Die Ergebnisse zeigen, dass es nie zu spät ist, um aufzuhören. Nuttaphong Sriset / Shutterstock

Wir wissen, dass Raucherentwöhnung ist ein hervorragende Möglichkeit, Ihr Risiko zu reduzieren der Entwicklung von Lungenkrebs. Bisher waren sich die Experten jedoch nicht sicher, warum dies der Fall war. Unsere Neueste Forschung hat herausgefunden, dass bei Menschen, die mit dem Rauchen aufhören, der Körper die Atemwege tatsächlich mit normalen, nicht krebsartigen Zellen auffüllt, die zum Schutz der Lunge beitragen und ihr Krebsrisiko senken.

Krebs entsteht, wenn eine einzelne Schurkenzelle genetische Veränderungen, sogenannte Mutationen, annimmt, die diese Zelle anweisen, alle normalen Wachstumsbeschränkungen zu ignorieren. was dazu führt, dass es sich schnell außer Kontrolle repliziert. Während unseres gesamten Lebens erwerben alle unsere Zellen Mutationen mit einer konstanten Rate - etwa 20-50 Mutationen pro Zelle pro Jahr. Zum Glück ist die überwiegende Mehrheit dieser Mutationen völlig harmlos und beeinflusst unsere Zellen in keiner messbaren Weise.

Aber gelegentlich landet eine Mutation im falschen Gen in der falschen Zelle und treibt die Zelle auf den Weg zum Krebs. Wir nennen diese genetischen Veränderungen "Treibermutationen". Damit die Zelle zu einer ausgewachsenen Krebszelle wird, müsste sie wahrscheinlich sein fünf bis zehn oder mehr dieser Treibermutationen.

Dank der Fortschritte in der DNA-Sequenzierungstechnologie sind wir jetzt in der Lage, alle 3 Milliarden DNA-Basen zu untersuchen, die den genetischen Bauplan einer Zelle ausmachen (Genom genannt). Durch die Sequenzierung der DNA von Lungenkrebszellen bei Rauchern und Nichtrauchern wissen wir, dass Rauchen die Anzahl der Mutationen erhöht.

Die Bindung von Tabakkarzinogenen an DNA wird durch ihre chemischen Eigenschaften beeinflusst, was bedeutet, dass bestimmte Arten von Mutationen häufiger auftreten als andere. Für Tabak ergibt sich eine Unterscheidungskraft "Signatur" von Mutationen Erscheinen im Genom, was im Gegensatz zu anderen Ursachen für DNA-Schäden steht.

Unser Team war an den frühesten Stadien der Entwicklung von Lungenkrebs interessiert. Insbesondere versuchen wir zu verstehen, was mit normalen Zellen passiert, wenn sie Tabakrauch ausgesetzt sind.

Um dies zu untersuchen, entwickelten wir Methoden zur Isolierung einzelner normaler Zellen aus kleinen Biopsien der Atemwege eines Patienten und züchteten diese Zellen anschließend in einem Inkubator, um genügend DNA für die Sequenzierung zu erhalten. Wir dann analysierte die Genome von 632 Zellen von 16 Studienteilnehmern, darunter vier Nichtraucher, sechs Ex-Raucher und drei derzeitige Raucher (alle mittleren Alters oder älter) sowie drei Kinder.

Bei den Niemalsrauchern stellten wir fest, dass die Anzahl der Zellmutationen mit zunehmendem Alter stetig zunahm. Wenn also jemand 60 Jahre alt ist, enthält jede normale Lungenzelle etwa 1,000 bis 1,500 Mutationen. Diese Mutationen werden durch den normalen Verschleiß des Lebens verursacht, die gleiche Art von Mutationen, die wir in anderen Organen im Körper sehen. Bei nur etwa 5% der Zellen von Niemalsrauchern wurde festgestellt, dass sie Treibermutationen aufwiesen.

Treibermutationen führen dazu, dass Zellen krebsartig werden. RAJ CREATIONZS / Shutterstock

Bei den derzeitigen Rauchern war das Bild jedoch ganz anders. Wir stellten fest, dass jede Lungenzelle durchschnittlich 5,000 zusätzliche Mutationen aufwies, die über den Erwartungen eines niemals rauchenden Alters lagen. Noch auffälliger war, dass die Variation von Zelle zu Zelle auch bei Rauchern dramatisch zunahm.

Einige einzelne Zellen hatten 10,000-15,000 Mutationen - zehnmal mehr Mutationen, als wir erwarten würden, wenn die Person nicht geraucht hätte. Diese zusätzlichen Mutationen hatten die Signatur, die wir von den Chemikalien im Tabakrauch erwarten würden, was bestätigt, dass sie direkt auf Zigaretten zurückgeführt werden können.

Neben einem Anstieg der Gesamtzahl der Mutationen ist auch ein deutlicher Anstieg der Treibermutationen zu verzeichnen. Mehr als ein Viertel der Lungenzellen aller derzeit untersuchten Raucher wiesen mindestens eine Triebmutation auf. Einige hatten sogar zwei oder drei. Angesichts der Tatsache, dass fünf bis zehn dieser Mutationen Krebs verursachen können, ist es klar, dass viele normale Lungenzellen bei Rauchern mittleren Alters oder älter wahrscheinlich krebsartig werden.

Nie zu spät zum Aufhören

Unser aufregendstes Ergebnis waren die Menschen, die mit dem Rauchen aufgehört hatten. Wir fanden heraus, dass Ex-Raucher zwei Gruppen von Zellen hatten. Eine Gruppe hatte die Tausenden von zusätzlichen Mutationen, die bei gegenwärtigen Rauchern beobachtet wurden, aber die andere Gruppe war im Wesentlichen normal. Die Gruppe der normalen Zellen wies die gleiche Anzahl von Mutationen auf, wie wir sie in den Zellen von jemandem erwarten würden, der noch nie geraucht hatte.

Diese nahezu normale Gruppe von Zellen war bei ehemaligen Rauchern viermal größer als bei derzeitigen Rauchern. Dies deutet darauf hin, dass diese Zellen zunehmen, um die Auskleidung der Atemwege wieder aufzufüllen, nachdem jemand mit dem Rauchen aufgehört hat. Wir konnten diese Ausweitung von nahezu normalen Zellen auch bei ehemaligen Rauchern beobachten, die seit mehr als 40 Jahren täglich eine Schachtel Zigaretten geraucht hatten.

Der Grund, warum dieser Befund so aufregend ist, ist, dass diese nahezu normale Gruppe von Zellen vor Krebs schützt. Wenn wir eine Lungenkrebszelle von einem Ex-Raucher untersuchen, kommt sie immer von der stark geschädigte Gruppe von Zellen - nicht aus der fast normalen Gruppe.

Jetzt wissen wir, warum unser Krebsrisiko so stark abnimmt, weil der Körper die Atemwege mit Zellen auffüllt, die im Wesentlichen normal sind. Der nächste Schritt wird sein, herauszufinden, wie diese Gruppe von Zellen es schafft, Schäden durch Zigarettenrauch zu vermeiden - und wie wir sie dazu anregen können, sich noch mehr zu erholen.

Eine mögliche Erklärung - vorgeschlagen von früheren Arbeiten in Mausmodelle - Gibt es eine Gruppe von Stammzellen, die tief in den Drüsen vergraben sind und den von den Atemwegen abgesonderten Schleim produzieren? Dieser Ort wäre natürlich besser vor Tabakrauch geschützt als die Oberfläche der Atemwege.

Im Moment wiederholen unsere Untersuchungen, dass das Aufhören des Rauchens - in jedem Alter - nicht nur die Anhäufung weiterer Schäden verlangsamt, sondern auch Zellen wieder aufweckt, die nicht durch frühere Lebensstilentscheidungen geschädigt wurden.

Über den Autor

Sam Janes, Professor für Atemwegsmedizin, UCL und Peter Campbell, Leiter Krebs, Altern und somatische Mutation, Wellcome Trust Sanger Institut

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