U novoj studiji istraživača sa Jejlske škole javnog zdravlja, dve „zauvek hemikalije“ podstakle su ćelije raka u laboratoriji da migriraju na nove položaje, što je pokazatelj da bi hemikalije mogle doprineti metastazama raka u živim organizmima. Istraživanje je objavljeno u časopisu Nauka o životnoj sredini i tehnologija.
Studija se bavila grupom industrijskih hemikalija pod nazivom per- i polifluoroalkil supstance (PFAS). Supstance su poznate kao „zauvek hemikalije“ jer se ne razlažu u okolini i mogu se nakupiti u ljudskom telu. Svi imaju sposobnost da izlivaju vodu i odupiru se prodiranju ulja. Poznati su po svojoj sveprisutnosti, izuzetnoj stabilnosti životne sredine i sumnjivim toksičnim efektima.
„PFAS čine preovlađujuću klasu postojanih organskih zagađivača od sve većeg interesa javnosti širom sveta. Često su otkriveni u životnoj sredini, kao što je voda za piće, unutrašnja prašina, proizvodi za čišćenje i premazi,“ rekao je koautor Jie Zheng, postdoktorski saradnik koji je radio u laboratoriji glavnog istraživača dr. Caroline Johnson, vanrednog profesora epidemiologije (nauke o zdravlju životne sredine), u vreme kada je istraživanje sprovedeno.
Hemikalije se pojavljuju u krvi novorođenčadi, ljudi koji žive u sub-arktičkim domorodačkim zajednicama, u ribama i dagnjama, čak i u ptičjim jajima. Nijedan nivo PFAS u telu se ne smatra bezbednim, a oni su povezani sa nizom zdravstvenih problema, uključujući rak. U novembru je Međunarodna agencija za istraživanje raka (IARC) klasifikovala perfluorooktansku kiselinu (PFOA), uobičajeni PFAS, kao kancerogenu za ljude, a perfluorooktansulfonsku kiselinu (PFOS), još jedan uobičajeni PFAS, kao verovatno kancerogen za ljude.
Nijedna studija se nije bavila odnosom između PFAS i kolorektalnog karcinoma (CRC), objasnio je Zheng. Međutim, vatrogasci doživljavaju ovu vrstu raka češće nego opšta populacija i oni su u velikoj meri izloženi PFAS-u na poslu. Smatra se da je oko 80% slučajeva CRC-a povezano sa nekom vrstom izloženosti životne sredine.
Ali šta bi hemikalije mogle da rade da bi pokrenule ili podstakle ovu vrstu raka, bilo je nejasno.
Laboratorija Džonson proučava CRC pomoću metabolomike, alata koji meri fluktuirajuće nivoe hiljada malih molekula kao što su aminokiseline, lipidi i proteini u biološkom uzorku.
„Razmatramo obrasce koji se javljaju unutar izložene grupe ljudi ili obolele grupe ljudi, a zatim pokušavamo da stvorimo hipotezu o tome zašto neko može da razvije bolest ili da ima progresiju bolesti“, rekao je Džonson. „Metabolomika je jedan od jedinih alata gde možete meriti izloženost životnoj sredini u istom uzorku kao i biološki efekat.
U ovoj seriji eksperimenata, autori su proučavali kako CRC ćelije reaguju na uranjanje u PFAS rastvor do sedam dana. Oni su primetili povećanu pokretljivost ćelija sa izlaganjem i otkrili metaboličke promene koje su bile u skladu sa metastazama raka.
Rezultati se slažu sa trenutnim saznanjima o metabolizmu CRC, širenju i prognozi, što predstavlja dokaz da hemikalije mogu izazvati metastaze.
Da bi se istražio metabolički profil CRC ćelija nakon izlaganja PFAS-u, studija se fokusirala na PFOS i PFOA. Oba su korišćena u peni za gašenje požara i mnogim drugim proizvodima.
Autori su koristili dva tipa CRC ćelija iz linije pod nazivom SV48. Jedan tip se sastojao od ćelija sa nemutiranim ili „divljim“ KRAS genom; u drugom, KRAS gen je nosio uobičajenu mutaciju povezanu sa posebno smrtonosnim tipom tumora debelog creva kod žena. Ćelije su se formirale u male kuglice zvane sferoidi.
Istraživači su otkrili da kupanje sferoida u hemikalijama povećava sposobnost migracije ćelija. Pokazali su sklonost širenju i prodiranju kroz membrane. U drugom eksperimentu, istraživači su uzgajali ćelije kao ravan, dvodimenzionalni sloj, a zatim su nacrtali ogrebotinu po sredini, odvajajući polovinu ćelija od druge polovine. Kada su dodali PFAS, ćelijske linije su rasle i ponovo migrirale zajedno.
„To ne dokazuje da su metastaze, ali imaju povećanu pokretljivost, što je karakteristika metastaza“, rekao je Džonson.
Metabolomska analiza je otkrila da sferoidi proizvode različite masne kiseline, aminokiseline i signalne proteine u obrascima koji su prethodno bili povezani sa metastazama. Malolančane masne kiseline, koje mogu zaštititi od tumora i upale, bile su smanjene.
Vestern blot je otkrio signalnu regulaciju naviše i naniže specifičnih signalnih proteina povezanih sa metastazama tokom procesa koji se naziva epitelno-mezenhimalna tranzicija (EMT).
Na primer, kada su izloženi bilo kojoj hemikaliji na višim nivoima, oba tipa ćelija su eksprimirala manje E-kadherina, što ih čini manje lepljivim – ključni korak u metastazama povezanih sa EMT. Rezultati su doprineli poverenju tima da se ćelija ponaša in vitro kao metastatska ćelija u telu.
Neke promene koje sugerišu metastatski potencijal bile su izraženije u KRAS-mutiranoj liniji. To bi moglo značiti da karcinomi sa ovom mutacijom mogu biti posebno skloni širenju nakon izlaganja ovim hemikalijama.
Istraživanje je deo tekuće potrage naučnika da bolje razumeju ekspozom – to jest, sve uticaje životne sredine na osobu od začeća do smrti, uključujući biološke, hemijske, ekološke, društvene i tako dalje. Pošto su PFAS toliko rasprostranjeni, skoro svi su izloženi.
Ova studija je koristila nivoe izloženosti slične onima otkrivenim kod vatrogasaca i drugih u čestom kontaktu sa PFAS-om, kao što su ljudi koji žive u blizini deponija, aerodroma, vojnih baza ili postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda. U budućim studijama, Džonsonova laboratorija ima za cilj da testira izloženost koja je niža, više poput onih sa kojima se većina ljudi suočava svaki dan. Takođe planiraju da pogledaju nivoe PFAS i kliničke ishode kod pacijenata sa kolorektalnim karcinomom.
„Mnoge in vitro studije ne mogu se prevesti na ljude“, rekao je Džonson, „ali mislim da je važno prvo razumeti mehanizme kako oni zapravo mogu da utiču na rast ćelija raka“.
