مسار جديد لنقل الحمض النووي أكتُشف في البيئة الدقيقة للورم – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

New pathway for DNA transfer discovered in tumor microenvironment
(University of Notre Dame – تقديم: جامعة نوتردام الهولندية)

ملخص المقالة:

اكتشف باحثو جامعة نوتردام (الهولندية) طريقة أخرى تنقل بها الخلايا السرطانية المواد الوراثية إلى خلايا أخرى في بيئتها الدقيقة، مسببة انتشار السرطان، ووجدوا أن “حمولة” الحمض النووي يتم نقلها في أكياس معلوماتية صغيرة تسمى الحويصلات الدقيقة خارج الخلية. وعلى عكس الخلايا الطبيعية، غالبا ما تمتلئ الخلايا السرطانية بالحمض النووي الخلوي، وهو الحمض النووي الموجود في السائل الشبيه بالهلام خارج نواة الخلية. ويمكن اشتقاق هذا الحمض النووي من مصادر متعددة، ولكن الأدلة الحديثة تشير إلى أن عدم استقرار الكروموسومات هو المصدر الرئيسي للحمض النووي الخلوي في الخلايا السرطانية.

( المقالة )

اكتشف باحثو جامعة نوتردام (الهولندية) طريقة أخرى تنقل بها الخلايا السرطانية المواد الوراثية إلى خلايا أخرى في بيئتها الدقيقة، مسببة انتشار السرطان.

وفي دراستهم الأخيرة، التي نشرت في نشرة “تقارير الخلية” (Cell Reports)، اكتشفت البروفيسور كريسلين ديسوزا-شوري، أستاذ كرسي ‘موريس بولارد’ في قسم العلوم الأحيائية، والمتعاونون مع (بحث) “حمولة” الحمض النووي التي يتم نقلها في أكياس معلوماتية صغيرة تسمى الحويصلات الدقيقة خارج الخلية. وتعتبر دراستهم استمرارًا للعمل الذي قام به مختبرها (مختبر البروفيسور ديسوزا-شوري) لزيادة فهم تبادل المعلومات بين الخلايا.

وقالت البروفيسور ديسوزا-شوري ، المنتسبة أيضا لمعهد بيرثياومي^[١] (Berthiaume) للصحة الدقيقة ومركز بولير-بارسيغيان^[٢] (Boler-Parseghian) للأمراض النادرة والمهملة ومعهد هاربر^[٣] (Harper) لأبحاث السرطان: “لقد أظهرنا أن الحمض النووي الموجود في هذه الحويصلات الدقيقة يرتبط بنمو ثانوي لورم خبيث (الانبثاث – metastasis)، لذلك لدينا الآن منصة رائعة لتقييم الانحرافات الجينية”.

وغالبا ما تمتلئ الخلايا السرطانية، على عكس الخلايا الطبيعية، بالحمض النووي الخلوي، وهو الحمض النووي الموجود في السائل الشبيه بالهلام خارج نواة الخلية. ويمكن اشتقاق هذا الحمض النووي من مصادر متعددة، ولكن الأدلة الحديثة تشير إلى أن عدم استقرار الكروموسومات هو المصدر الرئيسي للحمض النووي الخلوي في الخلايا السرطانية.

وقد استخدم فريق البحث نموذج خلية من مريض سرطان ذكر، لإظهار كيف يتم حمل الحمض النووي الكروموسومي “واي Y” – الموجود في العصارة الخلوية بسبب عدم استقرار الكروموسومات – بواسطة حويصلات خارج الخلية، ونقله إلى خط خلية ظهارية^[٤] ثديية أنثوية.

وقال جيمس كلانسي، أستاذ مساعد باحث في العلوم الأحيائية، وهو المؤلف الأول في الورقة: “هذه الخلايا الأنثوية ليس لديها الحمض النووي الكروموسومي واي (Y) الموجود دون التعرض للحويصلات الدقيقة الذكرية”. وأضاف: “هذه طريقة يمكن الوصول إليها لإظهار اكمال نقل الحمض النووي للناس، مما يسهل إثبات هذا النوع من التواصل”.

وأثبت الباحثون أن الحمض النووي الخلوي ينتقل إلى الحويصلات الدقيقة إلى جانب إنزيم ‘غاس’ الدوري^[٥] (cyclic GAS)، الذي تم اكتشافه جزئيا بسبب دوره أثناء الاستجابة المناعية للعدوى البكتيرية والفيروسية. وأدرك العلماء بشكل متزايد أن إنزيم غاس الدوري قد يلعب دورا في تطور الورم، وقد حددت هذه الدراسة الجديدة طريقة تعديل الحمض النووي للمساعدة في هذا التقدم.

وقد وصف العمل الذي نشره مختبر البروفيسور ديسوزا-شوري في عام 2019 في نشرة “علم أحياء الخلايا الطبيعية” (Nature Cell Biology) كيف يتم نقل الحمض النووي الريبي الدقيق (الميكروي)^[٦] (microRNA) داخل الخلايا السرطانية إلى الحويصلات الدقيقة التي بدأت للتو في التكون في محيط الخلية.

وبمجرد التخلص منها، يتم تناول هذه الحويصلات بواسطة خلايا غير ورمية في البيئة الدقيقة. ويمكن أيضا العثور على الحويصلات الدقيقة المنتشرة عبر الجسم في سوائل مثل الدم والبول، ويمكن استخدامها كمؤشرات حيوية تشير إلى وجود السرطان.

وقال البروفيسور كلانسي إنه في حين أن الحمض النووي الميكروي يمكن أن يؤثر على تعبير البروتين بسرعة أكبر من الحمض النووي، إلا أن الباحثين كانوا مهتمين بمحتوى الحمض النووي لأنه الجزء الفعلي من جينوم الشخص، بما في ذلك أي طفرات مرتبطة بالورم. وكان من الصعب أيضا إثبات أن الحمض النووي قد انتقل من خلية إلى أخرى. وقد تؤدي أبحاث المختبر التأسيسية المستمرة في هذا المجال إلى الكشف المبكر عن أنواع مختلفة من الأورام.

وبالإضافة إلى البروفيسور ديسوزا-شوري والبروفيسور كلانسي، من بين الآخرين الذين عملوا في الدراسة كولن شيهان، دفعة ’19، وأليكس سي. بومغاردن، طالب دكتوراه في السنة الرابعة في نوتردام وحاصل على زمالة ما قبل الدكتوراه في معهد برثيوم للصحة الدقيقة. ويسعى شيهان الآن للحصول على درجة الدكتوراه في جامعة شيكاغو. وقد تم دعم الدراسة جزئيا من قبل المعهد الوطني للسرطان ومؤسسة عائلة بولير.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2022-03-pathway-dna-tumor-microenvironment.html

لمزيد من المعلومات: جيمس كلانسي وآخرون، Recruitment of DNA to tumor-derived microvesicles, Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110443

الهوامش:

[١] يتبع جامعة نوتردام الهولندية

[٢] يتبع جامعة نوتردام الهولندية

[٣] يقع في مدينة ساوث بيند بولاية انديانا، الولايات المتحدة الأمريكية

[٤] تتعلق أو تدل على الأنسجة الرقيقة التي تشكل الطبقة الخارجية لسطح الجسم وتبطن القناة الهضمية والهياكل المجوفة الأخرى.

[٥] سينثيز (GMP-AMP) الدوري (cGAS، سينثيز cGAMP)، الذي ينتمي إلى عائلة ‘نيوكليوتيد ترانسفيراز’ (nucleotidyltransferase)، هو مستشعر الحمض النووي الخلوي الذي ينشط استجابة الإنترفيرون من النوع الأول.

[٦] الحمض النووي الريبي الدقيق (الميكروي) هو جزيء صغير غير مشفر أحادي الشريط (يحتوي على حوالي 22 نيوكليوتيدات) موجود في النباتات والحيوانات وبعض الفيروسات، ويعمل في إسكات الحمض النووي الريبي وتنظيم ما بعد النسخ للتعبير الجيني.