Elakartade celler tål inte cigarettrök

Det är ingen hemlighet att tobaksrök orsakar mutationsförändringar i DNA, vilket i sin tur kan leda till utveckling av maligna tumörer, och inte bara i andningssystemet. Mutationer är dock inte det enda problemet: de skadliga effekterna av rökning inkluderar även att proteinmolekyler klibbar ihop.

Alla proteinsubstanser har egenskapen att vikas i rumslig form och omvandlas till en viss tredimensionell struktur, vilket avgör deras funktionalitet. Men när vikningsprocessen störs förlorar proteinmolekylerna sin funktionalitet, klibbar ihop och bildar speciella "klumpar" som är ogynnsamma för cellen. När sådana "klumpar" ackumuleras blir cellens arbete mer och mer komplicerat: den har inte tid att bearbeta det onödiga "skräpet", även om det inte är mindre problematiskt för den att existera tillsammans med det.

I de flesta fall nämns toxiska proteinklumpar när det gäller neurodegenerativa patologier - i synnerhet Parkinsons eller Alzheimers sjukdomar. Detta fenomen är dock också karakteristiskt för lungemfysem, kronisk lungobstruktion och lungcancer.

Cigarettrök innehåller komponenter som stör proteinmolekylernas sekvens. Sådana komponenter skadar både normala och maligna strukturer, även om de senare aktivt motstår dem. Dessa processer har beskrivits i detalj av forskare vid University of Pennsylvania.

Experterna odlade normala och maligna celler separat på lämpliga medier, till vilka de tillsatte ånga från tobaksrök. De maligna cellerna uppvisade färre proteinaggregat än normala strukturer, och de maligna cellerna fortsatte sin aktiva delning. De kunde utvecklas av sig själva, även när mängden ånga ökades tio gånger: normala celler under sådana förhållanden slutade föröka sig och dog.

Under vidare studier fann forskare att cancerstrukturer som försvar använder ett specifikt transportprotein inneslutet i cellmembranet och fungerar som en pump, vilket pumpar ut allt onödigt "skräp" ur cellen. I synnerhet visade det sig att en sådan "pump" gör sig av med maligna celler från de komponenter i rök som leder till att molekylerna klumpar ihop sig till sopor. I normala celler ägde sådana processer rum, men mycket mindre aktivt.

Pumpar av det specifika transportproteinet ABCG2 kan "pumpa" ut en mängd olika komponenter och läkemedel ur cellstrukturer. Statistik visar att rökare har en signifikant minskad effektivitet av antitumörbehandling. Detta beror troligen på att tobaksrök stimulerar den molekylära pumpfunktionen: som ett resultat pumpas allt onödigt, inklusive cancerläkemedel, ut ur cancercellerna.

Denna situation kan lösas genom att använda några medel som hämmar transportproteinernas arbete.

Detaljer om studien beskrivs på PLOS Journals sida.