Pahanlaatuiset solut eivät siedä tupakansavua

Ei ole mikään salaisuus, että tupakansavu aiheuttaa mutaatiomuutoksia DNA:ssa, mikä voi myöhemmin johtaa pahanlaatuisten kasvainten kehittymiseen, eikä vain hengityselimissä. Mutaatiot eivät kuitenkaan ole ainoa ongelma: tupakoinnin haitallisiin vaikutuksiin kuuluu myös proteiinimolekyylien tarttuminen toisiinsa.

Kaikilla proteiiniaineilla on kyky laskostua ja muuttua tietyksi kolmiulotteiseksi rakenteeksi, mikä määrää niiden toiminnallisuuden. Kuitenkin, kun laskostumisprosessi häiriintyy, proteiinimolekyylit menettävät toiminnallisuutensa, tarttuvat toisiinsa ja muodostavat omituisia "möykkyjä", jotka ovat solulle epäedullisia. Tällaisten "möykkyjen" kertyessä solun työ monimutkaistuu yhä enemmän: sillä ei ole aikaa käsitellä tarpeetonta "roskaa", vaikka sen olemassaolo yhdessä sen kanssa on yhtä ongelmallista.

Useimmissa tapauksissa myrkyllisiä proteiini"kokkareita" mainitaan neurodegeneratiivisten patologioiden, erityisesti Parkinsonin tai Alzheimerin taudin, yhteydessä. Tämä ilmiö on kuitenkin tyypillinen myös keuhkolaajentuman, kroonisen keuhkoahtauman ja keuhkosyövän yhteydessä.

Tupakansavu sisältää komponentteja, jotka häiritsevät proteiinimolekyylien järjestystä. Tällaiset komponentit vahingoittavat sekä normaaleja että pahanlaatuisia rakenteita, vaikka jälkimmäiset aktiivisesti vastustavatkin sitä. Pennsylvanian yliopiston tutkijat ovat kuvanneet näitä prosesseja yksityiskohtaisesti.

Asiantuntijat kasvattivat normaaleja ja pahanlaatuisia soluja erikseen sopivilla kasvualustoilla, joihin he lisäsivät tupakansavun höyryä. Pahanlaatuisissa soluissa oli vähemmän proteiiniaggregaatteja kuin normaaleissa rakenteissa, ja pahanlaatuiset solut jatkoivat aktiivista jakautumistaan. Ne pystyivät kehittymään itsenäisesti, vaikka höyryn määrää lisättiin kymmenkertaisesti: normaalit solut lakkasivat lisääntymästä tällaisissa olosuhteissa ja kuolivat.

Lisätutkimuksissa tiedemiehet havaitsivat, että syöpärakenteet käyttävät puolustuskeinona spesifistä kuljetusproteiinia, joka on kapseloitu solukalvoon ja toimii kuin pumppu pumppaamalla solusta ulos kaiken tarpeettoman "roskan". Erityisesti kävi ilmi, että tällainen "pumppu" poistaa pahanlaatuisista soluista ne savun komponentit, jotka johtavat molekyylien paakkuuntumiseen roska"möykkyiksi". Normaaleissa soluissa tällaiset prosessit tapahtuivat, mutta paljon vähemmän aktiivisesti.

Spesifisen ABCG2-kuljetusproteiinin pumput pystyvät "pumppaamaan" erilaisia komponentteja ja lääkkeitä ulos solurakenteista. Tilastot osoittavat, että tupakoitsijoilla kasvainten vastaisen hoidon teho on merkittävästi heikentynyt. Tämä johtuu todennäköisimmin tupakansavun stimuloimasta molekyylipumppujen toiminnasta: seurauksena kaikki tarpeeton, myös syöpälääkkeet, pumpataan ulos syöpäsoluista.

Tämä tilanne voidaan ratkaista käyttämällä joitakin keinoja, jotka estävät kuljetusproteiinien työtä.

Tutkimuksen yksityiskohdat on kuvattu PLOS Journalin sivulla.