بكتيريا في الفم ترتبط بنحو 50 % من سرطانات القولون والمستقيم

سمات وراثية تمكنها الانتقال من الفم عبر المعدة نحو الأمعاء

بكتيريا في الفم ترتبط بنحو 50 % من سرطانات القولون والمستقيم
TT

بكتيريا في الفم ترتبط بنحو 50 % من سرطانات القولون والمستقيم

بكتيريا في الفم ترتبط بنحو 50 % من سرطانات القولون والمستقيم

أفادت دراسة حديثة باكتشاف محوري يتعلق بسلالة محددة من البكتيريا الموجودة عادة في الفم، إذ تم التعرف على تلك البكتيريا على أنها قادرة على الانتقال إلى القناة الهضمية والازدهار داخل أورام سرطان القولون والمستقيم، ما يؤدي في النهاية إلى تطور السرطان، ويقود إلى نتائج أسوأ للمرضى بعد علاج السرطان.

بكتيريا الفم وسرطان القولون

يعد سرطان القولون والمستقيم السبب الرئيسي الثاني للوفيات المرتبطة بالسرطان لدى البالغين في الولايات المتحدة، وفقاً لجمعية السرطان الأميركية. وحسب التقديرات لعدد حالات سرطان القولون والمستقيم في الولايات المتحدة كانت هناك نحو 106590 حالة إصابة جديدة بسرطان القولون، منها 51 بالمائة لدى الرجال، و49 بالمائة لدى النساء، ونحو 46.220 حالة إصابة جديدة بسرطان المستقيم؛ 59 بالمائة لدى الرجال، و41 بالمائة لدى النساء لعام 2022.

ولأجل التحقيق في دور بكتيريا تسمى فيوزيبكتريم نيوكلياتم Fusobacterium nucleatum، وهي بكتيريا معروفة بإصابة الأورام، قام مؤلفا الدراسة بالإشراف بشكل مشترك بدراستها.

وهما سوزان بولمان الباحثة في ميكروبيوم السرطان وكريستوفر جونستون عالم الأحياء الدقيقة الجزيئية، وكلاهما من قسم الأحياء البشرية مركز فريد هاتشينسون للسرطان سياتل واشنطن الولايات المتحدة الأميركية. ونشرت الدراسة في مجلة «نتشر» Nature في 20 مارس (آذار) 2024.

وأجرى الفريق البحثي فحصاً لأورام سرطان القولون والمستقيم التي تمت إزالتها من 200 مريض مصاب بالسرطان، وكشفت التحاليل في نحو 50 بالمائة من الحالات وجود سلالة محددة من البكتيريا بنسبة كبيرة في أنسجة الورم مقارنة بالأنسجة السليمة.

واعتقد الباحثون في البداية أن البكتيريا الأولية في سرطانات القولون والمستقيم نشأت من نوع فرعي واحد. لكن التحقيقات الإضافية كشفت عن نوعين متميزين أحدهما فقط هو الذي يؤدي إلى نمو الورم. علاوة على ذلك، وجد الباحثون مستويات أعلى من هذه البكتيريا في عينات البراز لمرضى سرطان القولون والمستقيم، مقارنة بعينات البراز من الأفراد الأصحاء.

وأكدت سوزان بولمان على الارتباط المستمر بين وجود بكتيريا فيوزيبكتريم نيوكلياتم Fusobacterium nucleatum في أورام القولون والمستقيم، وعلى صعوبة نقاهة المريض وبقائه على قيد الحياة.

اختلافات جينية

سلط الدكتور كريستوفر جونستون الضوء على اكتشاف مهم يتعلق بالتنوع الجيني لبكتيريا فيوزيبكتريم نيوكلياتم في أورام القولون والمستقيم. وخلافاً للافتراضات السابقة، كشفت التحليلات الجينية أن هذه البكتيريا التي تعد أنها نوع فرعي واحد single subspecies لكنها في الواقع تتكون من سلالتين متميزتين تعرفان باسم «الفرعيات» clades هما Fna C1 وFna C2 من البكتيريا داخل الأورام. وتظهر هذه الفروع اختلافات وراثية ملحوظة، حيث يُظهر النوع الفرعي Fna C2 سمات تمكنه من الانتقال من الفم عبر المعدة وقدرته على تحمل حامض المعدة والنمو في الجهاز الهضمي السفلي. وكشف التحليل أيضاً عن 195 اختلافاً جينياً بين تلك الفرعيات Fna C1 وFna C2.

وأكدت التحليلات الجزيئية الإضافية انتشار النوع الفرعي Fna C2 في نحو 50 بالمائة من حالات سرطان القولون والمستقيم. والأهم من ذلك أن مستويات هذا النوع كانت أعلى باستمرار في مرضى سرطان القولون والمستقيم مقارنة بالأفراد الأصحاء عبر مئات عينات البراز التي تم اختبارها.

وتفتح نتائج هذا البحث الرائد السبل الكفيلة لتطوير علاجات مستهدفة، وكذلك طرق فحص تستهدف مجموعة فرعية محددة من بكتيريا فيوزيبكتريم نيوكلياتم المرتبطة بنمو سرطان القولون والمستقيم.

ويتصور الباحثون فرصاً كبيرة لتطوير علاجات خلوية ميكروبية، وذلك باستخدام سلالات بكتيرية معدلة لتوصيل العلاج مباشرة إلى الأورام. وتمثل هذه الدراسة خطوة حاسمة إلى الأمام في فهم التفاعل المعقد بين المجتمعات الميكروبية وتطور سرطان القولون والمستقيم.



نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.