من الجين إلى الخلية: اكتشاف يفتح آفاق جديدة في علاج السرطان!

في دراسة جديدة نُشرت في مجلة “Nature”، قاد فريق من جامعة شيكاغو تحت إشراف البروفيسور تشوان هي اكتشافًا مهمًا حول دور الحمض النووي الريبي (RNA) في تنظيم الكروماتين، مع التركيز على الجين TET2. يُظهر البحث أن TET2 يؤثر على تعديلات معينة في RNA، مما يلعب دورًا حاسمًا في تعبئة الحمض النووي.

تشير النتائج إلى أن الطفرات في TET2 يمكن أن تؤدي إلى أمراض مثل السرطان، خصوصًا في أنسجة الدماغ. تفتح هذه الاكتشافات آفاقًا جديدة للعلاج المستهدف للسرطان، حيث يسعى الباحثون إلى تطوير أدوية تركز على هذا المسار. كما يسلط البحث الضوء على المخاطر الصحية المرتبطة بالطفرات في TET2 لدى البالغين الأكبر سنًا.

يشير البروفيسور هي إلى أن ما تم اكتشافه قد يكون بداية لفهم أعمق لآليات تنظيم الجينات والكروماتين، مما يعزز المعرفة الأساسية في هذا المجال الحيوي.

أهمية تنظيم الحمض النووي

داخل كل خلية، وفي كل نواة، يعتمد استمرار وجودك على عملية بالغة التعقيد. تقوم البروتينات بلف وفك الحمض النووي باستمرار، ويمكن أن تؤدي حتى الأخطاء البسيطة في هذه العملية إلى أمراض خطيرة مثل السرطان.

اكتشاف جديد من جامعة شيكاغو

في بحث جديد أجراه فريق من جامعة شيكاغو بقيادة البروفيسور تشوان هي، بالتعاون مع البروفيسور مينجيانغ شو من جامعة تكساس للعلوم الصحية في سان أنطونيو، تم اكتشاف جزء جديد وغير معروف من هذا التفاعل المعقد، والذي يحمل آثارًا كبيرة على صحة الإنسان. نُشرت الدراسة في 2 أكتوبر في مجلة “Nature”، وكشفت أن الحمض النووي الريبي (RNA) يلعب دورًا كبيرًا في كيفية تعبئة وتخزين الحمض النووي في الخلايا، وذلك من خلال جين يُعرف باسم TET2.

تأثير TET2 على السرطان

هذا المسار يفسر أيضًا سبب تورط العديد من السرطانات والاضطرابات الأخرى في الطفرات المرتبطة بـ TET2، ويقدم مجموعة جديدة من الأهداف العلاجية.

تصريح البروفيسور هي

“هذا يمثل طفرة مفاهيمية”، قال البروفيسور هي، أستاذ الخدمة المتميز في قسم الكيمياء بجامعة شيكاغو ومحقق في معهد هوارد هيوز الطبي. وأضاف: “ليس فقط أنه يقدم أهدافًا علاجية لعدة أمراض، بل إنه يُضيف إلى فهمنا لتنظيم الكروماتين في علم الأحياء، ونأمل أن يكون لهذا تأثير كبير في العالم الواقعي.”

اكتشافات عن الحمض النووي الريبي

حقق فريق البروفيسور تشوان هي اكتشافات متعددة غيرت فهمنا لكيفية تنظيم تعبير الجينات. في عام 2011، اكتشفوا أن التعديلات على الحمض النووي الريبي، بجانب التعديلات على الحمض النووي والبروتينات، قد تؤثر في التعبير الجيني.

دور الحمض النووي الريبي المعدل

منذ ذلك الحين، وجد الفريق العديد من الطرق التي يتورط فيها الحمض النووي الريبي المعدل في تحديد الجينات التي تُشغل وتُطفأ في الكائنات الحية. ومع هذا المنظور الجديد، وجهوا انتباههم إلى جين TET2. كان معروفًا لسنوات أن الطفرات في TET2 مرتبطة بالعديد من المشاكل الصحية، بما في ذلك 10-60% من حالات سرطان الدم وبعض أنواع السرطانات الأخرى، لكن لم يكن واضحًا السبب، مما أبطأ جهود البحث عن العلاجات.

تصحيح الفهم الخاطئ حول TET2

كانت الاعتقادات السائدة تشير إلى أن TET2 يؤثر على الحمض النووي، لكن فريق البروفيسور هي اكتشف أنهم كانوا يبحثون في المكان الخطأ؛ حيث تبين أن TET2 يؤثر على الحمض النووي الريبي (RNA) بدلاً من ذلك.

أهمية الاكتشافات الجديدة

تفتح هذه الاكتشافات الجديدة آفاقًا لفهم كيفية تأثير الحمض النووي الريبي المعدل على تنظيم التعبير الجيني، مما قد يسهم في تطوير علاجات أكثر فعالية لمواجهة السرطانات المرتبطة بطفرات TET2.

دور الحمض النووي الريبي في تنظيم الكروماتين

عندما تُنسخ الخلايا معلوماتها الجينية، يجب أن تُعبّأ وتُطوى هذه المعلومات بدقة لتكون جاهزة للاستخدام لاحقًا. تُعرف هذه الحزم بالكروماتين، وإذا لم يحدث هذا بشكل صحيح، يمكن أن تحدث مشاكل عديدة. أظهرت الأبحاث الحديثة أن الحمض النووي الريبي يلعب دورًا رئيسيًا في هذه العملية، وأن الجين TET2 يتحكم في هذا الدور عبر تعديل يُعرف بالمثيلة.

كيفية عمل المسار الجيني

قام فريق البروفيسور تشوان هي من جامعة شيكاغو، من خلال مجموعة من التجارب الذكية، بتسليط الضوء على كيفية عمل هذا المسار. وجدوا أن TET2 يتحكم في تكرار نوع من التعديلات يُعرف بـ m5C على أنواع معينة من الحمض النووي الريبي. هذه التعديلات تجذب بروتينًا يُسمى MBD6، الذي بدوره ينظم تعبئة الكروماتين.

تأثيرات النمو والبلوغ

عندما تكون خلاياك في طور النمو النشط، كما هو الحال في مرحلة الطفولة، يكون TET2 أكثر مرونة، مما يسمح للكروماتين بأن يكون متاحًا للخلايا الجذعية لتتحول إلى أنواع أخرى من الخلايا. ولكن عندما تصل إلى سن البلوغ، من المفترض أن يقوم TET2 بتشديد هذه السيطرة. إذا فقدت هذه السيطرة، فإن MBD6 يصبح حرًا في التحكم بشكل مفرط، مما قد يؤدي إلى اضطرابات مثل السرطان.

دور TET2 في تطور السرطان

“إذا كان لديك طفرة في TET2، فإن ذلك قد يؤدي إلى إعادة فتح مسار النمو الذي يمكن أن ينتهي بالسرطان، وخاصةً في الدم والدماغ. حيث يبدو أن هذا المسار يلعب دورًا رئيسيًا في تطور هذه الأنسجة”، أوضح البروفيسور تشوان هي.

التجارب المعملية على خلايا سرطان الدم

كإثبات نهائي لنظرية الفريق، تم اختبار خلايا سرطان الدم البشرية في المختبر. وعندما أزالوا قدرة هذه الخلايا على إنتاج MBD6، لاحظوا أن جميع خلايا سرطان الدم ماتت. هذا الاكتشاف يعزز الفهم العلمي لدور هذه الجينات في التحكم في نمو الخلايا السرطانية.

فتح آفاق علاجية جديدة

يشير هذا الاكتشاف إلى مجموعة جديدة من الأهداف الدوائية للباحثين في مجال السرطان. “نأمل أن نتمكن من تطوير علاج يُستهدف هذا المسار بشكل انتقائي للتخلص من الخلايا السرطانية فقط”، قال البروفيسور هي. هو يعمل حاليًا مع مركز بولسكي لريادة الأعمال والابتكار بجامعة شيكاغو لتأسيس شركة ناشئة تركز على تطوير هذا الدواء.

عواقب الطفرات في TET2

تتجاوز عواقب الطفرات في TET2 تأثيرها على السرطان، حيث تظهر هذه الطفرات أيضًا في بعض البالغين الذين تجاوزت أعمارهم 70 عامًا. هذه الحالة تزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والسكتة الدماغية والسكري، بالإضافة إلى حالات التهابية أخرى، وهي حالة تُعرف باسم CHIP (تغيير في خلايا الدم السليمة).

“هؤلاء المرضى لديهم خلايا دم تحتوي على طفرات في TET2، لكنها لم تتحول بعد إلى سرطان”، أوضح كانر سايجين، أخصائي الأورام بجامعة شيكاغو ميديسن وأستاذ مساعد في الطب. “لكن هذه الخلايا أكثر التهابية، مما يزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والكبد والكلى. إذا تمكنا من التخلص من هذه الخلايا المتحورة، يمكننا تحسين حياتهم.”

تغيير جذري في فهم الكروماتين

يعتبر هذا الاكتشاف تغييرًا جذريًا في فهمنا لتعبئة الكروماتين وتعبير الجينات. كان معروفًا سابقًا أن مثيلة الحمض النووي الريبي بنوع m6A تؤثر على تعبير الجينات وتعبئة الكروماتين. ومع ذلك، يشير اكتشاف أن m5C يلعب دورًا مشابهًا إلى وجود آلية عامة للتحكم في الكروماتين وتعبير الجينات.

“إذا كان هناك هذا النوع الثاني، فمن المحتمل أن يكون هناك نوع ثالث ورابع”، قال البروفيسور هي. “هذا يشير إلى أن تعديل الحمض النووي الريبي على الكروماتين هو آلية رئيسية لتنظيم الكروماتين ونسخ الجينات، ونعتقد أن ما اكتشفناه هو فقط رأس جبل الجليد.”

تسلط هذه الاكتشافات الضوء على أهمية TET2 ليس فقط في السرطان ولكن أيضًا في مجموعة متنوعة من الحالات الصحية الأخرى. وتفتح آفاقًا جديدة لفهم كيفية تنظيم الجينات وتعبئة الكروماتين، مما يمكن أن يؤدي إلى تطوير علاجات أكثر فعالية.