Как сигаретный дым меняет клетки лёгких и тип рака

Исследователи онкологического центра имени Сидни Киммела при Университете Джонса Хопкинса показали, как хроническое воздействие сигаретного дыма может заранее менять разные популяции стволовых клеток лёгких. В исследовании, о котором сообщили 5 октября 2026 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, учёные работали с органоидами мыши и человека. После воздействия конденсата сигаретного дыма они вводили в органоиды мутацию KRAS или выключали ген TP53, а затем пересаживали клетки мышам. Эти изменения были связаны с разными подтипами немелкоклеточного рака лёгкого.

Опухоли появились только у мышей, которым пересадили органоиды, сначала контактировавшие с дымом, а затем получившие одну из генетических поломок. Сам по себе дым опухолей в этой модели не вызвал. Не привели к ним и те же генетические изменения в органоидах без предварительного воздействия дыма.

Дым менял клетку ещё до появления опухоли

Учёные выращивали трёхмерные органоиды из нормальной ткани лёгких мыши. В этой лабораторной модели сохраняются несколько типов клеток лёгочной ткани. Органоиды подвергали воздействию конденсата сигаретного дыма до шести месяцев. Ключевые ранние наблюдения исследователи подтвердили на органоидах из нормальной человеческой ткани.

Со временем дым менял эпигенетическое состояние клеток. Метилирование ДНК становилось другим, а хроматин, то есть упаковка ДНК внутри клетки, менял доступность для считывания генов. Последовательность ДНК при этом не обязательно изменяется, но клетка начинает иначе включать и выключать гены. Исследователи также отметили ослабление сигналов воспаления и иммунного ответа, а также активности генов, связанных с программируемой гибелью клеток. Среди затронутых генов был ZBP1, участвующий в воспалительной гибели клеток.

Затем в органоиды с воздействием дыма и без него ввели две генетические поломки, часто связанные с раком лёгкого. KRAS может постоянно передавать клетке сигнал к росту. TP53 обычно помогает остановить повреждённую клетку или направить её к гибели, поэтому его выключение убирает один из защитных барьеров.

Результат зависел не только от мутации, но и от состояния клетки после длительного воздействия дыма. Мутантный KRAS преимущественно приводил к аденокарциноме, связанной с изменённым состоянием бронхиолоальвеолярных стволовых клеток. Они находятся в области перехода дыхательных путей в альвеолы, где происходит газообмен.

Потеря TP53 была связана главным образом с плоскоклеточной карциномой, происходившей из изменённого состояния базальных стволовых клеток. Эти клетки поддерживают и восстанавливают выстилку дыхательных путей. Происхождение опухолей исследователи проследили с помощью секвенирования РНК отдельных клеток.

Механизм можно сравнить с пожаром. Мутация похожа на искру, а состояние клетки после хронического воздействия дыма, на материал для растопки. Одна и та же искра ведёт себя по-разному в зависимости от материала. Например, если условная клетка после воздействия дыма потеряла часть защитных программ и получила мутацию KRAS, она может перейти по пути, связанному с аденокарциномой. В другой клеточной популяции выключение TP53 может направить развитие к плоскоклеточной опухоли. Это условная иллюстрация механизма, а не отдельный эксперимент исследователей.

Авторы считают, что обнаруженные состояния клеток могут в будущем помочь искать ранние признаки разных подтипов немелкоклеточного рака лёгкого. Но предполагаемые молекулярные маркеры ещё требуют дополнительной экспериментальной проверки. Результаты получены в органоидах и после пересадки клеток мышам. Они не доказывают, что у людей процесс всегда идёт в той же последовательности, и не показывают, что этот механизм уже можно использовать для диагностики или лечения. Подготовка материалов по подобным результатам требует точной работы с научными источниками, например в формате научной статьи.