لغز علمي خطير.. كيف يدمر السرطان الـDNA الخاص به ليهاجم العلاج؟

كشف باحثون من جامعة كاليفورنيا  بـ"سان دييغو" عن الإنزيم المسؤول عن ظاهرة تكسر الكروموسومات، وهي ظاهرة فوضوية تُحدث تحطيمًا للكروموسومات وتُلاحظ في حوالي ربع حالات السرطان. 

إنزيم يتسبب في تحطيم كرموسومات الDNA بالجسم

ووفقًا لما تداوله موقع ScienceDaily، فيقوم هذا الإنزيم، المسمى N4BP2، بتفكيك الحمض النووي المحتجز في تراكيب خلوية دقيقة، مُطلقًا سلسلة من التغيرات الجينية التي تُساعد الأورام على التكيف السريع ومقاومة العلاج، وقد أدى تثبيط هذا الإنزيم إلى تقليل التدمير الجيني في الخلايا السرطانية بشكل كبير.

ما هي ظاهرة تكسير الكروموسومات وعلاقتها بشراسة السرطان؟

 ظاهرة تكسر الكروموسومات، عبارة عن كارثة جينية خطيرة تتحطم فيها الكروموسومات ثم تُعاد تجميعها بشكل عشوائي، مما يُعزز قدرة السرطان على التطور ومقاومة العلاج، وهي حدث جيني بالغ الخطورة ينقسم فيه الكروموسوم إلى أجزاء عديدة ثم يُعاد تجميعه بترتيب خاطئ، يسمح هذا الترتيب العشوائي للخلايا السرطانية بالتطور بسرعة واكتساب مقاومة للعلاج، وعلى الرغم من أن ظاهرة تفتت الكروموسومات اكتُشفت لأول مرة منذ أكثر من عشر سنوات كعامل رئيسي في تطور السرطان، إلا أن الباحثين لم يكونوا على دراية بما يُحفزها فعليًا.

أساليب نجاة تعتمدها الخلايا السرطانية ضد العلاج

تستخدم الخلايا السرطانية عدة أساليب للنجاة من العلاج، لكن ظاهرة تفتت الكروموسومات تبرز بشكل خاص نظراً لنطاقها الواسع، فبدلاً من تراكم الطفرات تدريجياً مع مرور الوقت، يمكن لهذه العملية أن تُحدث عشرات أو حتى مئات التغيرات الجينية في نوبة واحدة كارثية، والنتيجة هي طفرة تطورية سريعة تجعل السيطرة على الأورام أكثر صعوبة.

  تُشير الدراسات إلى أن حوالي ربع حالات السرطان تُظهر علامات هذا النوع من تلف الكروموسومات، وفي بعض أنواع السرطان تكون النسبة أعلى من ذلك، إذ تُظهر جميع أنواع ساركوما العظام، وهي نوع شرس من سرطان العظام، أدلة على تفتت الكروموسومات، وتُظهر العديد من سرطانات الدماغ مستويات مرتفعة بشكلٍ خاص.

كيف يقوم البروتين N4BP2 بتكسير الحمض النووي داخل النوى الدقيقة

تبدأ ظاهرة تفتت الكروموسومات عندما تؤدي الأخطاء أثناء انقسام الخلية إلى احتجاز الكروموسومات الفردية داخل حجيرات صغيرة هشة تُعرف بالنوى الدقيقة،  وعندما تنفجر النواة الدقيقة، يصبح الكروموسوم الموجود بداخلها مكشوفًا،  عندها يصبح عرضةً للنيوكليازات، وهي إنزيمات قادرة على قطع خيوط الحمض النووي.

 فيما لم يكن الباحثون يعرفون أي نوع من النيوكليازات مسؤول عن إطلاق سلسلة التفاعلات المدمرة هذه، مما يجعل من المستحيل تصميم علاجات تهدف إلى إيقافها.

لتحديد الجاني، استخدم الفريق نهج فحص قائم على التصوير لدراسة جميع النيوكليازات البشرية المعروفة والمتوقعة بشكل منهجي. وراقبوا سلوك كل إنزيم في خلايا السرطان الحية. وبرز إنزيم واحد، N4BP2، بشكل لافت، إذ كان يتمتع بقدرة فريدة على دخول النوى الدقيقة وتفتيت الحمض النووي بداخلها.

ثم اختبر الباحثون ما إذا كان N4BP2 يُسبب تكسر الكروموسومات بشكل مباشر. فعندما أزالوا الإنزيم من خلايا سرطان الدماغ، انخفض تكسر الكروموسومات بشكل كبير. في المقابل، عندما أجبروا N4BP2 على الدخول إلى نواة الخلية، تكسرت الكروموسومات السليمة، حتى في الخلايا السليمة.

أظهرت لنا هذه التجارب أن N4BP2 ليس مرتبطًا فقط بتفتت الكروموسومات، بل يكفي لإحداثه"، كما صرحت كسينيا كروبينا، الحاصلة على درجة الدكتوراه، وهي باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، والمؤلفة الأولى للدراسة. "هذا هو أول تفسير جزيئي مباشر لكيفية بدء تفتت الكروموسومات الكارثي".

رابط للأورام العدوانية والحمض النووي خارج الكروموسومات

قام الفريق أيضاً بفحص أكثر من 10000 جينوم سرطاني تغطي أنواعاً متعددة من الأورام، أظهرت الأورام السرطانية ذات المستويات الأعلى من نشاط N4BP2 زيادة ملحوظة في تفتت الكروموسومات وإعادة ترتيب بنيوي واسع النطاق، كما احتوت هذه الأورام على كميات متزايدة من الحمض النووي خارج الكروموسومات (ecDNA)، وهي شظايا دائرية من الحمض النووي غالباً ما تحمل جينات محفزة للسرطان وترتبط ارتباطاً وثيقاً بالنمو العدواني ومقاومة العلاج.

اقرأ أيضًا:

55 طالبا ألمانيا يغنون للأطفال مرضى السرطان في الأقصر