إزالة الكروموسومات الزائدة في الخلايا السرطانية يمنع نمو الأورام الخبيثة

تطوير أدوية تجريبية لمكافحتها

إزالة الكروموسومات الزائدة في الخلايا السرطانية يمنع نمو الأورام الخبيثة
TT

إزالة الكروموسومات الزائدة في الخلايا السرطانية يمنع نمو الأورام الخبيثة

إزالة الكروموسومات الزائدة في الخلايا السرطانية يمنع نمو الأورام الخبيثة

تحتوي العديد من الخلايا السرطانية على عدد كبير جداً من الكروموسومات التي لها دور في تعزيز السرطان. ويمكن إعاقة نمو الورم في الخلايا السرطانية عن طريق القضاء على الكروموسومات الزائدة، وفقاً لدراسة حديثة. فقد وجد الباحثون أن هذه الكروموسومات الإضافية تلعب دوراً حيوياً في دعم نمو الأورام، لذا يمكن أن يؤدي استهدافها وإزالتها إلى منع تكون الأورام. ويقدم هذا الاكتشاف نهجاً جديداً واعداً لعلاج السرطان عن طريق القضاء الانتقائي على هذه الكروموسومات غير الطبيعية

لغز الكروموسومات الزائدة

ظل دور الكروموسومات الزائدة في السرطان لغزاً قديماً مع عدم اليقين بشأن ما إذا كانت هي التي تسبب السرطان أم أنها نتيجة له. ومع ذلك فإن دراسة حديثة نشرت في مجلة «ساينس» في 6 يوليو (تموز) الحالي 2023 بقيادة جيسون شيلتزر الأستاذ المساعد للجراحة في كلية الطب بجامعة ييل في الولايات المتحدة تلقي الضوء على هذا السؤال باستخدام تقنية هندسة الجينات المعروفة باسم كريسبر CRISPR لتحرير وقص الجينات -وهي إحدى تقنيات الهندسة الوراثية في البيولوجيا الجزيئية التي يمكن من خلالها تعديل جينومات الكائنات الحية.

وطوَّر الباحثون في الدراسة نهجاً جديداً لإزالة الكروموسومات بأكملها من الخلايا السرطانية ونجحوا في استهداف اختلال الصيغة الصبغية نتيجة وجود عدد غير طبيعي من الكروموسومات في الخلية aneuploidy، في ثلاثة أنواع من السرطانات هي سرطان الجلد والمعدة والمبيض باستخدام طريقتهم المبتكرة المسماة «استعادة الاضطرابات في الخلايا غير الصبغية باستخدام كريسبر» Disomy in Aneuploid cells CRISPR Restoring Targeting (ReDACT).

تقنية «كريسبر» للتحرير والقصّ الجيني

نهج جديد لإزالة الكروموسومات بأكملها من الخلايا السرطانية، في ثلاثة أنواع من السرطانات: سرطان الجلد وسرطان المعدة وسرطان المبيض

وركزت الدراسة بشكل خاص على إزالة نسخة ثالثة غير طبيعية من الجزء الممتد (الذراع q) من الكروموسوم 1 الذي كثيراً ما يُلاحظ في أنواع السرطان المختلفة المرتبطة بتطور المرض، وغالباً ما يحدث مبكراً في تطور السرطان. ومن اللافت للنظر أن القضاء على اختلال الصيغة الصبغية من جينومات هذه الخلايا السرطانية باستخدام استعادة الاضطرابات في الخلايا أضرَّ بشكل كبير بقدرتها الخبيثة وفقدانها القدرة على تكوين الأورام.

«إدمان الاختلال»

بناءً على تلك النتائج طرح الباحثون مفهوم «إدمان اختلال الصيغة الصبغية» aneuploidy addiction في الخلايا السرطانية مقارنة بالاكتشاف السابق لـ «إدمان الجينات الورمية» oncogene addiction مما يدل على أن القضاء على الجينات المسرطنة يعطل قدرات تكوين الأورام السرطانية.

وعندما درسوا دور نسخة إضافية من الكروموسوم q 1 في تعزيز السرطان وجدوا أن الجينات ذات التمثيل الزائد على ثلاثة كروموسومات بدلاً من الاثنين النموذجيين، تحفز نمو الخلايا السرطانية وقد كشف هذا الإفراط في التعبير الجيني عن ثغرة يمكن استهدافها في السرطانات التي تعاني من اختلال الصيغة الصبغية وعند استخدام «كريسبر» مرة أخرى أظهر العلماء أن الأنواع الأخرى من اختلال الصيغة الصبغية كانت أيضاً موجودة وقد اكتسبت الخلايا السرطانية التي تحتوي على أذرع إضافية من الكروموسومات 7 أو 8 زيادة في النمو أيضاً.

ومع ذلك، فإن اختلال الصيغة الصبغية للكروموسوم 1 يوفر فائدة أكبر وكانت الخلايا السرطانية «مدمنة» على هذا التغيير الذي كان ضرورياً للنمو السريع. وقد يكون هذا الإدمان على اختلال الصيغة الصبغية نقطة ضعف، إذ يحمل الذراع الأكبر للكروموسوم جيناً واحداً يمكن لبروتينه تنشيط بعض الأدوية، وإن الخلايا المختلة الصبغية تمتلك نسخة ثالثة من الجين لذا يجب أن تولد المزيد من الخلايا النشطة.

أدوية تجريبية

وعندما اختبر الباحثون اثنين من الأدوية على الخلايا السرطانية وجدوا أن الجزيئات تقتل نسبة أكبر من الخلايا التي كانت مختلة الصيغة الصبغية للذراع الطويلة للكروموسوم 1 حيث يستخدم أحد هذه الأدوية الآن في التجارب السريرية كعلاج للسرطان. وسيعمل بشكل أفضل مع المرضى الذين يعانون من اختلال الصيغة الصبغية للكروموسوم 1 في أورامهم كما يقول الباحثون.

من ناحية أخرى، يحذر عالم بيولوجيا السرطان وأخصائي علم الأمراض جينسونغ ليو من مركز إم دي أندرسون للسرطان بجامعة تكساس في الولايات المتحدة من أن اختلال الصيغة الصبغية هو مجرد واحد من الخلط الجينومي في الخلايا السرطانية ويضيف أن الخلايا السرطانية غالباً ما تكتسب مجموعات كاملة من الكروموسومات، وليس الكروموسومات الفردية فقط مما يؤدي إلى أعداد غير طبيعية من جميع الكروموسومات الـ23. ويضيف أن الباحثين «فقدوا شيئاً أساسياً» بالتركيز على اختلال الصيغة الصبغية، وأن استهداف اختلال الصيغة الصبغية قد لا يكون فعالاً نظراً للتغيرات الجينية العديدة في الخلايا السرطانية.



علماء يرصدون أخيراً ثقباً أسود ذا «كتلة متوسطة»

أدلة على وجود ثقوب سوداء ذات كتلة متوسّطة في «أوميغا سنتوري» وهو أكبر تجمّع نجمي في درب التبانة (أ.ف.ب)
أدلة على وجود ثقوب سوداء ذات كتلة متوسّطة في «أوميغا سنتوري» وهو أكبر تجمّع نجمي في درب التبانة (أ.ف.ب)
TT

علماء يرصدون أخيراً ثقباً أسود ذا «كتلة متوسطة»

أدلة على وجود ثقوب سوداء ذات كتلة متوسّطة في «أوميغا سنتوري» وهو أكبر تجمّع نجمي في درب التبانة (أ.ف.ب)
أدلة على وجود ثقوب سوداء ذات كتلة متوسّطة في «أوميغا سنتوري» وهو أكبر تجمّع نجمي في درب التبانة (أ.ف.ب)

أعلن علماء فلك، أمس (الأربعاء)، أنّهم عثروا على أفضل دليل على وجود ثقوب سوداء ذات «كتلة متوسّطة» في أوميغا سنتوري، وهو أكبر تجمّع نجمي في درب التبانة، يبعد نحو 18 ألف سنة ضوئية من الأرض.

والكون غني بالثقوب السوداء التي يتميّز بعضها بكتلة ضخمة جداً ويقع وسط المجرات، فيما أخرى كتلتها خفيفة نشأت عقب تفكك نجم، لكنّ البحث عن ثقوب ذات «كتل متوسّطة» لم ينجح حتى اليوم.

وفي حديث إلى وكالة الصحافة الفرنسية، قال ماكسيميليان هابرلي، وهو طالب دكتوراه في معهد ماكس بلانك الألماني لعلم الفلك، إنّهم لاحظوا «شيئاً مثيراً للاهتمام» في وسط أوميغا سنتوري، الذي يضم نحو 10 ملايين نجم.

وكانت 7 نجوم تتحرك بسرعة كبيرة جداً مقارنة بأخرى، وهو ما كان يُفترض أن يُخرجها من التجمّع النجمي. لكن يبدو أنّها بقيت فيه بفضل جاذبية جسم كتلته ضخمة، لدرجة أنه كان غير مرئي.

مساحة كبيرة جداً

مكّنت حسابات تحاكي حركة النجوم السبعة من التوصّل إلى أنّ ثقباً أسود يقع وسط أوميغا سنتوري يتميّز بكتلة أكبر من تلك الخاصة بالشمس بـ8200 مرة.

ويناسب هذا الحجم بالضبط الثقوب السوداء المتوسطة. وتصل كتلة ما يسمى بالثقب الأسود النجمي إلى حجم يتخطى كتلة الشمس بـ150 مرة، بينما تتجاوز كتلة الثقب الأسود الضخم الكتلة الشمسية بـ100 ألف مرة. فعلى سبيل المثال، تزيد كتلة الرامي «A*» الموجود في وسط مجرة درب التبانة عن كتلة الشمس بـ4 مرات.

وأشار المعدّ الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة «نيتشر»، ماكسيميليان هابرلي، إلى أنّ هذه النتيجة تشير إلى وجود «مساحة كبيرة جداً» بين هذين النقيضين للثقوب السوداء المتوسطة، في ظل وجود عدد قليل جداً من الثقوب السوداء لتمثيلهما.

ومن المستحيل رصد الثقوب السوداء إلا بشكل غير مباشر، فحتى الضوء لا يمكنه تفادي قوة جاذبيتها. أما الثقوب «المتوسطة» فتتسم بسرّية أكبر لأنّها تمتص كمية قليلة من المادة المحيطة وينبعث منها تالياً ضوء أقل في تلك اللحظة.

وأمل هابرلي أن يضع هذا الاكتشاف نهاية لعقدين من الخلافات بين علماء الفلك بشأن ما إذا كان أوميغا سنتوري يضمّ ثقباً أسود متوسطاً.

ودرس الفريق بيانات من 20 عاماً تضمّ عمليات رصد لتلسكوب هابل، بهدف تحديد حركة 1.4 مليون نجم في أوميغا سنتوري. واستبعدوا الفرضيات التي تتحدّث عن ثقوب سوداء نجمية متعددة أو أنظمة نجمية ثنائية، بحسب هابرلي.

وأوضح أنّ تأكيداً نهائياً لوجود ثقب أسود متوسط يتطلب مراقبة مباشرة لحركة النجوم التي تدور حوله، الأمر الذي يستغرق مئات السنين.

دليل أفضل

قال عدد كبير من علماء الفلك الذين لم يشاركوا في الدراسة إنّ نتائج البحث الجديد هي أفضل دليل على وجود ثقوب سوداء متوسطة يتم التوصل إليه حتى اليوم.

وقالت عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة برينستون، جيني غرين، عبر وكالة الصحافة الفرنسية: «إنّ هذه النتيجة تفتح الباب لمعرفة مدى شيوع مثل هذه الثقوب السوداء».

ويُفترض أن تتيح دراسة هذه الأجسام الغريبة فهم كيفية اكتساب الثقوب السوداء لكتلتها. وتشير إحدى النظريات إلى أنّ الثقوب السوداء تندمج معاً.

لكنّ هذه النظرية لا تفسّر ما اكتشفه تلسكوب جيمس ويب الفضائي من ثقوب سوداء هائلة حدثت بعد بضع مئات الملايين من السنين فقط من الانفجار الكبير، في العصور المبكرة للكون.

فالثقوب السوداء النجمية لم يُتَح لها الوقت الكافي للاندماج بأعداد كبيرة وتوليد هذه الكتل الكبيرة.

ويعلّق علماء الفلك كل آمالهم على الإطلاق المرتقب عام 2028 لـ«إيه أل تي» (Extremely large telescope)، وهو أكبر تلسكوب في العالم، لمحاولة اكتشاف مزيد عن الثقوب السوداء المتوسطة والضخمة.