Wat zijn kankerverwekkende stoffen?

Een carcinogeen wordt gedefinieerd als elke stof of straling die de vorming van kanker of carcinogenese bevordert. Chemische carcinogenen kunnen natuurlijk of synthetisch, toxisch of niet-toxisch zijn. Veel kankerverwekkende stoffen zijn organisch van aard, zoals benzo [a] pyreen en virussen. Een voorbeeld van kankerverwekkende straling is ultraviolet licht. 

Hoe kankerverwekkende stoffen werken

Kankerverwekkende stoffen voorkomen dat normale celdood (apoptose) optreedt, zodat de celdeling ongecontroleerd is. Dit resulteert in een tumor. Als de tumor het vermogen tot verspreiding of uitzaaiing ontwikkelt (kwaadaardig wordt), ontstaat kanker. Sommige kankerverwekkende stoffen beschadigen het DNA, maar als er significante genetische schade optreedt, sterft meestal een cel. Kankerverwekkende stoffen veranderen het celmetabolisme op andere manieren, waardoor de getroffen cellen minder gespecialiseerd worden en ze ofwel maskeren voor het immuunsysteem of anders voorkomen dat het immuunsysteem ze doodt.

Iedereen wordt elke dag blootgesteld aan kankerverwekkende stoffen, maar niet elke blootstelling leidt tot kanker. Het lichaam gebruikt verschillende mechanismen om kankerverwekkende stoffen te verwijderen of beschadigde cellen te repareren / verwijderen:

• Cellen herkennen veel kankerverwekkende stoffen en proberen ze onschadelijk te maken door biotransformatie. Biotransformatie verhoogt de oplosbaarheid van een carcinogeen in water, waardoor het gemakkelijker uit het lichaam kan worden gespoeld. Soms verhoogt biotransformatie echter de carcinogeniteit van een chemische stof.
• DNA-reparatiegenen repareren beschadigd DNA voordat het kan repliceren. Meestal werkt het mechanisme, maar soms is de schade niet opgelost of is het te groot om te herstellen.
• Tumorsuppressorgenen zorgen ervoor dat celgroei en deling zich normaal gedragen. Als een carcinogeen een proto-oncogen (gen betrokken bij normale celgroei) beïnvloedt, kan de verandering cellen laten delen en leven wanneer ze dat normaal niet zouden doen. Genetische veranderingen of erfelijke aanleg spelen een rol bij kankerverwekkende activiteit.

Voorbeelden van kankerverwekkende stoffen

Radionucliden zijn kankerverwekkend, ongeacht of ze toxisch zijn, omdat ze alfa-, bèta-, gamma- of neutronenstraling uitzenden die weefsels kan ioniseren. Veel soorten straling zijn kankerverwekkend, zoals ultraviolet licht (inclusief zonlicht), röntgenstralen en gammastralen. Gewoonlijk worden microgolven, radiogolven, infraroodlicht en zichtbaar licht niet als kankerverwekkend beschouwd omdat de fotonen niet genoeg energie hebben om chemische bindingen te verbreken. Er zijn echter gedocumenteerde gevallen van meestal "veilige" vormen van straling die geassocieerd worden met een verhoogde kans op kanker bij langdurige blootstelling aan hoge intensiteit. Voedingsmiddelen en andere materialen die zijn bestraald met elektromagnetische straling (bijvoorbeeld röntgenstralen, gammastralen) zijn niet carcinogeen. Neutronenbestraling daarentegen kan stoffen kankerverwekkend maken door secundaire straling.

Chemische carcinogenen omvatten koolstofelektrofielen, die DNA aanvallen. Voorbeelden van koolstofelektrofielen zijn mosterdgas, sommige alkenen, aflatoxine en benzo [a] pyreen. Het koken en verwerken van voedsel kan kankerverwekkend zijn. Vooral het grillen of braden van voedsel kan kankerverwekkende stoffen produceren, zoals acrylamide (in patat en chips) en polynucleaire aromatische koolwaterstoffen (in gegrild vlees). Enkele van de belangrijkste kankerverwekkende stoffen in sigarettenrook zijn benzeen, nitrosamine en polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's). Veel van deze verbindingen worden ook in andere rook aangetroffen. Andere belangrijke chemische kankerverwekkende stoffen zijn formaldehyde, asbest en vinylchloride.

Natuurlijke carcinogenen omvatten aflatoxinen (gevonden in granen en pinda's), de hepatitis B en menselijke papillomavirussen, de bacteriën Helicobacter pylori, en de leverbot Clonorchis sinensis en Oposthorchis veverrini.

Hoe kankerverwekkende stoffen zijn geclassificeerd

Er zijn veel verschillende systemen voor het classificeren van carcinogenen, in het algemeen gebaseerd op of bekend is dat een stof carcinogeen is bij mensen, een vermoed carcinogeen of een carcinogeen bij dieren. Sommige classificatiesystemen maken het ook mogelijk om een ​​chemische stof te labelen als onwaarschijnlijk om een ​​carcinogeen voor mensen te zijn.

Eén systeem is dat systeem dat wordt gebruikt door het International Agency for Research on Cancer (IARC), dat deel uitmaakt van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO).

• Groep 1: bekende kankerverwekkende stoffen bij de mens, die waarschijnlijk kanker zullen veroorzaken onder typische blootstellingsomstandigheden
• Groep 2A: waarschijnlijk een carcinogeen voor mensen
• Groep 2B: mogelijk een carcinogeen voor mensen
• Groep 3: niet classificeerbaar
• Groep 4: waarschijnlijk geen menselijk carcinogeen

Kankerverwekkende stoffen kunnen worden ingedeeld naar het type schade dat ze veroorzaken. Genotoxinen zijn kankerverwekkende stoffen die zich binden aan DNA, het muteren of onomkeerbare schade veroorzaken. Voorbeelden van genotoxinen omvatten ultraviolet licht, andere ioniserende straling, sommige virussen en chemicaliën zoals N-nitroso-N-methylurea (NMU). Nongenotoxinen beschadigen het DNA niet, maar bevorderen de celgroei en / of voorkomen geprogrammeerde celdood. Voorbeelden van niet-genotoxische carcinogenen zijn sommige hormonen en andere organische verbindingen.

Hoe wetenschappers kankerverwekkende stoffen identificeren

De enige zekere manier om te weten of een stof kankerverwekkend is, is mensen eraan blootstellen en kijken of ze kanker ontwikkelen. Uiteraard is dit noch ethisch, noch praktisch, dus de meeste kankerverwekkende stoffen worden op andere manieren geïdentificeerd. Soms wordt voorspeld dat een middel kanker veroorzaakt omdat het een vergelijkbare chemische structuur of effect op cellen heeft als een bekend carcinogeen. Andere studies worden uitgevoerd op celculturen en proefdieren, waarbij veel hogere concentraties chemicaliën / virussen / straling worden gebruikt dan een persoon zou tegenkomen. Deze studies identificeren "vermoedelijke carcinogenen" omdat de werking bij dieren anders kan zijn bij mensen. Sommige studies gebruiken epidemiologische gegevens om trends in blootstelling van de mens en kanker te vinden.

Procarcinogenen en co-carcinogenen

Chemicaliën die niet carcinogeen zijn, maar carcinogeen worden wanneer ze in het lichaam worden gemetaboliseerd, worden procarcinogenen genoemd. Een voorbeeld van een procarcinogeen is nitriet, dat wordt gemetaboliseerd tot carcinogene nitrosaminen.

Een co-carcinogeen of promotor is een chemische stof die op zichzelf geen kanker veroorzaakt maar de carcinogeenactiviteit bevordert. De aanwezigheid van beide chemicaliën verhoogt samen de kans op carcinogenese. Ethanol (graanalcohol) is een voorbeeld van een promotor.