أظهرت دراسة جديدة أن الخلايا السرطانية قد تدين ببعض طبيعتها المدمرة إلى حمض نووي فريد من نوعه على شكل كعكة.
وجدت الدراسة ، التي نُشرت اليوم (20 نوفمبر) في دورية Nature ، أن الحمض النووي في بعض الخلايا السرطانية ، لا يتراكم في تراكيب تشبه الخيوط كما هو الحال في الخلايا السليمة - بدلاً من ذلك ، يتم طي المادة الجينية إلى حلقة - مثل الشكل الذي يجعل السرطان أكثر عدوانية.
قال المؤلف المساعد المشارك بول ميشيل ، أستاذ علم الأمراض في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: "ينقل الحمض النووي المعلومات ليس فقط في تسلسلها ولكن أيضًا في شكلها".
كما قد تتذكر من فئة علم الأحياء ، فإن معظم حمضنا النووي معبأ بإحكام داخل نوى الخلية في الهياكل المعروفة باسم الكروموسومات. تحتوي جميع الخلايا تقريبًا على 23 زوجًا من الكروموسومات ، يتألف كل منها من حوالي 6 أقدام (1.82 متر) من الحمض النووي ملفوفة بإحكام حول مجموعات من البروتينات التي تعمل بمثابة سقالة.
يسمح هذا الهيكل المليء بالمربى بالوصول إلى بعض الجينات بواسطة الجزيئات التي "تقرأ" وتنفذ التعليمات الجينية ، بينما تبقى الجينات الأخرى مخفية. والنتيجة هي آلية منظمة للغاية تمنع الخلية من تنفيذ تعليمات جينية غير مرغوب فيها ومن التكاثر (إنشاء "خلايا ابنتية" جديدة) بطريقة خاطئة.
وقال ميشيل لـ Live Science: "كل ما تعلمناه عن علم الوراثة يقول إن التغييرات يجب أن تكون بطيئة". ولكن منذ سنوات ، وجد ميشيل وفريقه أنه في نوع معين من سرطان الدماغ يسمى ورم أرومي دبقي ، يبدو أن الأورام "قادرة على التغيير بمعدل لم يكن له أي معنى". وبدا أن الخلايا السرطانية ، عندما انقسمت إلى خلايا ابنة ، تضخم بطريقة ما تعبير الجينات السرطانية - وهي جينات يمكنها تحويل الخلية العادية إلى خلية سرطانية.
وقال ميشيل إن اتضح أن بعض هذه النسخ المضخمة من الجينات السرطانية "ربطت نفسها بالكروموسومات". بعد أن انفصلوا عن الكروموسومات ، كانوا يتسكعون على قطع أخرى من الحمض النووي داخل الخلية ، وفقًا لورقة نشرها المؤلفون في مجلة Science في عام 2014. ثم وجدوا أن هذه القطع "خارج الصبغي" من الحمض النووي (ecDNA) تحدث بالفعل ما يقرب من نصف سرطانات الإنسان ولكن نادرا ما تم اكتشافه في الخلايا السليمة ، وهو ما كشف عنه المؤلفون في ورقة نشرت في مجلة Nature في عام 2017.
في هذه الدراسة الجديدة ، اكتشفوا سبب قوة هذه الشبكة. كشف مزيج من التصوير والتحليل الجزيئي أن هذه القطع من الحمض النووي ملفوفة حول البروتينات في شكل حلقة ، على غرار الحمض النووي الدائري الموجود في البكتيريا.
قال ميشيل إن شكل الحلقة يسهل على آلية الخلية الوصول إلى عدد كبير من المعلومات الوراثية - بما في ذلك الجينات السرطانية - بحيث يمكنها نسخها والتعبير عنها بسرعة (على سبيل المثال ، إرشاد خلية صحية لتصبح سرطانية). تسمح سهولة الوصول هذه لخلايا الورم بتوليد كميات كبيرة من الأورام السرطانية التي تعزز الورم وتتطور بسرعة وتتكيف بسهولة مع البيئة المتغيرة.
علاوة على ذلك ، وجد الباحثون أنه على عكس الخلايا السليمة التي تقسم جيناتها إلى خلايا ابنتها بطريقة منتظمة ومتوقعة ، فإن هذه الخلايا السرطانية توزع ECDNA بطرق عشوائية. قال ميشيل إن الأمر يشبه "مصنعًا لضخ أطنان وأطنان من الأورام السرطانية" ، مما يؤدي إلى تلقي بعض الخلايا الوليدة نسخًا متعددة من الأورام السرطانية في قسم واحد من الخلايا.
قال فينج يو ، مدير مركز جينوميات السرطان في مركز لوري للسرطان بجامعة نورث وسترن ، الذي لم يشارك في البحث: "هذه دراسة مثيرة للغاية". "يمثل هذا العمل تقدمًا مفاهيميًا لكيفية مساهمة إسدنا في تكوين الأورام في سرطان الإنسان."
ميشيل ، وبعض مؤلفي الدراسة الآخرين هم من مؤسسي شركة Boundless Bio Inc. ، وهي شركة تقوم بالبحث في العلاجات القائمة على الحمض النووي. المؤلف المشارك في الدراسة Vineet Bafna هو أيضًا أحد المؤسسين المشاركين وله مصلحة في شركة Digital Proteomics ، لكن المؤلفين يدعون أن أيا من الشركتين لم تشارك في هذا البحث.
