Foto kredit: Max pixel

Efter cigaretter er alkohol måske det mest almindelige kræftfremkaldende middel, som mennesker frivilligt udsætter sig for. Hvordan dette enkle stof fremmer kræft, har imidlertid ikke været klart. Men vores seneste undersøgelseved hjælp af genetisk modificerede mus kaster lys over den mulige mekanisme.

Vores tidligere forskning afslørede den principielle mekanisme, der beskytter os mod alkoholinduceret DNA-beskadigelse. Det første niveau af denne beskyttelse består af et enzym, der omdanner acetaldehyd - et giftigt biprodukt, der dannes i kroppen, når alkohol metaboliseres - til et harmløst stof.

Det andet beskyttelsesniveau består af et reparationssystem, der løser den skade, som acetaldehyd forårsager på DNA. Nu har vi udvidet dette arbejde til at vise, hvordan alkohol og efterfølgende dets giftige biprodukt beskadiger DNA'et i cellerne, der leverer blod - blodstamcellen.

Arvelige gendefekter, der forringer denne beskyttelsesmekanisme, er almindelige hos mennesker. Omkring 500 mio. Mennesker i Sydøstasien har ikke det biologiske system til at håndtere acetaldehyd (det første beskyttelsesniveau). Folk fra denne region får ofte en rød hud efter at have drukket alkohol, og de føler sig ofte utilpas. De har også øget risiko for kræft i spiserøret.

Fire gange stigning i skader

Vi viser, at mus, der er blevet genetisk modificeret til at efterligne dette tab af beskyttelse, akkumulerer fire gange mere DNA-beskadigelse i deres blodlegemer efter eksponering for en enkelt dosis alkohol, så de er stærkt afhængige af DNA-reparationssystemet for at sikre, at disse celler ikke akkumulerer ikke irreversibel DNA-skade.

Selvom det er ret sjældent, mangler nogle mennesker DNA-reparationssystemet (niveau to beskyttelse), der fortryder skaden. De lider af en ødelæggende sygdom kaldet Fanconis anæmi der fører til for tidlig død på grund af tab af blodproduktion, blodkræft og andre former for kræft.

Ved hjælp af mus, der mangler begge beskyttelsesmekanismer, viser vi endeligt, at alkoholeksponering forårsager skade på kromosomerne i blodcellerne, hvilket resulterer i omlejringer af deres kromosomer - strukturer i kernen i cellerne, hvor DNA er pakket. Ved hjælp af avanceret DNA-sekventeringsteknologi dechifrerede vi genomerne af de sjældne stamceller, der leverer blodet i disse mus, og viser, hvordan de ændres af denne skade.

Skader på stamcellernes genom kan forårsage dysfunktion. Men fordi disse vitale celler giver anledning til et stort antal specialiserede blodlegemer, kan det ændrede genom af enkelte stamceller overføres til mange datterceller. Ændrede genomer i sidste ende fører til ændrede gener, som i nogle tilfælde får celler til at blive kræftformede.

Ingen sikkerhed, men værdifulde nye indsigter

Vi har primært undersøgt blodcellerne i vores mus, men vi kan ikke med sikkerhed sige, at alkohol forårsager blodkræft. Det er imidlertid velkendt, at alkohol påvirker produktionen af ​​blod. Vores resultater forklarer til en vis grad, hvorfor dette sker.

Den største fordel ved at studere blod er, at det er let eksperimentelt at undersøge. Dette er især tilfældet for blodstamcellerne, som kan kvantificeres og funktionelt vurderes ved hjælp af en teknik kendt som knoglemarvstransplantation. Dette involverer transplantation af stamceller, som man måske vil vurdere til en mus, der ikke længere har sådanne celler. Over tid begynder de transplanterede stamceller at producere nyt blod, og effekten ved at gøre det er relateret til den transplanterede stamcells egnethed. Så analysen af ​​blodstamceller giver et vindue til, hvordan alkohol kan beskadige andre stamceller i kroppen, såsom dem, der danner tarmen og leveren.

Vores nye forskning forklarer, hvordan alkohol beskadiger DNA i vores vitale stamceller. Selvom vi viser, at denne skade er begrænset af en robust beskyttelsesmekanisme, er arvelig dysfunktion af denne mekanisme almindelig hos mennesker. Ikke desto mindre er det også vigtigt at understrege, at de, som alle beskyttelsesmekanismer, ikke er perfekte og kan overvældes. Det meste liv på jorden, fra bakterier til pattedyr, har også denne beskyttelsesmekanisme, men i modsætning til mennesker har de endnu ikke udviklet kapaciteten til at fremstille alkohol i industriel skala til forbrug.

Om forfatteren

Ketan Patel, professor, University of Cambridge. Er molekylærbiolog ved MRC LMB

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

at InnerSelf Market og Amazon