Wetenschappers hebben een mechanisme ontdekt dat verklaart hoe fijne luchtvervuilingsdeeltjes longkanker kunnen veroorzaken, volgens een studie die vandaag in eLife is gepubliceerd.
De bevindingen kunnen leiden tot nieuwe benaderingen voor het voorkomen of behandelen van de initiële longveranderingen die tot de ziekte leiden.
Kleine, inhaleerbare fijne deeltjes (FPM) die in luchtverontreinigende stoffen worden aangetroffen, zijn erkend als kankerverwekkend uit groep 1 en vormen een substantiële bedreiging voor de wereldwijde gezondheid. Het kankerverwekkende mechanisme van FPM blijft echter onduidelijk.
“Ondanks het potentieel om mutaties te veroorzaken, suggereert recent onderzoek dat FPM de groei van longkankercellen niet direct bevordert – en mogelijk zelfs remt”, legt eerste auteur Zhenzhen Wang uit, een geassocieerd onderzoeker aan de Nanjing University (NJU), Nanjing , China, die de studie uitvoerde tussen laboratoria van NJU en de Universiteit van Macau, waar ze werd gesponsord door een Universiteit van Macau Fellowship. “Dit suggereert dat FPM kan leiden tot kanker via indirecte middelen die tumorgroei ondersteunen. Sommige onderzoeken suggereren bijvoorbeeld dat FPM kan voorkomen dat immuuncellen naar de plaats gaan waar ze nodig zijn.”
Om deze mogelijkheid te onderzoeken, verzamelden Wang en het team FPM op zeven locaties in China en bestudeerden ze de effecten ervan op de belangrijkste immuuncellen die zich verdedigen tegen tumorgroei – de zogenaamde cytotoxische T-cellen (CTL’s). Bij muizen waaraan longkankercellen waren toegediend die niet waren blootgesteld aan FPM, werden CTL’s naar de longen gerekruteerd om de tumorcellen te vernietigen. Daarentegen werd bij de muizen waarvan de longen waren blootgesteld aan FPM de infiltratie van CTL’s vertraagd, waardoor de tumorcellen zich mogelijk in longweefsel konden vestigen.
Om te onderzoeken waarom de CTL’s niet zo snel in de longen terechtkwamen in de aan FPM blootgestelde longen, bestudeerde het team zowel de CTL’s zelf als de longweefselstructuur. Ze ontdekten dat CTL’s die werden blootgesteld aan FPM nog steeds hun migratievermogen behielden, maar dat blootstelling aan FPM de longweefselstructuur en de ruimtes waartussen immuuncellen bewegen dramatisch samendrukte. Er waren ook veel hogere niveaus van collageen – een eiwit dat biomechanische ondersteuning biedt voor cellen en weefsels. Toen het team de beweging van CTL’s in de muizen bestudeerde, in longweefsel dat was blootgesteld aan FPM, hadden CTL’s moeite om te bewegen, terwijl die in het onbehandelde weefsel vrij konden bewegen.
Verdere analyse van het weefsel toonde aan dat de structurele veranderingen werden veroorzaakt door toenames in een collageensubtype genaamd collageen IV, maar het team wist nog steeds niet hoe FPM dit veroorzaakte. Ze vonden het antwoord toen ze nauwkeuriger keken naar de structurele veranderingen in collageen IV en het enzym dat verantwoordelijk is voor het maken ervan – peroxidasine genaamd. Dit enzym zorgt voor een specifiek type verknoping dat blootstelling aan FPM in het longweefsel veroorzaakte en verergerde.
“De meest verrassende vondst was het mechanisme waarmee dit proces plaatsvond”, zegt Wang. “Het peroxidasine-enzym plakte aan de FPM in de long, waardoor de activiteit ervan toenam. Alles bij elkaar genomen betekent dit dat overal waar FPM in de long terechtkomt, verhoogde peroxidasine-activiteit leidt tot structurele veranderingen in het longweefsel die immuuncellen buiten en weg kunnen houden van groeiende tumorcellen.”
“Onze studie onthult een volledig nieuw mechanisme waarmee ingeademde fijne deeltjes de ontwikkeling van longtumoren bevorderen”, concludeert senior auteur Lei Dong, professor aan de School of Life Sciences, Nanjing University. “We leveren direct bewijs dat eiwitten die aan fijne deeltjes blijven kleven een significant en nadelig effect kunnen hebben, waardoor pathogene activiteit ontstaat. Onze ontdekking dat peroxidasine de mediator is van dit effect in longweefsel, identificeert het als een specifiek en onverwacht doelwit voor het voorkomen van longziekte veroorzaakt door luchtvervuiling.”
Verhaalbron:
Materialen geleverd door eLife. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.
Bron: lees het gehele artikel