باحثون ربما وجدوا مسارًا جديدًا لوقف إنتاج الخلايا السرطانية – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Researchers may have found a new path for halting cancer cell production
(Jackie Rocheleau – بقلم: جاكي روتشليو)

ملخص المقالة:

أظهرت أبحاث علماء في كلية الطب بجامعة ستانفورد أن تسلسل الحمض النووي الطويل والمتكرر قد يكون له دور في تنظيم الجينات في سبعة أنواع من السرطان – وقد تكون هناك طريقة لاستيعاب تلك التسلسلات لقمع انتشار الخلايا السرطانية. وقد حدد الباحثون أولاً التسلسلات المتكررة باستخدام خوارزمية جديدة لتحليل أكثر من 2000 جينوم سرطاني بشري، ثم قاموا بإنشاء جزيء يستهدفهم في خلايا سرطان الكلى، ووجدوا أنه يبطئ إنتاج هذه الخلايا، وفي بعض الأحيان يقتلها. وهذا يشجع الابحاث التي تستهدف ايجاد طريقة لمنع تكوين المزيد من الخلايا السرطانية. ولأن الانتقال مباشرة من الاكتشاف إلى السبل العلاجي المحتمل أمر غير معتاد، فإن أمام الباحثين طريق طويل قبل اختبار طريقتهم على البشر.

( المقالة )

بعد العثور على تسلسلات طويلة ومتكررة في جينومات سبعة أنواع من السرطان، طور باحثون في جامعة ستانفورد وزملاؤهم جزيئًا يحد من إنتاجهم (السرطانات).

   أظهرت الأبحاث التي قادها علماء في كلية الطب بجامعة ستانفورد أن تسلسل الحمض النووي الطويل والمتكرر قد يكون له دور في تنظيم الجينات في سبعة أنواع من السرطان – وقد تكون هناك طريقة لاستيعاب تلك التسلسلات لقمع انتشار الخلايا السرطانية.

وباستخدام خوارزمية جديدة لتحليل أكثر من 2000 جينوم سرطاني بشري، حدد الباحثون أولاً التسلسلات المتكررة، ثم قاموا بإنشاء جزيء يستهدفهم في خلايا سرطان الكلى، ووجدوا أنه يبطئ إنتاج هذه الخلايا، وفي بعض الأحيان يقتلها.

وعلى الرغم من أن العلماء ليسوا متأكدين من الدور الذي تلعبه التسلسلات المتكررة في السرطان، فقد أصبحوا متشجعين أنه يبدو أنهم وجدوا طريقة لمنع تكوين المزيد من الخلايا السرطانية. وقال البروفيسور مايكل سنايدر، أستاذ ورئيس قسم علم الوراثة: “كانت النتيجة الأكثر دراماتيكية هي أنه يمكنك استهدافهم فعليًا ووقف تكاثر الخلايا”.

البروفيسور سنايدر هو المؤلف الأول (الأقدم) للدراسة البحثية التي نُشرت في 14 ديسمبر 2022 في مجلة “الطبيعة” (Nature). أما المؤلف الرئيسي فهو الدكتور غراهام إروين، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد ستانفورد للسرطان.

من مرض التنكس العصبي إلى السرطان

لم يبدأ المشروع بالسرطان، ولكن بمرض تنكسي عصبي نادر بدون علاج، وهو “ترنح فريدريك”⁽¹⁾. فقبل خمس سنوات، كان الدكتور  إروين، الذي كان طالب دراسات عليا في جامعة ويسكونسن ماديسون، يستكشف الأسس الجينية لـ “ترنح فريدريك” على أمل ملء الفراغ العلاجي.

وقد عرف الدكتور إروين أن طفرات الحمض النووي التي تسمى التوسعات المتكررة تسبب ترنح فريدريك، إلى جانب العشرات من الحالات الخطيرة الأخرى، والعديد منها عصبي. وهذه التوسعات المتكررة هي عبارة عن امتدادات من الحمض النووي تكرر نفسها بشكل خاطئ عشرات إلى آلاف المرات في الجينوم.

وقد طور الدكتور إروين جزيئا يسمى “سين-تيف1” (Syn-TEF1) ركز على التمدد المتكرر مما تسبب في “ترنح فريدريك”. وتعطل هذه التوسعات جين “اف اكس ان” (FXN) وتمنع بوليميريز الحمض النووي الريبي (RNA Polymerase) الجزيء الذي ينسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي (الوصفة الجزيئية للبروتينات)، من نسخ الجين بشكل صحيح حتى تتمكن الخلايا من إنتاج البروتين المقابل، فراتاكسين (frataxin).

فعلى المستويات الصحية، يساعد الفراتاكسين مكمن قوة الخلية، الميتوكوندريا، في توليد الطاقة وحماية الخلايا من الجزيئات التفاعلية التي تسمى الجذور المنطرفة (الراديكالية)، والتي يمكن أن تكون ضارة. وبدون تعليمات الحمض النووي الريبي، لا تستطيع الخلايا إنتاج الفراتاكسين الذي تحتاجه، والذي يضر بشكل خاص بالجهاز العصبي والقلب اللذين يتطلبان الطاقة.

وباختبار الجزيء في خلايا من مريض “ترنح فريدريك”، رأى الدكتور إروين أن جزيئا يسمى “سين-تيف1” استهدف التمدد المتكرر بنجاح، مما يساعد بوليميريز الحمض النووي الريبي على الانتقال من خلاله لنسخ جين “اف اكس ان”، مما يجعل الفراتاكسين إلى المستويات الطبيعية. نظرًا لنجاحه في الخلايا ، يقوم الباحثون الآن باختبار سلامة وجرعة نسخة من “سين-تيف1” في مرضى “ترنح فريدريك”.

وعندما جاء الدكتور إروين إلى جامعة ستانفورد، تساءل عن الدور الذي لعبته التوسعات المتكررة في الأمراض الأخرى. ولم يجد العلماء دورًا كبيرًا لتكرار التوسعات في الحالات غير العصبية، لكنه لم يعتقد أن السبب في ذلك هو عدم وجود هذه الطفرات. وقال: “أعتقد أن الأمر مجرد أننا لم ننظر”.

طريق علاجي جديد

ليس من السهل العثور على امتدادات طويلة من الحمض النووي المتكرر في جينومات السرطان. إن تسلسلات تقنية تسلسل الجينوم السرطاني الأكثر شيوعًا هي أجزاء فقط من الحمض النووي. وبعد ذلك تستخدم الشظايا لتجميع الجينوم بأكمله. ولكن التوسعات المتكررة غالبًا ما تكون أطول من الأجزاء، مما قد يترك التكرارات الطويلة مختبئة على مرأى من الجميع.

وقد وجد فريق البحث طريقة للتغلب على هذه العقبة. وقال الدكتور إروين: “لقد تمكنا من استخدام أداة تسمح لنا بإيجاد التوسعات في تسلسلات من الجينوم الكامل”.

ومتسلحا بهذه الأداة الجديدة، قام الدكتور إروين وزملاؤه بفحص 2622 جينومًا للسرطان من 2509 مرضى، وبيانات تم الحصول عليها من الاتحاد الدولي لجينوم السرطان وأطلس جينوم السرطان.

ومع أبحاث ضئيلة حول التوسعات المتكررة في السرطان، لم يكن من الواضح ما الذي سيجدونه، إن وجد. ولكن من بين 29 نوعًا من أنواع السرطان المختلفة التي فحصوها، وجد فريق البحث 160 توسعًا متكررًا في سبعة سرطانات. ورأوا أيضًا أنه من بين هؤلاء، كان 155 توسعًا متكررًا خاصًا بأنواع فرعية معينة من السرطان – “بمعنى، إذا اكتشفنا [بعض التوسعات المتكررة] في سرطان البروستاتا، فإننا لا نميل إلى اكتشافها في سرطانات أخرى”، كما قال الدكتور إروين.

وللتأكد من أنهم وجدوا توسعات متكررة كانت خاصة بالسرطان وأطول من المعتاد، قارن الباحثون جينومات الخلايا السرطانية لكل فرد بجينومات خلاياهم غير السرطانية. وتم العثور على تسلسل الحمض النووي المتكرر في الجينومات السليمة، ولكن التوسع في هذه التسلسلات كان يمكن أن يؤدي إلى المرض.

وكانت التوسعات المتكررة أكثر شيوعًا في سرطان البروستاتا والكبد، مع اكتشاف الباحثين التكرارات في 93٪ من جينومات سرطان البروستاتا و 95٪ من جينومات سرطان الكبد. وقد حدثت التكرارات أيضًا في سرطان المبيض وسرطان الكلى وسرطان دماغ يسمى الورم النجمي الشعري ونوع من سرطان الرئة يسمى سرطان الخلايا الحرشفية.

ومع ذلك، من الممكن أن يكون هناك المزيد من التوسعات المتكررة في جينومات السرطان التي لم يتمكن الباحثون من اكتشافها. ومع تحسن تقنيات التسلسل في تحليل امتدادات أطول من الحمض النووي، يتوقع البروفيسور سنايدر أنهم سيجدون المزيد من التكرارات في أنواع مختلفة من السرطان. وقال: “أعتقد أننا على قمة جبل الجليد”.

جزيء تحت البحث

لمعرفة ما إذا كانت نتائجهم يمكن أن تؤدي إلى اتجاهات جديدة لعلاج السرطان، استغل الباحثون عمل الدكتور إروين السابق وأنشأوا جزيئًا، “سين-تيف3″، لاستهداف توسع متكرر محدد في خلايا سرطان الكلى، ومقارنته بجزيء بدون هذه القدرة على الاستهداف.

وقد أبطأ “سين-تيف3” من إنتاج الخلايا أو قتلها من خلال توسيع التكرار الخاص بـ “سين-تيف3”. وفي الخلايا بدون هذا التمدد، كان للجزيء تأثير ضئيل. وبالمثل، فإن الجزيء الذي لم يستهدف التوسع المتكرر لم ينقل فوائد “سين-تيف3″، كما أفاد الباحثون.

وقال البروفيسور سنايدر: “كان الانتقال مباشرة من الاكتشاف إلى السبل العلاجي المحتمل أمرًا غير معتاد”. وأمام الباحثين طريق طويل قبل اختبار طريقتهم على البشر، لكن البروفيسور سنايدر والفريق متحمسون لاستكشافها.

جدير بالذكر، فقد ساهم في الدراسة أيضا باحثون من جامعة كولومبيا، ومركز نيويورك للجينوم، وشركة إلومينا، وجامعة نورث وسترن بولاية الينوي، ومستشفى الأطفال المرضى في تورنتو بكندا، وجامعة تورنتو الكندية، ونظام شؤون المحاربين القدامى “بالو ألتو” للرعاية الصحية، وجامعة ييل. وتم تمويل الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة (منح U2CCA233311 و K99HG011467) وزمالة ما بعد الدكتوراه في معهد ستانفورد للسرطان من صندوق أبحاث “ايلي غواردينو”.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

Researchers may have found a new path for halting cancer cell production | News Center | Stanford Medicine

الهوامش:

1. ترنح فريدريك هو حالة وراثية تؤثر على الجهاز العصبي وتسبب مشاكل في الحركة. يُصاب الأشخاص المصابون بهذه الحالة بضعف في التنسيق العضلي (ترنح) يزداد سوءًا بمرور الوقت. تشمل السمات الأخرى لهذه الحالة الفقدان التدريجي للقوة والإحساس في الذراعين والساقين؛ تصلب العضلات (التشنج)؛ وضعف الكلام والسمع والرؤية. غالبًا ما يعاني الأفراد المصابون بترنح فريدريك من نوع من أمراض القلب يسمى اعتلال عضلة القلب الضخامي، والذي يؤدي إلى تضخم وإضعاف عضلة القلب ويمكن أن يهدد الحياة. بعض الأفراد المتأثرين يصاب بمرض السكري أو انحناء غير طبيعي في العمود الفقري (الجنف). يبدأ معظم الأشخاص الذين يعانون من ترنح فريدريك في تجربة علامات وأعراض الاضطراب بين سن 5 و 15 عامًا. غالبًا ما يكون ضعف التنسيق والتوازن أول السمات الملحوظة. يحتاج الأفراد المصابون عادةً إلى استخدام كرسي متحرك بعد حوالي 10 سنوات من ظهور العلامات والأعراض. المصدر: Friedreich ataxia: MedlinePlus Genetics