كيف يؤثر جين سرطان الثدي على الخصوبة؟

اكتشف فريق من علماء الأحياء بجامعة أوريجون آلية تؤثر بها جينات سرطان الثدي المعروفة على الخصوبة أيضًا.

تؤدي الطفرات في جين BRCA1 إلى زيادة خطر إصابة الشخص بسرطان الثدي بشكل حاد، وغالبًا ما يواجه مرضى BRCA1 تحديات تتعلق بالخصوبة تتجاوز الآثار الجانبية لعلاج السرطان.

وحسب موقع ميديكال إكسبريس، اكتشف الباحثون الآن أن الجين يلعب دورًا مهمًا في مراقبة الجودة أثناء عملية انقسام الخلايا المتخصصة التي تنتج البويضات والحيوانات المنوية.

عندما يتحور BRCA1 ولا يتمكن من أداء هذا الدور، ينتهي الأمر بالعديد من الأخطاء الجينية التي يمكن أن تؤدي إلى العقم.

علاجات محتملة لمشكلات الخصوبة

قالت ديانا ليبودا، الأستاذة المساعدة في معهد البيولوجيا الجزيئية بجامعة أوريجون: "يعد هذا اكتشافًا رائدًا يفتح آفاقًا علاجية محتملة لفهم كيفية تصحيح أو علاج مشكلات الخصوبة لدى مرضى BRCA1، فكان من المفترض أن BRCA1 متورط، لكن آلية تورطه كانت غير معروفة إلى حد كبير".

إن مثل هذه العلاجات للبشر ما زالت بعيدة المنال، ولكن بما أن العقم قد يكون له العديد من الأسباب الكامنة المختلفة، فإن فهم الأسباب التي تؤدي إلى ذلك في حالات معينة قد يسمح للأطباء في نهاية المطاف باختيار نهج علاجي أكثر استهدافا.

نشرت ليبودا وزملاؤها النتائج في ورقة بحثية نشرت في مجلة eLife، وأشرف على الدراسة إريك توراسون، وهو طالب دراسات عليا سابق في مختبر ليبودا، وألينا سالاجيان، وهي باحثة جامعية سابقة.

إصلاح الحمض النووي

يدرس مختبر ليبودا الآليات الجزيئية لإصلاح الحمض النووي أثناء الانقسام الاختزالي، وهي العملية التي يتم بها تكوين البويضات والحيوانات المنوية.

تؤدي الأخطاء أثناء هذه العملية إلى حدوث طفرات جينية في الخلايا التناسلية الحيوية، والتي يمكن أن تنتقل بعد ذلك عبر الأجيال أو تسبب العقم.

يجري المختبر أبحاثًا باستخدام الديدان الأسطوانية (C. elegans)، وهي نوع صغير من الديدان.

وعلى الرغم من أن حجمها بحجم رأس الدبوس، إلا أن الديدان تشترك في معظم الجينات مع البشر، وهذا يجعلها مرشحة ممتازة لاكتشاف الآليات الجينية وراء وظائف رئيسية مثل التكاثر.

في الديدان، يستطيع العلماء إجراء تعديلات جينية ثم رؤية كيفية تطورها بسرعة على مدى الأجيال، وهو بحث من المستحيل القيام به على البشر ولكن يمكن أن يكون له تأثيرات كبيرة على الأبحاث الطبية.

في الواقع، ذهبت جائزة نوبل في الطب وعلم وظائف الأعضاء لعام 2024 إلى الباحثين العاملين في مجال الديدان الخيطية C. elegans، الذين اكتشفوا نوعًا جديدًا من الجزيئات التي تؤثر على تنظيم الجينات - وهي عملية حيوية يمكن أن تؤدي عند انهيارها إلى الإصابة بالسرطان والعيوب الخلقية والعديد من المضاعفات الأخرى.

تتمتع خلايا البويضة والحيوانات المنوية بآليات خاصة لإصلاح كسور الحمض النووي التي تحدث أثناء نموها. وتشكل هذه الكسور جزءًا أساسيًا من تكوين الحيوانات المنوية والبويضات، مما يخلق تنوعًا وراثيًا عندما تتبادل الكروموسومات المعلومات الوراثية.

عادةً، عندما ينكسر الحمض النووي ثم يتم إصلاحه، تترك هذه العملية ندبة صغيرة. لكن عمليات الإصلاح أثناء تكوين الحيوانات المنوية والبويضة تكون عادةً سلسة، ولا تترك وراءها أي أثر وراثي. وهذا يجعل دراستها صعبة.

ثم، قبل بضع سنوات، طور مختبر ليبودا طريقة للكشف عن هذه الإصلاحات غير المرئية، من خلال تربية الديدان بحيث تحمل جينًا يشفر بروتينًا فلوريًا في مكان معين. يتم تقسيم الجين في البداية، لذا فهو لا يعمل.

ولكن عندما ينكسر الحمض النووي ويتم إصلاحه في تلك البقعة المحددة، يجتمع نصفا الجين الفلوري معًا، وتتوهج الدودة، ويمكن للباحثين معرفة ما إذا كان الكسر والإصلاح قد حدثا من خلال النظر إلى الديدان المتوهجة.

وقد سمح لهم هذا النهج منذ ذلك الحين بالكشف عن كيفية تأثير BRCA1 والجينات الأخرى على الخصوبة.

وأظهر الفريق أن جين BRCA1 هو جين للتحكم في الجودة أثناء عملية تكوين البويضة، حيث يضمن حدوث إصلاحات الحمض النووي بالطريقة الصحيحة، فهو يكبح عملية إصلاح الحمض النووي المضللة التي تؤدي إلى عشرات الأخطاء الجينية من خلال الحذف المجهري لأجزاء صغيرة من الحمض النووي.

وقالت ليبودا "إن هذه الأنواع المحددة من الندبات الناتجة عن الحذف الدقيق مرتبطة بمسار آخر شديد الطفرات. ويُعتقد أن هذا المسار يتم قمعه بشكل طبيعي لأنه يتسبب في هذه الحذف الدقيق، وهو أمر سيئ، وقد وجدنا أن جين BRCA1 مهم للتأكد من عدم استخدام هذا المسار".

إن مخزون البويضات الذي يتوافر طوال حياة الإنسان يتطور عندما يكون جنينًا، لذا فإن هذا هو الوقت الذي تبدأ فيه مشاكل الخصوبة مثل انخفاض احتياطي المبيض أيضًا.

وأضافت ليبودا: "إذا لم يتم إصلاح هذه الكسور بشكل صحيح، فقد لا تصل هذه البويضات - الخلايا التي تنتج البويضات - إلى مرحلة النضج أبدًا".

إن فهم هذه الآليات وحجم تأثيرها قد يساعد الأزواج الحاملين لطفرة BRCA1 على الاستعداد بشكل أفضل لعلاجات الخصوبة، سواء من الناحية المالية أو النفسية. وفي يوم من الأيام، قد يؤدي هذا إلى علاجات أكثر استهدافًا.

ورغم أن جين BRCA1 يرتبط عادة بصحة المرأة، فإن سرطان الثدي ـ والعقم ـ ليسا مشكلتين خاصتين بالنساء فقط. ويبحث فريق ليبودا الآن في كيفية تأثير جين BRCA1 على قدرة الحيوانات المنوية على البقاء.

ويقومون أيضًا بالتحقيق في جينات أخرى قد تكون لها علاقة بإصلاح الحمض النووي أثناء تكوين البويضة والحيوانات المنوية.

وقالت ليبودا "إن دراستنا لجين BRCA1 هي دليل على أن التكنولوجيا التي طورناها تمثل نظامًا قويًا لفهم الآليات وراء إصلاح الحمض النووي. ونحن نتطلع الآن إلى مجموعة كاملة من العوامل الوراثية الأخرى".