Ympäristösaasteet COPD:ssä ja keuhkosyövässä

Epidemiologiset tutkimukset kuvaavat tilastollisesti merkittävää korrelaatiota sairaalahoitojen määrän ja ympäristön saasteille, kuten ilmakehän hiukkasille (PM10 ja PM2,5) altistumisen välillä. Haitallisuus ihmisten terveydelle riippuu sekä kemiallisesta koostumuksesta että hiukkaskoosta. Pitkäaikainen altistuminen hiukkasille lisää riskiä sairastua hengitystie- ja sydän- ja verisuonisairauksiin sekä voi lisätä keuhkosyövän riskiä. Itse asiassa hiukkaset on yleisesti tunnustettu luokan 1 syöpää aiheuttaviksi aineiksi. Pienet hiukkaset ovat haitallisia ihmisten terveydelle, koska ne voivat kuljettaa muita epäpuhtauksia, kuten polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä (PAH) keuhkoihin. Erityisesti PAH-yhdisteet aiheuttavat keuhkovaurioita johtuen niiden kyvystä indusoida tulehdusvälittäjien vapautumista ja oksidatiivista stressiä. Nämä tapahtumat johtavat keuhkorakkuloiden parenkyymin uusiutumiseen ja tuhoutumiseen, jotka molemmat ovat osallisena hengityselinsairauksien, kuten astman, COPD:n, keuhkofibroosin ja keuhkosyövän, puhkeamisessa ja etenemisessä. Siksi ympäristön saasteiden osallisuus keuhkosairauksien alttiuteen ja pahenemiseen, hengitystieinfektioiden kehittymiseen ja karsinogeneesiprosessiin on ilmeistä. Lisäksi ympäristön epäpuhtauksiin liittyvä oksidatiivinen stressi voi aiheuttaa DNA-vaurioita. Viime aikoina on tunnistettu epätavallisia DNA-rakenteita, jotka tunnetaan nimellä G-quadruplex (G4), jotka ovat erityisen herkkiä oksidatiiviselle stressille. Itse asiassa tiedetään, että guaniinirikkaat DNA-sekvenssit reagoivat enemmän hydroksyyliradikaalien kanssa kuin guaniinitähteet, jotka ovat hajallaan genomissa, ja että oksidatiivisen vaurion (8-okso-dg) muodostuminen G4-tasolla vähentää sen lämpöstabiilisuutta. Kun otetaan huomioon G4:n rooli fysiologisissa ja patologisissa prosesseissa ja niiden läsnäolo mitokondrioiden DNA:ssa, telomeereissä ja protopromoottorien onkogeeneissä, on mielenkiintoista tutkia mahdollista osallistumista solumekanismeihin, jotka reagoivat saasteisiin liittyvään oksidatiiviseen stressiin. Tiedetään, että saasteiden aiheuttamalla oksidatiivisella stressillä on kyky muuttaa mitokondrioiden eheyttä, mikä johtaa mitokondrioiden toimintahäiriöihin. Viimeaikaiset todisteet viittaavat siihen, että mitokondrioiden toimintaa säätelevät suurelta osin synnynnäinen immuniteetti, apoptoosi ja aineenvaihdunta. Normaaliin mitokondrioiden toimintaan puolestaan ​​voivat vaikuttaa tulehdusprosessit, infektiot, tupakointi ja "ympäristöloukkaukset", ja ne voivat reagoida tällaisiin ärsykkeisiin rakenteellisten muutosten ja proteiinin ilmentymisen kautta, mikä johtaa toimintahäiriöön. Mitokondrioiden osallistuminen synnynnäiseen ja adaptiiviseen immuunivasteen säätelyyn vahvistaa saasteiden roolin hengitystiesairauksien patogeneesissä. Itse asiassa mitokondrioiden toiminta ja eheys ovat kriittisiä sekä T-solujen erilaistumisen efektori- että muistivaiheille, joilla on ensisijainen rooli hengitystiesairauksissa. Tässä yhteydessä PD-1/PD-L1-immuunitarkistuspisteet ovat välttämättömiä immuunijärjestelmän homeostaasin edistämisessä. Itse asiassa ne osallistuvat itsetoleranssiin ja koostuvat sarjasta ligandi-reseptorivuorovaikutuksia, jotka liittyvät tehokkaan immuunivasteen koordinointiin samalla kun ne rajoittavat sivuvaurioita elimille ja kudoksille. Tutkimusryhmämme panos PD-1/PD-L1-reitin tutkimukseen hengityselinten sairauksien yhteydessä oli olennainen, sillä tämä reitti ei muutu ainoastaan ​​keuhkosyövässä vaan myös kroonisissa keuhkosairaudissa, kuten COPD. Tällä hetkellä, vaikka ympäristösaasteiden, mitokondrioiden toimintahäiriöiden ja PD-1/PD-L1-akselin rooli monien hengitystiesairauksien patogeneesissä tunnustetaan, on hyödyllistä selventää taustalla olevia molekyylien keskinäisiä yhteyksiä ja mekanismeja, joilla epäpuhtaudet voivat vaikuttaa mitokondrioihin. eheyden ja immuunijärjestelmän tarkistuspisteet.