Учеными раскрыты новые детали развития хронических заболеваний печени

Группа исследователей из Института Вэлком Сэнгер, Института исследований рака Великобритании и Кембриджского университета получила новые данные о динамике развития у человека болезней печени. Самое крупное в своем роде исследование представило уникальные данные о том, каким образом накопление изменений в нашей ДНК с течением времени повлияло на развитие хронических заболеваний и рака печени.

Специалисты обнаружили, что признаки мутаций ДНК присутствуют как в здоровой, так и больной печени, но именно накопленный со временем значительный объем изменений в конечном итоге приводит к серьезным проблемам со здоровьем.

Статья, опубликованная в минувшую среду в Nature, является крупнейшим исследованием различий в генетике здоровой и пораженной ткани печени, целью которого было лучшее понимание того, как развиваются заболевания печени и гепатоцеллюлярная карцинома (ГЦК). Полученные открытия, уверены специалисты, предоставят возможность в будущем использовать геномные данные для прогнозирования вероятного риска развития рака у людей, страдающих хроническими заболеваниями печени.

Количество случаев хронических заболеваний печени, к числу которых относятся такие состояния, как цирроз, ожирение печени и рак, с 1970 года только в Великобритании возросло на 400%, и стало одной из главных причин смерти среди людей в возрасте от 35 до 49 лет. Наиболее распространенными причинами развития указанных заболеваний являются чрезмерное употребление алкоголя и ожирение. В 2016/17 гг. почти 15 000 летальных исходов в стране были вызваны заболеваниями печени.

Начиная с 1990-х годов, число случаев рака печени в Великобритании увеличилось на 162%, причем ежегодно регистрируется около 5900 новых случаев данного типа онкологии, а к 2035 году количество диагнозов, как ожидается, возрастет на 38% (по сравнению с уровнем 2014 года). Наиболее распространенный тип первичного рака печени называется гепатоцеллюлярной карциномой (ГЦК). ГЦК редко встречается у людей со здоровой печенью, как правило, развиваясь у людей с хроническими заболеваниями.

Мутации ДНК играют весьма значимую роль в развитии различных типов рака. Они также могут быть вызваны большим числом факторов, в том числе генетикой, применением некоторых лекарственных средств, употреблением психоактивных веществ и некоторых иных соединений, содержащихся в пище или окружающей среде. Рак печени возникает в результате воздействия комплекса определенных повреждений ДНК, которые вызывают специфические мутации.

Общие генетические события и паттерны мутации ДНК, связанные с раком печени, были известны и ранее, но ученые не знали, в каком порядке происходят эти события или почему у некоторых людей с хроническими заболеваниями печени развивается рак, а у других – печень просто перестает функционировать.

Проведенное британцами исследование является наиболее полным вариантом использования геномного анализа для сравнения здоровой ткани печени с тканью, пораженной хроническим заболеванием. Оно вывело специалистов на беспрецедентно высокий уровень, показав детали процесса накопления мутаций ДНК, который, растягиваясь во времени, приводил к развитию рака.

Образцы тканей от пяти здоровых и девяти цирротических органов были предоставлены больницей Адденбрука в Кембридже. Из этих образцов ученые из Института Вэлком Сэнгер создали 482 последовательности генома для анализа ДНК тканей.

Команда наблюдала значительное увеличение числа мутаций при хронических заболеваниях печени в сравнению с здоровыми образцами тканей. Цирротическая печень содержала примерно вдвое больше мутаций, чем здоровая. Между тем орган с ГЦК имел значительно больше мутаций, чем при циррозе. Пораженная хроническими заболеваниями печень также имела значительно больше вариаций по типу мутаций, чем здоровая ткань, причем мутации в пораженном органе чаще наносили больший ущерб общей целостности ДНК.

Только несколько мутаций, связанных с ГЦК, были обнаружены в печени с хроническими заболеваниями, что позволило предположить, что повышенный риск развития рака возникает из-за того, что серьезное повреждение ДНК, возникающее при болезнях печени, способствует появлению клеток, имеющих потенциал стать раковыми.

Исследование также показало, как наша среда способна повлиять на характер повреждения ДНК в печени. Например, 10-20% мутаций ДНК в образцах одного пациента указали на воздействие токсина, продуцируемого плесенью Aspergillus. Эти плесени часто загрязняют посевы и распространены среди фермеров.

Специалисты говорят, что многие другие факторы также могут стать причиной мутации ДНК, связанной с онкологией, особенно в печени, поскольку она перерабатывает многие химические вещества, которым мы подвергаемся в результате воздействия окружающей среды. Таким образом, наибольшее разнообразие мутаций ДНК обнаружено учеными как раз при раке печени.

Д-р Мэтью Хоар из Кембриджского института по изучению рака отметил: «Это невероятно, что нам удалось убедительно показать, как заболевание печени влияет на ДНК в ней. Мы знали, что существует связь между хроническими заболеваниями и раком печени, поэтому для нас было неожиданностью обнаружить так мало вызывающих онкологию мутаций в группе поврежденных ДНК. Следующим шагом будет поиск общих закономерностей в этих повреждениях, которые могли бы помочь нам в будущем предсказать, кто подвержен более высокому риску развития рака».

Люди с хроническими заболеваниями печени имеют более высокий риск развития ГЦК, однако до сих пор не вполне понятно, почему этот вид онкологии встречается у одних, и не встречается у других. На данный момент точная причина ГЦК остается неизвестной, но понимание того, как процессы, связанные с хроническими заболеваниями печени, влияют на механизмы, запускающие ГЦК, откроет новые возможности прогнозирования риска развития рака печени.

«Что интересно в выводах нашего исследования, так это то, что мы смогли наблюдать, как чрезмерное употребление алкоголя и ожирение связаны с мутациями ДНК при хронических заболеваниях печени, а также при раке печени. Хотя это лишь первые данные, мы уже можем начать думать о способах прогнозирования риска развития рака печени у человека по количеству и типам мутаций в их ДНК», - считает руководитель группы в Институте Вэлком Сэнгер д-р Питер Кэмпбелл.