L’inquinamento atmosferico può contribuire allo sviluppo del cancro ai polmoni nei non fumatori

Un nuovo studio rivela che l’inquinamento atmosferico, le medicine erboristiche tradizionali e altre esposizioni ambientali sono legate a mutazioni genetiche che possono contribuire allo sviluppo del cancro ai polmoni in persone con nessuna o quasi nessuna storia di fumo.

Il cancro ai polmoni è stato a lungo considerato come una malattia del fumatore.

Ma poiché l’uso del tabacco è diminuito in molte parti del mondo, è emersa una tendenza preoccupante: il cancro ai polmoni nelle persone che non hanno mai fumato è proporzionalmente in aumento.

Inoltre, questa forma di cancro colpisce in modo sproporzionato le donne, in particolare quelle di origine asiatica, e tende ad essere più diffusa nell’Asia orientale che nelle nazioni occidentali.

Ora, uno studio pubblicato il 2 luglio su Nature ha scoperto prove genomiche convincenti che indicano l’inquinamento atmosferico e altre esposizioni ambientali come un potenziale fattore importante dietro questa crescente preoccupazione per la salute pubblica.

Lo studio è stato condotto congiuntamente da ricercatori dell’Università della California di San Diego e del National Cancer Institute (NCI), parte del National Institutes of Health (NIH).

“Stiamo assistendo a questa tendenza problematica per cui i non fumatori stanno sempre più contraggono il cancro ai polmoni, ma non abbiamo capito perché”, ha detto il co-autore senior dello studio Ludmil Alexandrov, professore di bioingegneria e medicina cellulare e molecolare presso l’UC San Diego e membro dell’UC San Diego Moores Cancer Center.

“La nostra ricerca mostra che l’inquinamento atmosferico è fortemente associato agli stessi tipi di mutazioni del DNA che tipicamente associamo al fumo”.

“Questo è un problema globale urgente e crescente che stiamo lavorando per capire per quanto riguarda i non fumatori”, ha detto Maria Teresa Landi, epidemiologa della Divisione di Epidemiologia e Genetica del Cancro presso l’NCI e co-autrice senior dello studio.

“La maggior parte degli studi precedenti sul cancro del polmone non ha separato i dati dei fumatori dai non fumatori, il che ha limitato le intuizioni sulle potenziali cause in quei pazienti. Abbiamo progettato uno studio per raccogliere dati da non fumatori in tutto il mondo e utilizzare la genomica per risalire a quali esposizioni potrebbero causare questi tumori”.

E mentre precedenti studi in letteratura hanno dimostrato un legame epidemiologico tra inquinamento atmosferico e cancro ai polmoni nei non fumatori, questa nuova ricerca va oltre mostrando un legame genomico.

Effetti mutazionali dell’inquinamento atmosferico

Il team ha analizzato i tumori polmonari di 871 non fumatori che vivono in 28 regioni con diversi livelli di inquinamento atmosferico in Africa, Asia, Europa e Nord America.

Utilizzando il sequenziamento dell’intero genoma, i ricercatori hanno identificato modelli distinti di mutazioni del DNA, note come firme mutazionali, che agiscono come impronte digitali molecolari di esposizioni passate.

Combinando questi dati genomici con le stime dell’inquinamento basate su misurazioni satellitari e a livello del suolo del particolato fine, i ricercatori sono stati in grado di stimare l’esposizione a lungo termine degli individui all’inquinamento atmosferico.

Hanno scoperto che i non fumatori che vivono in ambienti più inquinati avevano significativamente più mutazioni nei loro tumori polmonari, in particolare le mutazioni driver – che promuovono direttamente lo sviluppo del cancro – e le firme mutazionali legate al cancro – che servono come registrazione di tutte le esposizioni mutagene passate.

Ad esempio, questi individui hanno avuto un aumento di 3,9 volte di una firma mutazionale legata al fumo di tabacco e un aumento del 76% di un’altra firma legata all’invecchiamento.

Questo non significa che l’inquinamento causi di per sé una “firma mutazionale dell’inquinamento atmosferico” unica, ha osservato il co-primo autore dello studio Marcos Díaz-Gay, un ex ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Alexandrov che ora è un leader del gruppo junior presso il Centro nazionale spagnolo di ricerca sul cancro (CNIO) a Madrid, in Spagna.

Piuttosto, aumenta il numero complessivo di mutazioni, in particolare nei percorsi noti di danno al DNA

. “Quello che vediamo è che l’inquinamento atmosferico è associato a un aumento delle mutazioni somatiche, comprese quelle che rientrano nelle firme mutazionali note attribuite al fumo di tabacco e all’invecchiamento”, ha detto Díaz-Gay.

I ricercatori hanno anche notato una relazione dose-risposta: più inquinamento qualcuno è stato esposto, più mutazioni sono state trovate nei loro tumori polmonari.

Questi tumori avevano anche telomeri più corti – i cappucci protettivi alle estremità dei cromosomi – che è un segno di invecchiamento cellulare accelerato.

Risultato sorprendente dall’esposizione al fumo passivo

Al contrario, i ricercatori non hanno trovato una forte correlazione genetica con il fumo passivo.

I tumori polmonari di non fumatori esposti al fumo passivo hanno mostrato solo un leggero aumento delle mutazioni, insieme a telomeri più corti, ma nessuna firma mutazionale distinta o mutazioni driver.

Sebbene l’esposizione al fumo passivo sia un noto rischio di cancro, il suo effetto mutazionale è stato molto meno pronunciato di quello osservato con l’inquinamento atmosferico.

“Se c’è un effetto mutageno del fumo passivo, potrebbe essere troppo debole per essere rilevato dai nostri strumenti attuali”, ha detto il co-primo autore dello studio Tongwu Zhang, ricercatore di Earl Stadtman nel ramo di biostatistica dell’NCI.

“Tuttavia, i suoi effetti biologici sono ancora evidenti nel significativo accorciamento dei telomeri”.

I ricercatori hanno riconosciuto che la loro analisi potrebbe essere ulteriormente limitata dalla complessità della misurazione dell’esposizione al fumo passivo.

“È difficile ottenere questo tipo di informazioni perché dipende da vari fattori come la quantità di tempo in cui si è stati esposti; quanto si era lontani dall’esposizione; e quante volte si condivideva uno spazio con qualcun altro che fumava, per esempio”, ha detto Díaz-Gay.

Rischio riscontrato dalla fitoterapia

Oltre all’inquinamento atmosferico, i ricercatori hanno identificato un altro rischio ambientale: l’acido aristolochico, un agente cancerogeno presente in alcune medicine erboristiche tradizionali cinesi.

Una specifica firma mutazionale legata all’acido aristolochico è stata trovata quasi esclusivamente nei casi di cancro al polmone di non fumatori di Taiwan.

Sebbene l’acido aristolochico sia stato precedentemente collegato ai tumori della vescica, del tratto gastrointestinale, dei reni e del fegato dall’ingestione, questo è il primo studio a riportare prove che può contribuire al cancro ai polmoni.

I ricercatori sospettano che questi casi possano derivare dall’inalazione di medicinali erboristici tradizionali cinesi, ma sono necessari ulteriori dati per sostenere la loro ipotesi.

“Questo solleva nuove preoccupazioni su come i rimedi tradizionali potrebbero involontariamente aumentare il rischio di cancro”, ha detto Landi.

“Rappresenta anche un’opportunità di salute pubblica per la prevenzione del cancro, in particolare in Asia”.

Nuova firma, nuove domande

In un’altra scoperta intrigante, il team ha identificato una nuova firma mutazionale che appare nei tumori polmonari della maggior parte dei non fumatori, ma è assente nei fumatori.

La sua causa rimane sconosciuta: non era correlata all’inquinamento atmosferico o ad altre esposizioni ambientali note.

“Lo vediamo nella maggior parte dei casi in questo studio, ma non sappiamo ancora cosa lo sta guidando”, ha detto Alexandrov. “Questo è qualcosa di completamente diverso e apre un’area di indagine completamente nuova”.

Passaggi successivi

Andando avanti, i ricercatori stanno espandendo il loro studio per includere casi di cancro ai polmoni di non fumatori provenienti dall’America Latina, dal Medio Oriente e da altre regioni dell’Africa. I ricercatori stanno anche rivolgendo la loro attenzione ad altri potenziali rischi.

Un focus è sulla marijuana e sull’uso di sigarette elettroniche, in particolare tra i giovani che non hanno mai fumato tabacco.

Il team sta studiando se queste esposizioni possono anche contribuire a cambiamenti mutazionali nel tessuto polmonare.

L’obiettivo è anche quello di studiare altri rischi ambientali, come il radon e l’amianto, e di raccogliere dati più dettagliati sull’inquinamento a livello locale e individuale.

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