Photo Credit: Maks Pixel

Etter sigaretter er alkohol kanskje det vanligste kreftfremkallende som mennesker frivillig utsetter seg for. Hvordan dette enkle stoffet fremmer kreft, har imidlertid ikke vært klart. Men vår siste studie, bruker genetisk modifiserte mus, legger litt lys på mulig mekanisme.

Vår tidligere forskning avslørte prinsippmekanismen som beskytter oss mot alkoholindusert DNA-skade. Det første nivået av denne beskyttelsen består av et enzym som omdanner acetaldehyd - et giftig biprodukt opprettet i kroppen når alkohol metaboliseres - til en ufarlig substans.

Det andre beskyttelsesnivået består av et reparasjonssystem som løser skadene som acetaldehyd fører til DNA. Nå har vi utvidet dette arbeidet for å vise hvordan alkohol, og deretter dets giftige biprodukt, ødelegger DNA fra cellene som leverer blod - blodstamcellen.

Arvelige genfeil som svekker denne beskyttelsesmekanismen er vanlige hos mennesker. Om 500m mennesker i Sørøst-Asia har ikke det biologiske systemet for å håndtere acetaldehyd (det første beskyttelsesnivået). Folk fra denne regionen får ofte en skyllete hud etter å ha drukket alkohol, og de føler seg ofte uvel. De har også økt risiko for esophageal kreft.

Firefold økning i skade

Vi viser at mus som har blitt genetisk modifisert for å etterligne dette tapet av beskyttelse, akkumulerer fire ganger mer DNA-skade i deres blodceller etter eksponering for en enkelt dose alkohol, slik at de er svært avhengige av DNA-reparasjonssystemet for å sikre at disse cellene ikke Ikke akkumulere irreversibel DNA skade.

Selv om det er ganske sjeldent, mangler noen mennesker DNA-reparasjonssystemet (nivå to beskyttelse) som ødelegger skadene. De lider av en ødeleggende sykdom som kalles Fanconi er anemi som fører til for tidlig død på grunn av tap av blodproduksjon, blodkreft og andre typer kreft.

Ved hjelp av mus som mangler begge beskyttelsesmekanismer, viser vi endelige at alkoholeksponering forårsaker skade på kromosomene i blodcellene, noe som resulterer i omorganisering av deres kromosomer - strukturene i kjernen til cellene der DNA er pakket. Ved hjelp av toppmoderne DNA-sekvenseringsteknologi dekipherer vi genomene av de sjeldne stamceller som leverer blodet i disse musene og viser hvordan de endres av denne skaden.

Skader på genomet av stamceller kan føre til dysfunksjon. Men fordi disse vitale cellene gir opphav til et stort antall spesialiserte blodceller, kan det forandrede genomet av enkelte stamceller overføres til mange datterceller. Endrede genomer fører til endringer til forandrede gener, som i enkelte tilfeller forårsaker at celler blir kreftfremkallende.

Ingen sikkerhet, men verdifull ny innsikt

Vi har først og fremst studert blodcellene i musene våre, men vi kan ikke si sikkert at alkohol forårsaker blodkreft. Det er imidlertid kjent at alkohol påvirker produksjonen av blod. Våre resultater forklarer, til en viss grad, hvorfor dette skjer.

Hovedfordelen ved å studere blod er at det er lett å eksperimentelt undersøke. Dette er spesielt tilfelle for blodstamceller, som kan kvantifiseres og funksjonelt vurderes ved en teknikk kjent som benmargstransplantasjon. Dette innebærer transplantasjon av stamceller som man kan ønske å vurdere i en mus som ikke lenger har slike celler. Over tid begynner de transplanterte stamceller å produsere nytt blod, og effekten av å gjøre det er relatert til treningen av den transplanterte stamcellen. Så analysen av blodstamceller gir et vindu inn i hvordan alkohol kan skade andre stamceller i kroppen, for eksempel de som gjør tarm og lever.

Vår nye forskning forklarer hvordan alkohol skader DNA i våre vitale stamceller. Selv om vi viser at denne skaden er begrenset av en robust beskyttelsesmekanisme, er arvelig dysfunksjon av denne mekanismen vanlig hos mennesker. Likevel er det også viktig å understreke at, som alle beskyttende mekanismer, de ikke er perfekte og kan bli overveldet. Det meste liv på jorden, fra bakterier til pattedyr, har også denne beskyttelsesmekanismen, men i motsetning til mennesker har de ennå ikke utviklet kapasiteten til å produsere alkohol i industriell skala for forbruk.

Om forfatteren

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

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

at InnerSelf Market og Amazon