الكشف عن مسار مرتبط بالتغيرات الجينية المسببة للسرطان

أظهرت دراسة أجراها باحثون في المركز الطبي بجامعة تكساس ساوث ويسترن أن الخلايا السرطانية يبدو أنها تستغل مسارا وراثيا يشارك في إصلاح الحمض النووي لتحفيز الخباثة والتغلب على العلاج.

تشرح النتائج التي توصلوا إليها، والتي نُشرت في مجلة Cell، كيف تخضع الكروموسومات في بعض الأورام لإعادة ترتيب هائلة ويمكن أن تؤدي إلى استراتيجيات جديدة لتجنب مقاومة أدوية السرطان.

وبحس ما نشره موقع ميديكال إكسبريس، قال الدكتور بيتر لي، قائد الدراسة: "يجيب بحثنا على سؤال ميكانيكي رئيسي في علم الأحياء السرطاني من خلال تحديد مصدر الكروموثريبسيس، وهي عملية طفرات مدفوعة بتحطيم الكروموسومات، ويسمح الكروموثريبسيس للخلايا السرطانية بتطوير جينوماتها بسرعة من خلال إعادة ترتيب الكروموسومات الفردية على نطاق واسع، مما يؤدي إلى تغييرات جينية متعددة في غضون فترة زمنية قصيرة نسبيًا".

إعادة ترتيب الكروموسومات

تحدث إعادة ترتيب الكروموسومات في 30% -40% من جميع أنواع السرطان وتوجد عادة في الأورام العدوانية مثل الساركوما وأورام الدماغ وسرطان البنكرياس.

يمكن أن يحدث انقسام الكروموسومات عندما يحدث خطأ في عملية انقسام الخلايا.

يمكن أن تقوم الخلايا عن طريق الخطأ بفرز الكروموسومات الكاملة أو أذرع الكروموسومات خارج النواة إلى حزم غير طبيعية تسمى النوى الدقيقة.

أظهرت الأعمال السابقة التي أجراها مختبر Ly أن هذه الكروموسومات في النوى الدقيقة تتحطم في النهاية إلى قطع عديدة وتتجمع مرة أخرى بالترتيب غير الصحيح.

لم يتم تحديد كيفية تحطم هذه الكروموسومات.

للإجابة على هذا السؤال، استخدم الدكتور لي، إلى جانب جوستين إنجل، باحث الدراسات العليا في برنامج الدكتوراه في علم الأحياء السرطانية، أداة تحرير الجينات CRISPR لتعطيل الجينات في الخلايا ذات النوى الدقيقة للعثور على تلك التي قد تلعب أدوارًا رئيسية في تحطيم الكروموسوم.

وقد اقتصر بحثهم على مجموعة من الجينات التي تشارك في مسار فقر الدم فانكوني ـ وهي آلية لإصلاح الحمض النووي تحورت في حالة جرثومية تحمل نفس الاسم تتسم بفقر الدم الشديد، وفشل نخاع العظم، واستعداد للإصابة بالسرطان، وغير ذلك من العيوب الخلقية، وعندما قام الباحثون بتعطيل هذه الجينات، لم تتحطم الكروموسومات.

وقد أظهرت أبحاث أخرى أن الكروموسومات الموجودة في النوى الصغيرة، على عكس الكروموسومات الموجودة في النواة، تفشل في التكاثر بشكل صحيح، مما يحفز مسار فقر الدم فانكوني على العمل. وكجزء من عملية إصلاح الحمض النووي هذه، يقوم مركب إنزيمي بتقطيع هذه الكروموسومات إلى قطع، مما يتسبب في تحطيم الكروموسومات الذي يتميز به تحلل الكروموسومات.

أوضح الدكتور لي أنه "عندما يتم خياطة هذه القطع معًا مرة أخرى بالترتيب غير الصحيح فإنها تؤدي إلى إعادة ترتيب الكروموسومات التي غالبًا ما تعمل على تعطيل الجينات المخصصة للحماية من تطور السرطان، وبالإضافة إلى ذلك، تتطور بعض القطع إلى بنية دائرية من الحمض النووي تسمى الحمض النووي خارج الكروموسومات، أو ecDNA، والتي يتم تضخيمها إلى عدد كبير من النسخ، وهي العملية التي يمكن أن تعزز مقاومة الأدوية".

ولتوسيع نطاق النتائج التي توصلوا إليها لتشمل بيئة ذات صلة سريرية، قام الدكتور لي وزملاؤه بتعطيل مسار فقر الدم فانكوني في خلايا الورم الميلانيني التي عولجت بالعلاج الموجه.

وعلى الرغم من أن هذه الخلايا السرطانية تكتسب عادة مقاومة بمرور الوقت لهذه الأدوية، فإن الخلايا التي تفتقر إلى مسار فقر الدم فانكوني لم تخضع لعملية كروموتريبسيس وفشلت في تطوير مقاومة للأدوية.

وقال الدكتور لي: "هذه النتائج قد تؤدي في نهاية المطاف إلى استراتيجيات جديدة تدمج تثبيط مسار فقر الدم فانكوني مع أدوية أخرى لمكافحة ظهور الخلايا السرطانية المقاومة للعلاج، وهو ما يمثل مشكلة كبيرة لمرضى السرطان".