותל. לכן, הכרחי להבין את השינויים המולקולריים ואת ההשפעות ארוכות הטווח שלהם על הבריאות.

שימוש בסיגריות אלקטרוניות נקשר לשינויים דומים בסמנים ביולוגיים לעישון סיגריות. חיוני לזהות סמנים ביולוגיים המעידים על הסיכון לסרטן. חלק מהמאפיינים האופייניים שחייבים להיות נוכחים בסמנים ביולוגיים הם (א) יכולת שינוי באמצעות עישון טבק ושימוש בסיגריות אלקטרוניות, (ב) טמונים בגנים הקשורים לסרטן, (ג) לגרום להתקדמות סרטן בנגע טרום ממאיר, ו-(ד) משקף את הסיכון לסרטן לטווח ארוך ברקמה פונדקאית כדי לסייע בניטור לא פולשני.

האפיגנום הוא קבוצה של שינויים כימיים של DNA או חלבונים הקשורים ל-DNA. מחקרים רבים הבהירו את תפקידה של אפיגנומיה בקרצינוגנזה. מידע זה עזר לשפוך אור על ההשפעות ארוכות הטווח של עישון טבק ושימוש בסיגריות אלקטרוניות.

מתילציה של DNA (DNAme) בעמדה של ציטוזין C-5 היא שינוי אפיגנטי. השינויים המועשרים בגנים קשורים למחלות הקשורות לעישון. חלק מהשינויים האפיגנטיים נשארים מתמשכים גם לאחר הפסקת עישון. סמנים ביולוגיים אלה יכולים לשמש כאינדיקטור לסרטן ריאות.

תאי אפיתל שנחשפים (למשל, רירית הפה והריאות) או לא (למשל, צוואר הרחם) לעישון או לשימוש בסיגריה אלקטרונית הם תאי המקור העיקריים לממאירות הקשורות לטבק. יתר על כן, שינויים ב-DNAme הקשורים לעישון שנמצאו בדגימות בוקאליות הם בעיקר ממקור אפיתל.

לגבי המחקר

המחקר הנוכחי התייחס לסוגיות שהוזכרו לעיל כדי להבין טוב יותר השפעות אפיגנטיות ספציפיות לרקמות ולתאים של שימוש בסיגריה אלקטרונית או בטבק על DNAme. הוא השתמש ביותר מ-3,500 דגימות צוואר הרחם, רוק או רוק או דם מתאי חיסון ואפיתל באתרים שנחשפו באופן ישיר ועקיף. בנוסף, נעשה שימוש בערכת מדגם בקרה לצורך אימות.

מחקר זה הוא חלק מחיזוי הסרטן הנשי תוך שימוש בבדיקת צוואר הרחם כדי להתאים את מחקר ההקרנה והמניעה (FORECEE). המשתתפים הגיעו מחמש מדינות אירופיות, היו בין 18 ל-86 שנים, ומילאו שאלון אפידמיולוגי. השפעת השימוש בטבק על תאי האפיתל והחיסון נותחה באופן שיטתי באמצעות דה-קונבולוציה חישובית והסקת DNAme ספציפית לסוג תא.

הוערכה ההשפעה של חשיפה ישירה (פרוקסימלית) ועקיפה (דיסטלית) לשימוש בעישון, טבק ללא עשן (למשל, סניף) או סיגריות אלקטרוניות על תאי אפיתל ותאי חיסון. יתר על כן, האם שימושים אלה השפיעו גם על רקמת סרטן הריאות ועל הפרוגנוזה. הערכת הסמנים הביולוגיים ברמת התא היא תרומה מרכזית של מחקר זה, שכן רוב המחקרים הקיימים, כולל אלה המנבאים סרטן ריאות, השתמשו בדגימות דם.

ממצאי המחקר

השינויים הספציפיים לתא בעקבות שימוש בסיגריות ובסיגריות אלקטרוניות הקשורים לסרטן נחשפו במחקר זה. נמצא כי עישון מעורר שינויים בתאי גזע ותת-רירית מוגנים. עישון סיגריות השפיע על hypoM אפיתל ושינוי זה נמצא בחשיפה פרוקסימלית ודיסטלית כאחד. יתר על כן, זוהו גם שינויים ב-DNAme הקשורים ל-HyperM אפיתל פרוקסימלי ספציפי ול-HyperM אפיתל דיסטלי.

נראה שעישון משפיע על המיאלואיד בצורה בולטת יותר מאשר השושלת הלימפואידית. לא נצפתה חפיפה גנטית משמעותית הקשורה לתפקודים ספציפיים בדגימות שהתקבלו מחמישה אתרים שונים. לרוב, אתרי hypoM אפיתל היו מקושרים עם תגובות ניקוי רעלים, בעוד שאתרי HyperM אפיתל פרוקסימליים כללו תגובות נזק ל-DNA.

מוקדי ה-DNAme הקשורים לעישון (CpGs) שזוהו כאן קובצו לארבע קבוצות פונקציונליות על סמך האתר האנטומי וסוג התא. לוקוסים עם היפר-מתילציה בתאי לחיים של מעשנים הקשורים לאיתות הקולטן NOTCH1/RUNX3/Growth Factor הראו רמה גבוהה יותר של מתילציה בקרצינומת ריאות מתקדמת באתרו נגעים ורקמות סרטן. באופן מדאיג, ה-CpGs שהוזכרו לעיל צוינו גם כבעלי היפר-מתילציה אצל משתמשי סיגריות אלקטרוניות שדיווחו על היסטוריה מוגבלת של עישון.

מחקר זה הדגיש עוד יותר הפיכות חלקית של שינויים אפיגנטיים שנגרמו מעישון אצל מעשני טבק לשעבר. תצפית זו התבססה על העובדה שלא ניתן היה להבחין ב-hypoM אפיתל בין מעשנים לשעבר לבין אלו שמעולם לא עישנו. תצפית זו יכולה לרמוז שהתאים היפר-מתילטים נעלמו עקב מוות תאי או עקירה של קבוצת המתיל בתא החי.

טבק ללא עשן גורם לשינויים דומים ב-DNAme ב-hypoM האפיתל וב-hyperM האפיתל הפרוקסימלי, כמו עישון סיגריות. יש לציין שרק מעשני סיגריות הראו שינויים ב-DNAme באתרי hypoM חיסוני. היפר-מתילציה אפיתל פרוקסימלית הייתה קשורה בצורה חזקה להתקדמות סרטן הריאות וסרטן צוואר הרחם.

מסקנות

לסיכום, התוצאות המוצגות כאן שופכות אור על שינויים אפיגנטיים ספציפיים לסוג תא בעקבות עישון סיגריות. חלק מהשינויים הללו, שיכולים גם לנבא סרטן ריאות, דומים למשתמשי סיגריות אלקטרוניות.

מגבלה מרכזית של מחקר זה הייתה השימוש בניתוח נתיב המבוסס על שמות גנים, שהגביל את החקירה לגנים cis בלבד. בעתיד, מדענים חייבים לבצע פרופיל מולטי-omics כדי לחקור את הקשר בין שינויים מתילציה ותפקוד שעתוק גנים בצורה מקיפה יותר.