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Die meisten Krebsmutationen resultieren aus DNA-Kopierfehlern
Zwei Drittel der Mutationen, die Krebs verursachen, können auf zufällige, nicht vorhersagbare "Fehler" bei DNA-Kopien zurückzuführen sein, so Wissenschaftler des Johns Hopkins Kimmel Cancer Center in Baltimore, MD. Diese Fehler werden unabhängig von Lebensstil und Umweltfaktoren gemeldet.
Die meisten Mutationen, die Krebs verursachen, resultieren aus zufälligen DNA-Kopierfehlern, die auftreten, wenn sich Zellen teilen.
Es ist nicht völlig klar, warum manche Menschen Krebs entwickeln, andere nicht. Es gibt Lebensstil- und Umweltrisikofaktoren, die eine Person wahrscheinlicher dazu bringen, an Krebs zu erkranken, wie Rauchen, Alkoholkonsum, Fettleibigkeit und die Exposition gegenüber schädlichen Chemikalien.
Während diese Risikofaktoren vermieden werden können, um das Krebsrisiko zu senken, treten die meisten Krebsfälle bei Menschen ohne bekannte Risikofaktoren und ohne Familienanamnese auf.
Für Menschen, die versuchen, ihre Lebenschancen aktiv zu senken, indem sie einen gesunden Lebensstil führen und bekannte Risikofaktoren vermeiden und dennoch Krebs entwickeln, stellen sie möglicherweise in Frage, was sie falsch machen. Bert Vogelstein, Co-Direktor des Ludwig Center am Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, sagt: "Es ist nicht deine Schuld. Nichts, was du getan hast oder nicht getan hast, war verantwortlich für deine Krankheit."
Selbst mit den besten gesundheitlichen Absichten kann sich Krebs aufgrund von Fehlern entwickeln, die auftreten, wenn sich Zellen unter Bildung neuer Zellen teilen.
Früherkennungsstrategien können Krebsarten angehen, die durch Kopierfehler verursacht werden
Das Team des Johns Hopkins Kimmel Cancer Center führte eine Studie durch, um herauszufinden, welcher Anteil an Mutationen in DNA-Kopierfehlern für Krebs verantwortlich ist. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft.
"Es ist bekannt, dass wir Umweltfaktoren wie Rauchen vermeiden müssen, um unser Krebsrisiko zu senken. Aber es ist nicht so bekannt, dass jedes Mal, wenn eine normale Zelle ihre DNA teilt und kopiert, zwei neue Zellen entstehen mehrere Fehler ", sagt Cristian Tomasetti, Ph.D., Assistant Professor für Biostatistik am Johns Hopkins Kimmel Cancer Center und der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health.
"Diese Kopierfehler sind eine potente Quelle für Krebsmutationen, die historisch wissenschaftlich unterschätzt wurden, und diese neue Arbeit liefert die erste Schätzung des Bruchteils von Mutationen, die durch diese Fehler verursacht werden", fügt er hinzu.
"Wir müssen die Menschen weiterhin dazu ermutigen, Umweltfaktoren und Lebensstile zu vermeiden, die ihr Risiko erhöhen, an Krebsmutationen zu erkranken", sagt Vogelstein. "Dennoch werden viele Menschen aufgrund dieser zufälligen DNA-Kopien Fehler entwickeln und es werden dringend bessere Methoden zur Früherkennung aller Krebserkrankungen benötigt, solange sie noch heilbar sind."
Die Untersuchungen von Tomasetti und Vogelstein stimmen mit früheren Studien überein, die zeigen, dass rund 40 Prozent der Krebserkrankungen verhindert werden könnten, "indem ungesunde Lebensweisen und Umgebungen vermieden werden".
Die Forscher sagen, dass die Bemühungen zur Verringerung der Umweltrisikofaktoren einen signifikanten Einfluss auf die Krebsinzidenz haben werden, die neue Forschung betont jedoch, dass frühen Krebsfrüherkennungsstrategien wenig Beachtung geschenkt wird, um die beträchtliche Anzahl von Krebsarten, die durch DNA-Kopierfehler verursacht werden, anzugehen . "Diese Krebsarten treten auf, egal wie perfekt die Umwelt ist", erklärt Vogelstein.
Mutationen bei Krebs aufgrund von DNA-Kopierfehlern untersucht
Mutationen, die hinter abnormalem Zellwachstum bei 32 Krebsarten stehen, wurden beobachtet. Den Forschern zufolge sind typischerweise zwei oder mehr kritische Genmutationen erforderlich, um Krebs zu verursachen. Diese Mutationen können auf vererbte Gene, die Umwelt oder zufällige DNA-Kopierfehler zurückzuführen sein.
Das Team entwickelte ein neues mathematisches Modell unter Verwendung von DNA-Sequenzierungsdaten aus dem Krebsgenomatlas und epidemiologischen Daten aus der Cancer Research UK-Datenbank, um herauszufinden, welcher Anteil von Krebsmutationen auf DNA-Kopierfehler zurückzuführen ist.
Mit Hilfe des mathematischen Modells könnten Tomasetti und Vogelstein die kritischen Mutationen in jedem der 32 Krebsarten zusammenfassen und bestimmen, welcher Prozentsatz der Mutationen auf DNA-Kopierfehler, die Umwelt und erbliche Faktoren zurückzuführen ist. Bei Pankreaskarzinom, zum Beispiel, wenn die kritischen Mutationen zusammen addiert wurden, waren 77 Prozent ein Ergebnis von zufälligen DNA-Kopierfehlern, 18 Prozent waren auf Umweltfaktoren zurückzuführen und 5 Prozent auf Vererbung.
Bei Krebserkrankungen des Knochens, des Gehirns und der Prostata waren mehr als 95 Prozent der Mutationen das Ergebnis von zufälligen DNA-Kopierfehlern.
Im Gegensatz dazu zeichnete Lungenkrebs ein anderes Bild: 65 Prozent der Mutationen waren ein Ergebnis von Umweltfaktoren, überwiegend Rauchen. Die anderen 35 Prozent der Mutationen wurden auf Kopierfehler zurückgeführt. Es wird nicht angenommen, dass vererbte Faktoren bei der Entwicklung von Lungenkrebs eine Rolle spielen.
Insgesamt schätzt das Team, dass bei den 32 Krebsarten 66 Prozent der Krebsmutationen auf zufällige DNA-Kopierfehler zurückzuführen sind, 29 Prozent auf Lebensstil und Umweltfaktoren zurückzuführen sind und die restlichen 5 Prozent auf erbliche Faktoren zurückzuführen sind.
Starke Korrelation zwischen Krebsinzidenz und normaler Zellteilung
Tomasetti, Vogelstein und Kollegen verglichen die Gründe, warum Mutationen auftreten, warum "Tippfehler" während der Eingabe eines 20-bändigen Buches passieren. Tippfehler passieren oft, wenn Menschen müde sind, Umweltfaktoren darstellen oder wenn eine Taste auf der Tastatur fehlt oder festsitzt und vererbte Faktoren repräsentiert. Einige Tippfehler passieren zufällig, was DNA-Kopierfehler bedeutet.
"Sie können Ihre Tippfehler reduzieren, indem Sie sicherstellen, dass Sie beim Tippen nicht schläfrig sind und dass auf Ihrer Tastatur nicht einige Tasten fehlen. Aber Tippfehler treten immer noch auf, weil niemand perfekt tippen kann.Genauso werden Mutationen auftreten, unabhängig von Ihrer Umgebung, aber Sie können Maßnahmen ergreifen, um diese Mutationen zu minimieren, indem Sie Ihre Exposition gegenüber gefährlichen Substanzen und ungesunden Lebensstilen einschränken. "
Bert Vogelstein
Die Forscher verglichen die Gesamtzahl der Stammzellteilungen mit den weltweiten Krebsinzidenzdaten. Sie fanden eine starke Korrelation zwischen der Krebsinzidenz und der normalen Zellteilung bei 17 Krebsarten, trotz des Zustands der Umwelt oder der wirtschaftlichen Entwicklung der Länder.
Je mehr Zellen sich teilen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass DNA-Kopierfehler in Zellen eines Organs auftreten. Diese Fehler werden nur noch wichtiger werden, wenn "Gesellschaften mit alternden Bevölkerungen konfrontiert werden", unter denen Zellen die Möglichkeit haben, eine zunehmende Anzahl von Kopierfehlern zu produzieren, schließt Tomasetti.
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