Comment l'alcool endommage les cellules souches et augmente le risque de cancer

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Comment l'alcool endommage les cellules souches et augmente le risque de cancer
Crédit photo: Max Pixel

Après les cigarettes, l'alcool est peut-être le cancérogène le plus courant auquel les humains s'exposent volontairement. Comment cette substance simple favorise le cancer, cependant, n'a pas été clair. Mais notre dernière étude, en utilisant des souris génétiquement modifiées, jette une certaine lumière sur le mécanisme possible.

Notre recherche précédente a révélé le mécanisme principal qui nous protège des dommages d'ADN induits par l'alcool. Le premier niveau de cette protection consiste en une enzyme qui transforme l'acétaldéhyde - un sous-produit toxique créé dans le corps lorsque l'alcool est métabolisé - en une substance inoffensive.

Le deuxième niveau de protection consiste en un système de réparation qui fixe les dommages que l'acétaldéhyde cause à l'ADN. Nous avons maintenant étendu ce travail pour montrer comment l'alcool, et par la suite son sous-produit toxique, endommage l'ADN des cellules qui fournissent le sang - la cellule souche du sang.

Les anomalies génétiques héréditaires qui nuisent à ce mécanisme de protection sont fréquentes chez l'humain. À propos de 500m en Asie du Sud-Est n'ont pas le système biologique pour traiter l'acétaldéhyde (le premier niveau de protection). Les gens de cette région ont souvent un teint hâlé après avoir bu de l'alcool, et ils se sentent souvent mal. Ils présentent également un risque accru de cancer de l'œsophage.

Augmentation quadruple des dégâts

Nous montrons que les souris qui ont été génétiquement modifiées pour émuler cette perte de protection accumulent quatre fois plus de dommages à l'ADN dans leurs cellules sanguines après l'exposition à une seule dose d'alcool, donc elles dépendent fortement du système de réparation de l'ADN. n'accumulent pas de dommages irréversibles à l'ADN.

Bien que ce soit assez rare, certaines personnes n'ont pas le système de réparation de l'ADN (protection de niveau deux) qui défait les dommages. Ils souffrent d'une maladie dévastatrice appelée L'anémie de Fanconi Cela mène à une mort prématurée due à la perte de production de sang, au cancer du sang et à d'autres types de cancer.

En utilisant des souris qui manquent des deux mécanismes de protection, nous montrons de manière concluante que l'exposition à l'alcool provoque des dommages aux chromosomes dans les cellules sanguines résultant des réarrangements de leurs chromosomes - les structures dans le noyau des cellules où l'ADN est conditionné. En utilisant une technologie de séquençage d'ADN de pointe, nous avons déchiffré les génomes des cellules souches rares qui fournissent le sang chez ces souris et montré comment elles sont altérées par ces dommages.

Les dommages causés au génome des cellules souches peuvent entraîner un dysfonctionnement. Cependant, du fait que ces cellules vitales donnent naissance à un grand nombre de cellules sanguines spécialisées, le génome altéré de cellules souches uniques peut être transmis à de nombreuses cellules filles. Les génomes altérés conduisent finalement à des gènes altérés, ce qui, dans certains cas, fait que les cellules deviennent cancéreuses.

Aucune certitude, mais de nouvelles idées précieuses

Nous avons principalement étudié les cellules sanguines chez nos souris, mais nous ne pouvons pas dire avec certitude que l'alcool provoque des cancers du sang. Cependant, il est bien connu que l'alcool affecte la production de sang. Nos résultats expliquent, dans une certaine mesure, pourquoi cela se produit.

Le principal avantage de l'étude du sang est qu'il est facile à examiner expérimentalement. C'est particulièrement le cas pour les cellules souches sanguines, qui peuvent être quantifiées et évaluées fonctionnellement par une technique connue sous le nom de greffe de moelle osseuse. Cela implique la transplantation de cellules souches que l'on peut souhaiter évaluer chez une souris qui n'a plus de telles cellules. Au fil du temps, les cellules souches transplantées commencent à produire du sang neuf et l'efficacité de ce processus est liée à l'aptitude de la cellule souche transplantée. Ainsi, l'analyse des cellules souches du sang fournit une fenêtre sur la façon dont l'alcool peut endommager d'autres cellules souches dans le corps, comme celles qui produisent l'intestin et le foie.

La ConversationNotre nouvelle recherche explique comment l'alcool endommage l'ADN dans nos cellules souches vitales. Bien que nous montrions que ces dommages sont limités par un mécanisme de protection robuste, un dysfonctionnement héréditaire de ce mécanisme est commun chez les humains. Néanmoins, il est également important de souligner que, comme tous les mécanismes de protection, ils ne sont pas parfaits et peuvent être débordés. La plupart des êtres vivants sur Terre, des bactéries aux mammifères, possèdent également ce mécanisme de protection, mais, contrairement aux humains, ils n'ont pas encore développé la capacité de fabriquer de l'alcool à l'échelle industrielle pour la consommation.

A propos de l'auteur

Ketan Patel, professeur, Université de Cambridge. Est un biologiste moléculaire à la LMB LMB

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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