Учёные ЕНУ им. Л. Гумилёва исследуют влияние асбеста на возникновение злокачественных заболеваний лёгких
Асбест - широко используемый в различных сферах природный материал, имеющий волокнистую структуру. В большей степени используется в строительстве, промышленном производстве, обладает выраженными огнеупорными и теплоизоляционными свойствами. Применяется также в химической промышленности при производстве пластмассы, бумаги, лакокрасочных изделий, в текстильной промышленности.
Универсальность применения асбеста сопровождается его высокой токсичностью и канцерогенностью для человека. По данным Всемирной организации здравоохранения около 125 миллионов человек в мире подвергается воздействию асбеста на рабочем месте. Примерно половина случаев смерти от профессионального рака вызвана асбестом. Кроме того, по оценкам, несколько тысяч ежегодных случаев смерти могут быть вызваны воздействием асбеста дома.
Воздействие асбеста вызывает рак легких, гортани и яичников, а также мезотелиому (рак плевры и перитонеальный рак). Воздействие асбеста также является причиной таких заболеваний, как асбестоз (фиброз легких) и плевральные бляшки, утолщение и эффузия. Во многих странах, например Евросоюзе, использование отдельных видов асбеста и продукции из него запрещено.
Исследовательская группа Евразийского национального университета имени Л. Гумилева под руководством Р. Берсимбай изучает молекулярные механизмы, лежащие в основе злокачественной трансформации, происходящей в легких при вдыхании асбестовой пыли. Исследование может открыть новые перспективы как в профилактике одного из самых часто встречающихся заболеваний, так и в разработке его методов лечения.
Цель проекта: изучение индуцированной асбестом продукции свободно-циркулирующей митохондриальной ДНК, эпигенетических механизмов и роли воспаления в патогенезе злокачественных неоплазий.
При взаимодействии асбестовой пыли с клетками человека, силикаты асбеста притягивают и связывают катионы, а в легких асбестовые волокна удерживают ионы на своей поверхности и тем самым способствуют выщелачиванию клеточной среды. Эти процессы могут генерировать активные формы кислорода (АФК), которые инициируют процессы повреждения клеток и ДНК, и объясняют генотоксичный эффект асбеста. Окислительный стресс может способствовать мутациям генов, хромосомным аберрациям и, в конечном счете, злокачественной трансформации клеток и апоптозу. Высокий уровень апоптоза в свою очередь может стать триггером развития воспалительных процессов в легочной ткани за счет еще одного вида свободно-циркулирующих нуклеиновых кислот – свободно-циркулирующей митохондриальной ДНК (сц мтДНК). Число копий сц мтДНК изменяется при различных типах злокачественных неоплазий, в том числе и раке легкого. сц мтДНК через TLR-9 рецепторы также может опосредовать активацию NF-kB сигнального пути и как следствие развитие асептического воспаления. Однако, роль сц мтДНК в патогенезе неоплазий легкого, индуцированного воздействием асбестовой пыли до сих пор остается не изученной.
Активация NF-kB сигнального каскада опосредует синтез провоспалительных цитокинов, в первую очередь фактора некроза опухоли (TNF-a) и интерлейкина – 6 (IL-6). Многочисленные исследования продемонстрировали ассоциацию высокого уровня экспрессии указанных провоспалительных цитокинов с процессами злокачественной трансформации.
На данный момент, в научной литературе полностью отсутствует информация о взаимосвязи сц мтДНК и цитокинов в патогенезе неоплазии ткани легкого, индуцированного асбестом.
В связи с этим проводятся исследования для определения того, как индуцированная асбестом продукция АФК связана с митохондриальной ДНК, изменением эпигенетических механизмов и воспалением в соответствующих клетках-мишенях in vitro и in vivo.
Объект исследования – лабораторные белые крысы, массой 240±20 г., сц мтДНК, цитокины, ткани печени и легких.
Проект AP09259700 «Изучение молекулярных изменений индуцированных асбестом в патогенезе рака легкого» в рамках грантового финансирования по научным и (или) научно-техническим проектам на 2021-2023 годы
Научный руководитель проекта - Берсимбай Рахметкажы Искендирович, доктор биологических наук, профессор, зав. каф. общей биологии и геномики, директор НИИ клеточной биологии и биотехнологии.
