Foto: Max Pixel

Efter cigaretter är alkohol kanske det vanligaste cancerframkallande som människor frivilligt utsätter sig för. Hur det här enkla ämnet främjar cancer har dock inte varit klart. Men vårt senaste studien, med användning av genetiskt modifierade möss, skyller lite ljus på den möjliga mekanismen.

Vår tidigare forskning avslöjade principmekanismen som skyddar oss från alkoholframkallad DNA-skada. Den första nivån av detta skydd består av ett enzym som omvandlar acetaldehyd - en giftig biprodukt skapad i kroppen när alkohol metaboliseras - till en ofarlig substans.

Den andra skyddsnivån består av ett reparationssystem som åtgärdar den skada som acetaldehyd orsakar till DNA. Nu har vi utökat detta arbete för att visa hur alkohol, och därefter dess giftiga biprodukt, skadar DNA hos cellerna som levererar blod - blodstamcellen.

Erfaren genfel som försämrar denna skyddsmekanism är vanliga hos människor. Om 500m-personer i Sydostasien har inte det biologiska systemet för hantering av acetaldehyd (den första skyddsnivån). Människor från denna region får ofta en sköljd hud efter att ha druckit alkohol, och de känner sig ofta obehagliga. De har också ökad risk för esofagealkreft.

Fyra gånger ökad skada

Vi visar att möss som har blivit genetiskt modifierade för att emulera denna förlust av skydd ackumulerar fyra gånger mer DNA-skador i deras blodkroppar efter exponering för en enstaka dos alkohol, så de är starkt beroende av DNA-reparationssystemet för att säkerställa att dessa celler inte t ackumulera irreversibel DNA skada.

Även om det är ganska sällsynt, saknar vissa människor DNA-reparationssystemet (nivå två skydd) som ångrar skadan. De lider av en förödande sjukdom som kallas Fanconis anemi som leder till för tidig död på grund av förlust av blodproduktion, blodcancer och andra typer av cancer.

Med hjälp av möss som saknar båda skyddsmekanismerna visar vi slutgiltigt att alkoholexponering orsakar skada på kromosomerna i blodcellerna vilket resulterar i omläggningar av deras kromosomer - strukturerna i kärnan i cellerna där DNA är förpackat. Med hjälp av toppmoderna DNA-sekvenseringsteknologi avkodade vi genomerna av de sällsynta stamcellerna som levererar blodet i dessa möss och visar hur de förändras av denna skada.

Skador på genomet hos stamceller kan orsaka dysfunktion. Men eftersom dessa vitala celler ger upphov till ett stort antal specialiserade blodkroppar kan det förändrade genomet av enskilda stamceller överföras till många dotterceller. Ändrade genomar leder slutligen till förändrade gener, vilket i vissa fall gör att cellerna blir cancerösa.

Ingen säkerhet, men värdefulla nya insikter

Vi har främst studerat blodkropparna i våra möss, men vi kan inte säga säkert att alkohol orsakar blodcancer. Det är emellertid välkänt att alkohol påverkar produktionen av blod. Våra resultat förklarar i viss mån varför detta händer.

Den största fördelen med att studera blod är att det är lätt experimentellt att undersöka. Detta är särskilt fallet för blodstamcellerna, som kan kvantifieras och utvärderas funktionellt med en teknik som kallas benmärgstransplantation. Detta innebär att transplantera stamceller som man kan önska att bedöma i en mus som inte längre har sådana celler. Över tid börjar de transplanterade stamcellerna att producera nytt blod och effekten av detta relaterar till den transplanterade stamcellens skicklighet. Så analysen av blodstamceller ger ett fönster om hur alkohol kan skada andra stamceller i kroppen, som de som gör tarmen och levern.

Vår nya forskning förklarar hur alkohol skadar DNA i våra vitala stamceller. Även om vi visar att denna skada begränsas av en robust skyddsmekanism är ärftlig dysfunktion hos denna mekanism vanligt hos människor. Ändå är det också viktigt att betona att, liksom alla skyddsmekanismer, de inte är perfekta och kan bli överväldigade. Det mesta livet på jorden, från bakterier till däggdjur, har också denna skyddsmekanism, men till skillnad från människor har de ännu inte utvecklat förmågan att tillverka alkohol i industriell skala för konsumtion.

Om författaren

Ketan Patel, professor, University of Cambridge. Är molekylärbiolog vid MRC LMB

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon