Komórki złośliwe nie tolerują dymu papierosowego

Nie jest tajemnicą, że dym tytoniowy powoduje mutacyjne zmiany w DNA, które w konsekwencji mogą prowadzić do rozwoju nowotworów złośliwych, nie tylko w układzie oddechowym. Jednak mutacje to nie jedyny problem: szkodliwe skutki palenia obejmują także sklejanie się cząsteczek białek.

Wszystkie substancje białkowe mają właściwość przestrzennego składania i przekształcania w pewną trójwymiarową strukturę, która determinuje ich funkcjonalność. Kiedy jednak proces zwijania zostanie zakłócony, cząsteczki białka tracą swoją funkcjonalność, sklejają się, tworząc swoiste, niekorzystne dla komórki „zlepki”. W miarę gromadzenia się takich „zbryleń” praca komórki staje się coraz bardziej skomplikowana: nie ma ona czasu na przetworzenie zbędnych „śmieci”, choć nie mniej problematyczne jest dla niej współistnienie z nią.

W większości przypadków o toksycznych „zlepkach” białek wspomina się w przypadku patologii neurodegeneracyjnych – w szczególności choroby Parkinsona czy Alzheimera. Jednak zjawisko to jest również charakterystyczne dla rozedmy płuc, przewlekłej niedrożności płuc i raka płuc.

Dym papierosowy zawiera składniki, które zakłócają sekwencję cząsteczek białka. Takie składniki uszkadzają zarówno struktury normalne, jak i złośliwe, chociaż te ostatnie aktywnie się temu opierają. Procesy te szczegółowo opisali naukowcy reprezentujący Uniwersytet Pensylwanii.

Eksperci hodowali komórki normalne i złośliwe oddzielnie na odpowiednich pożywkach, do których dodawali parę z dymu tytoniowego. Komórki złośliwe wykazywały mniej agregatów białek niż normalne struktury, a komórki złośliwe kontynuowały swój aktywny podział. Potrafiły rozwijać się samodzielnie, nawet przy 10-krotnym zwiększeniu ilości pary: normalne komórki w takich warunkach przestały się rozmnażać i obumierały.

W toku dalszych badań naukowcy odkryli, że do obrony struktury nowotworowe wykorzystują specyficzne białko transportowe zamknięte w błonie komórkowej i działające jak pompa, wypompowujące z komórki wszelkie niepotrzebne „śmieci”. W szczególności okazało się, że taka „pompa” pozbywa się złośliwych komórek z tych składników dymu, które prowadzą do zlepiania się cząsteczek w „grudki” śmieci. W normalnych komórkach takie procesy zachodziły, ale znacznie mniej aktywnie.

Pompy specyficznego białka transportowego ABCG2 są zdolne do „wypompowywania” różnorodnych składników i leków ze struktur komórkowych. Statystyki pokazują, że palacze mają znacznie obniżoną skuteczność leczenia przeciwnowotworowego. Dzieje się tak najprawdopodobniej na skutek stymulacji funkcji pompy molekularnej przez dym tytoniowy: w rezultacie wszystko, co niepotrzebne, w tym leki przeciwnowotworowe, jest wypompowywane z komórek nowotworowych.

Sytuację tę można rozwiązać stosując pewne środki hamujące pracę białek transportowych.

Szczegóły badania opisano w czasopiśmie PLOSstrona.