Хотя может показаться общеизвестным, что курение вредно для ваших легких, остается неясным, влияют ли ультрадисперсные частицы, присутствующие в сигаретном дыме, на развитие и прогрессирование рака легких и каким образом. Исследователи из медицинского колледжа Бейлора попытались выяснить, как переносимые по воздуху ультрадисперсные частицы дыма могут изменить защиту организма от рака легких.

В исследовании, опубликованном в текущем выпуске Science Advances, доктор Ченг-Йен Чанг, постдокторант лаборатории доктора Фарры Херадманд на факультете медицины и пульмонологии в Бейлоре, и их команда обнаружили, что воздействие ультрадисперсных частиц изменяет функцию иммунных клеток в легких, отключая их естественную защиту. механизм против опухолей. Они обнаружили, что ультрадисперсные частицы изменяют основной источник энергии клетки, создавая новые побочные продукты в легких. Накопление новых побочных продуктов может снизить иммунную защиту хозяина, позволяя опухолям избежать обнаружения.

Эти частицы содержатся не только в сигаретном дыме; экологические и другие природные пожары также не полностью сжигают органическое вещество, которое образует ультрадисперсные частицы. Херадманд и его коллеги из Университета Райса ранее обнаружили, что иммунные клетки в легких заядлых курильщиков содержат частицы, которые они идентифицировали как наноразмерную элементарную сажу.

"Когда мы дышим, мы вдыхаем много частиц разного размера. Они оседают где-то вдоль дыхательных путей, например, в носу или трахее, в зависимости от их размера. Ультрадисперсные частицы настолько малы, что могут перемещаться по дыхательной системе и оседать в дальней дистальной части легкого, которая используется для газообмена — процесса дыхания", - сказал Херадманд. "Именно в этот момент эти частицы могут накапливаться и начинать изменять способ функционирования иммунных клеток легких".

Используя две разные мышиные модели рака легких, Чанг смог воспроизвести тот же тип воздействия ультрадисперсных частиц, который обычно наблюдается у заядлых курильщиков. Обе модели мышей показали ускоренное прогрессирование рака легких, когда мыши подвергались воздействию наноразмерной сажи.

"Мы увидели, что иммунные клетки изменили то, что они использовали для получения энергии. Они перешли от использования жира, который наблюдается в обычной клетке, к использованию сахара. Новые побочные продукты изменяют иммунные клетки, позволяя опухолям ускользать от распознавания", - сказал Чанг. "Это воздействие сделало опухоли более агрессивными и с большей вероятностью дало метастазы или распространилось по всему телу".

Еще одним сюрпризом было то, что предрасположенность мышей к развитию рака не имела значения; воздействие ультрадисперсных частиц все равно приводило к изменениям в потреблении энергии от жира к сахару в иммунных клетках даже при отсутствии какой-либо опухоли.

"Частицы меняют энергетическую установку клеток, изменяя их внутренний механизм", - сказал Херадманд.

В исследовании рассматривалось только то, как ультрадисперсные частицы влияют на иммунные клетки и развитие рака; по-прежнему необходимы дальнейшие исследования для изучения других факторов, таких как концентрация частиц, продолжительность и тип воздействия.

"Мы только рассматриваем значение присутствия этих частиц в дыхательных путях — вызывают ли они заболевание и прогрессируют ли оно. Мы знаем, что они были обнаружены в легких курильщиков, поэтому наше исследование имитировало воздействие, подобное воздействию заядлого курильщика", - сказал Херадманд.

В прошлом исследовании Чанг и Херадманд показали, что существует способ сделать эти частицы более растворимыми, чтобы их можно было вывести из легких. Однако это лабораторные модели и только первый шаг к потенциальному лечению в будущем, а не способ сделать курение безопасным.

"Как правило, когда дело доходит до курения в целом, нет никакого способа сделать какое-либо количество воздействия безопасным", - сказал Херадманд. "Лучше всего избегать разоблачения с самого начала".