خط داستانی قابل پیش بینی منشا‌ء سرطان

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، محققان در Stanford Medicine دریافتند سلول های سرطانی سال ها قبل از اینکه به عنوان پیش بدخیمی شناسایی شوند، یک سری تغییرات ژنتیکی خاص را به روشی قابل پیش بینی و متوالی جمع می کنند. بسیاری از این تغییرات بر مسیرهایی که تقسیم سلولی، ساختار و پیام رسانی داخلی را کنترل می کنند، تأثیر می گذارند و سلول ها را مدت ها قبل از بروز هر گونه علائم و نشانه های قابل مشاهده، آماده خراب شدن می کنند. در حالت ایده آل، می توان راه هایی برای رهگیری این پیشرفت قبل از اینکه سلول ها واقعاً سرطانی شوند، پیدا کرد. آیا می توان حداقل مجموعه ای از تغییرات ژنتیکی را شناسایی کرد که نشان می دهد سلول پیشرفت خواهد کرد؟ و اگر چنین است، آیا می توان مداخله کرد؟ تکرارپذیری خیره کننده در تغییرات ژنتیکی که از چندین اهداکننده مشاهده شد، نشان می دهد که این امکان وجود دارد.

سلول های آغازی پلید

محققان توده های کوچک و سه بعدی سلول های معده انسان به نام ارگانوئیدهای معده را مورد مطالعه قرار دادند. این سلول ها از بیمارانی که برای درمان چاقی تحت عمل جراحی بای پس معده قرار می گرفتند، به دست آمد. در ابتدای مطالعه، محققان با غیرفعال کردن تولید یک پروتئین کلیدی مرتبط با سرطان به نام p53 که زمان و تعداد دفعات تقسیم یک سلول را تنظیم می کند، سلول ها را به سمت سرطان سوق دادند. جهش در p53 به عنوان یک رویداد اولیه در بسیاری از سرطان های انسان شناخته شده است، و باعث تجمع تغییرات ژنتیکی اضافی از جمله جهش ها و تغییرات تعداد کپی می شود که در آن مناطق تکراری ژنوم در طول تقسیم سلولی از بین می روند یا به دست می آیند. کارلسون هر دو هفته یکبار، به مدت دو سال، تغییرات ژنتیکی را که در سلول های در حال تقسیم اتفاق می افتد فهرست بندی می کرد. وقتی کارلسون و پرزیبیلا داده ها را تجزیه و تحلیل کردند، دریافتند که اگرچه تغییرات به طور تصادفی رخ می دهد، اما آن هایی که تناسب بیشتری را ایجاد می کنند، به سلول های میزبان خود برتری تکاملی نسبت به سایر سلول های موجود در ارگانوئید می دهند. از آنجایی که سلول ها به تقسیم شدن ادامه دادند و چرخه جهش و رقابت در چندین تکرار تکرار شد، محققان مضامین مشترکی را دیدند.

مسیرهای قابل پیش بینی

الگوهای تکرارپذیر وجود دارد. نواحی خاصی از ژنوم پس از غیرفعال سازی اولیه p53 به طور مداوم خیلی زود از بین می روند. این به طور مکرر در سلول های حاصل از آزمایش های مستقل با اهداکننده مشابه و در بین اهداکنندگان مشاهده شد. در عین حال، این سلول ها و ارگانوئیدها عمدتاً در زیر میکروسکوپ طبیعی به نظر می رسند. آنها هنوز به سرطان پیشرفت نکرده اند. محققان دریافتند که این تغییرات اولیه معمولاً در مسیرهای بیولوژیکی رخ می دهند که زمان و تعداد دفعات تقسیم سلول را کنترل می کنند، که با شبکه سیگنالینگ داخلی پیچیده تداخل می کند که هزاران مرحله لازم برای حفظ عملکرد آن را هماهنگ می کند، یا ساختار و قطبیت سلول را کنترل می کند. توانایی آن در دانستن آنچه بالا و پایین است و قرار گرفتن خود با توجه به سلول های همسایه برای تشکیل یک بافت فعال. محققان مشاهده کردند که الگوهای مشابهی بارها و بارها در سلول های اهداکنندگان مختلف رخ می دهد. مانند آبی که از سرازیری به بسترهای نهر خشک می ریزد، سلول ها مسیرهای آزمایش شده و واقعی را دنبال می کنند و با هر تغییر ژنتیکی جدید شتاب بیشتری می گیرند. تعدادی از این تغییرات منعکس کننده جهش هایی است که قبلا در سرطان معده و مری بارت مشاهده شده بود، یک وضعیت پیش سرطانی ناشی از سلول هایی که روده بزرگ و معده را پوشانده اند.

این تغییرات به شیوه ای کلیشه ای رخ می دهند که حاکی از محدودیت هایی در سیستم است. درجه ای از قابلیت پیش بینی در سطح ژنومی و حتی بیشتر از آن در سطح رونوشت در مسیرهای بیولوژیکی که تحت تأثیر قرار می گیرند - وجود دارد که بینش هایی را در مورد چگونگی ایجاد این سرطان ها ارائه می دهد. کورتیس و همکارانش قصد دارند این مطالعه را در انواع مختلف سلولی تکرار کنند و رویدادهایی غیر از جهش p53 را آغاز کنند.