علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Laws of nature predict cancer evolution
(معهد أبحاث السرطان “لندن” – The Institute of Cancer Research)
السرطان ينشأ ويتطور بمرور الزمن في أنماط تحكمها نفس القوانين الطبيعية التي وراء العمليات الفيزيائية والكيميائية المتنوعة كتنوع تدفق تيارات مياه الأنهار أو اختلاف سطوعات النجوم، كما بينته دراسة.
ويعتقد الباحثون أنه في المستقبل قد يتمكنون من التنبؤ بكيف ينمو ويتطور السرطان وذلك بتطبيق القوانين الطبيعية على تحليل جيني لخزعات مأخوذة من السرطان نفسه.
البحث المثير للاهتمام يرفع من احتمال تمكُّن الأطباء من أن يتخذوا قرارات طبية بشأن كيف سيتغير السرطان عند أحد المرضى، وما هو العلاج الذي ينبغي استخدامه له، وذلك بتطبيق معادلات رياضية على خزعات مأخوذة من الورم نفسه.
استخدم الباحثون من معهد أبحاث السرطان في لندن، وجامعة الملكة ماري (Queen Mary) في لندن (QMUL) كمًا هائلًا من البيانات – أُخذت من أكثر من 900 ورم سرطاني من 14 نوعًا مختلفًا – لإثبات أن العديد من أنواع السرطانات تنشأ وتتطور في أنماط معينة يمكن التنبؤ بها. [الدراسة، نشرت في مجلة Nature Genetics today 1].
العديد من أنواع السرطان، كسرطان الأمعاء والمعدة وبعض سرطانات الرئة، تأخذ تقريبًا مساراً يحدده نموذج نظري واصفًا تراكم وانتشار الطفرات الجينية خلال توسع سرطاني سريع واحد.
هذا النموذج، والذي طوره فريق البحث، تنبأ أنه في العديد من أنواع الأورام، كل جينات السرطان المهمة موجودة بالفعل في بداية نمو الورم، والطفرات الجديدة داخل الورم هي أساسًا “عابرة سبيل2 ” ، ليس لها تأثير إضافي.
أثبت الفريق العلمي أن الطفرات عابرة السبيل هذه ستتراكم آخذةً ما يسمى [ب 1/𝑓 – قانون توزيع القوة3]. هذا النمط من التوزيع موجود في الطبيعة في مجموعة من النظم الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية بما فيها تدفق نهر النيل ولمعان النجوم – وحتى أنه يساعد على التحكم في الأسواق المالية.
جودة النموذج لم تكن جيدة في التنبؤ بمسار بعض أنواع السرطانات الأخرى، كأورام المخ والبنكرياس،مما يدل على أن في هذه الحالات قد يلعب الانتقاء الطبيعي (4) – مدفوعا بالضغوط على الموارد والمكان – دورا كبيرًا في انتشار الطفرات السرطانية.
قال الباحثون، ولكن في المستقبل يمكن التنبؤ بتطور هذه الأنواع من السرطانات بإستخدام نماذج رياضية أكثر دقةً. الخطوة التالية في هذا البحث هو تحديد كيف يمكن للخصائص التنبؤية الجديدة التي يمكنهم قياسها – كسرعة ظهور الطفرات العدوانية أو الطفرات المقاومة للأدوية – أن يربطوها بمخرجات المرضي بمرور الزمن.
التحليل الجديد لبيانات السرطان هذا يحتمل أن تكون له آثار طبية هامة – كتوفير وسيلة جديدة لتمييز الطفرات التي ينبغي استهدافها بالعلاج، مقابل الطفرات “العابرة” التي قد لا يكون لها أي تأثير على نمو الخلايا السرطانية.
وقال الباحث المشارك في الدراسة الدكتور أندريا ستوريڤا (Andrea Sittonivs): “تبين دراستنا أن مسار انتشار الطفرات السرطانية يقتفي القوانين الطبيعية – وبالتالي يمكن التنبؤ بها نظريًا، تمامًا كما يمكننا التنبؤ بحركة الأجرام السماوية أو الطقس.
“امكانية التنبؤ هذه تعني أن الكم الهائل من المعلومات الجينية التي يمكننا توليدها من خزعات الورم يمكن أن تفيدنا بكيف يمكن ان يتطور سرطان معين بمرور الزمن – وأي من هذه الطفرات التي سوف تحدث وتؤدي به الى ان يصبح سرطانًا أكثر عدوانية، ومتى ستظهر هذه الطفرات، وأي أدوية قد تكون هي الأفضل لعلاجه. كما هو الحال في لعبة الشطرنج، والهدف من ذلك هو استباق الخطوة القادمة لهذا العدو الخبيث، للتغلب عليه في نهاية”.
وقال الباحث المشارك في الدراسة الدكتور تريڤور غراهام (Trevor Graham)، رئيس مختبر النشوء التطور والسرطان في معهد سرطان بارتس في جامعة الملكة ماري: “كنا غالبا ما نعتبر السرطان نموًا فوضويًا وغير منضبط للخلايا داخل الجسم. ولكن وبعكس هذا الحدس، تظهر دراستنا مدى التنظيم العالي الذي غالباً مايكون عليه النشوء والتطور السرطاني وانه يمكن أن يُفسَر بقانون رياضي بسيط.
“هذا القانون مهم لأنه يبسط بشكل كبير وجهة نظرنا لكيف يتطور السرطان. الآن ونحن نعرف القانون، يمكننا محاولة ثنيه لصالحنا لتحسين مخرجات المرضى [آي التغييرات في الصحة التي تنتج عن تدابير أو تدخلات معينة]”.
وقال الدكتور كات آرني (Kat Arney) مدير إدارة المعلومات العلمية لأبحاث السرطان بالمملكة المتحدة: “بحث كهذا يمكّن الباحثين من التنبؤ بكيف تتطور السرطانات المختلفة في الجسم. لو تمكن الأطباء من التنبؤ بشكل أكيد بكيف يتغير السرطان بمرور الوقت، فسيساعدهم ذلك على اختيار العلاج الأكثر فعالية لكل مريض. التقدم في تقنيات تسلسل الحمض النووي يعني أننا الآن قادرون على تعقب كيف يتغير ورم بعينه بمرور الزمن على المستوى الجيني الأكثر دقة وتفصيلًا”.
شاهد الفيديو:
مصادر من داخل وخارج النص
1- https://www.nature.com/articles/ng.3489
2- “الطفرات العابرة للسبيل (passenger mutations) يمكن تعريفها على أنها طفرات لا تؤدي مباشرة إلى بدء السرطان وتطوره ، بعكس الطفرات الدافعة له ، مثل الطفرات في الجينات الورمية (oncogenes)” ، ترجمناه من نص ورد على هذا العنوان: https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2017.0967
3- توزيع قانون القدرة / القوة: في الإحصاء ، قانون القوة هو علاقة وظيفية بين كميتين ، حيث يؤدي التغيير النسبي في واحدة منهما إلى تغيير نسبي تناسبي في الكمية الأخرى ، بغض النظر عن الحجم الأولي لتلك الكميات: تتباين إحدى الكميتين كقوة أسية للكمية الأخرى. على سبيل المثال ، بالنظر إلى مساحة المربع من حيث طول ضلعه ، إذا تضاعف طول الضلع ، تتضاعف المساحة إلى أربعة أضعاف” ، ترجمناه من نص ورد على هذا العنوان:
https://en.wikipedia.org/wiki/Power_law
4- https://ar.wikipedia.org/wikiالتطور_الجسدي_في_السرطان
المصدر الرئيس:
http://www.icr.ac.uk/news-archive/laws-of-nature-predict-cancer-evolution
