تسلسل الجينات الموروثة... دور حاسم في تحديد نوع وشدة سرطان الثدي

تأثيره أكبر من الطفرات العشوائية

تسلسل الجينات الموروثة... دور حاسم في تحديد نوع وشدة سرطان الثدي
TT

تسلسل الجينات الموروثة... دور حاسم في تحديد نوع وشدة سرطان الثدي

تسلسل الجينات الموروثة... دور حاسم في تحديد نوع وشدة سرطان الثدي

تعيد دراسة كلية الطب بجامعة ستانفورد في الولايات المتحدة تشكيل فهم العلماء لأصول سرطان الثدي وتطوره بشكل كبير، مع التركيز على الدور القوي لتسلسلات الجينات الموروثة - وخصوصا «جينوم الخلايا الجرثومية» من الأم أو الأب. ويأتي هذا خلافاً لوجهة النظر التقليدية القائلة بأن الطفرات الجسدية العشوائية خلال حياة المرأة هي المحركات الأساسية لهذا النوع من السرطان.

التسلسلات الموروثة والطفرات

وتكشف الدراسة أن تسلسل الجينات الموروثة يلعب دوراً حاسماً في تحديد نوع وشدة سرطان الثدي، ما يتحدى فكرة أن معظم أنواع السرطان تنشأ بشكل عشوائي بسبب الطفرات المتراكمة مع مرور الوقت.

وتؤثر هذه التسلسلات الموروثة على سيرورة اكتشاف الخلايا السرطانية المحتملة وتدميرها بواسطة الجهاز المناعي، أو تجنب الكشف عنها ما يؤدي إلى تطورها إلى أورام.

ويرتبط تباين الجينوم البشري، والطفرة الجسدية بشكل معقد. ويشكلان معاً السمات البشرية، وكذلك مخاطر حدوث الأمراض، حيث تظهر متغيرات في الجينوم البشري منذ الحمل، ولكنها تختلف بين الأفراد وتتراكم عبر الأجيال. وعلى النقيض من ذلك تتراكم الطفرات الجسدية طوال الحياة بطريقة فسيفسائية داخل الفرد بسبب المصادر الداخلية والخارجية للطفرات والضغوط الانتقائية التي تؤثر على الخلايا.

نظرة جديدة على أصل السرطان

توفر الدراسة التي نُشرت في مجلة «ساينس» (Science) في 31 مايو (أيار) 2024 وقادتها الدكتورة كريستينا كيرتس من «معهد ستانفورد للسرطان»، والدكتورة كاثلين هولاهان من قسم علم الوراثة، وكلاهما من «كلية الطب بجامعة ستانفورد» بالولايات المتحدة، تحولاً كبيراً في فهم أصول سرطان الثدي. وتؤكد على دور العوامل الوراثية والمناعة في تطور السرطان، وتقدم فهماً متعمقاً وقوياً للتفاعل بين الخلايا السرطانية الناشئة حديثاً وجهاز المناعة والتنبؤ بسرطان الثدي ومكافحته، حيث إن عدداً قليلاً من الطفرات الجينية المرتبطة بالسرطان تُستخدم حالياً بشكل منتظم للتنبؤ بالسرطان. وتشمل هذه الطفرات جينين، وهما BRCA1 وBRCA2 اللذان يحدثان في نحو واحدة من كل 500 امرأة، وتزيدان من خطر الإصابة بسرطان الثدي أو المبيض، وطفرات أخرى نادرة في جين يسمى TP53 الذي يسبب مرضاً يسمى متلازمة لي فروميني Li Fraumeni syndrome، وهو اضطراب وراثي نادر يعرض حامليه للإصابة بالسرطان في الطفولة والبلوغ.

تفاعل الجهاز المناعي

يعد التفاعل بين الخلايا السرطانية الناشئة حديثاً والجهاز المناعي أمراً محورياً. وعادة ما تقوم الخلايا المصابة بعرض البروتينات على أسطحها لكي تتعرف عليها الخلايا التائية T cells التي هي جزء من الجهاز المناعي. وتؤثر الاختلافات في هذه البروتينات المعروضة التي تتأثر بالجينات الموروثة على مدى احتمالية التعرف على الخلية السرطانية والقضاء عليها.

ووجد الباحثون أن الأنواع الفرعية لسرطان الثدي تتأثر بكمية هذه الجينات المعروفة بالجينات الورمية oncogenes وهي الجينات التي لديها القدرة على التسبب في السرطان، وغالباً ما تتحور هذه الجينات في الخلايا السرطانية المعروضة على سطح الخلية، أي قدرتها على جذب انتباه جهاز المناعة.

ويمكن التعرف على الجين بشكل أكبر من قبل الجهاز المناعي الذي يحمي في البداية من تطور السرطان. كما تكون الأورام التي تمتلك كميات كبيرة من هذه الجينات المعروضة التي تجذب الخلايا المناعية في البداية أكثر عرضة للهجمات المناعية. ولكن إذا تهربت هذه الأورام من الكشف المبكر فإنها تميل إلى أن تصبح أكثر عدوانية وأصعب في العلاج.

تصنيف سرطانات الثدي

تم تصنيف سرطان الثدي إلى أحد عشر نوعاً فرعياً، بناء على أنواع الطفرات الجسدية التي تحدث في الآلاف من حالات سرطان الثدي مع تنبؤات مختلفة وخطر تكرار المرض. وكانت أربعة من هذه الأنواع الفرعية الأحد عشر أكثر عرضة للتكرار حتى بعد 10 أو 20 عاماً من تشخيص الإصابة بالمرض. وهذه المعلومات حاسمة للأطباء عند اتخاذ قرارات العلاج ومناقشة التنبؤات طويلة الأمد مع المرضى.

كما أظهرت الدراسات السابقة أن الأشخاص الذين لديهم طفرات في جيني BRCA1 أو BRCA2 يميلون إلى تطوير نوع فرعي من سرطان الثدي يُعرف بسرطان الثدي الثلاثي السلبي triple negative breast cancer، وهو نوع فرعي من سرطان الثدي لا يستجيب للأدوية التي تستهدف مستقبلات هرمون الإستروجين، كما أنه ينمو بسرعة وقد ينتشر خارج الثدي قبل التشخيص. ومن المرجح أن يتكرر أكثر من سرطانات الثدي الأخرى، ويمثل نحو 15 في المائة من جميع حالات سرطان الثدي، وهو أكثر شيوعاً عند الشباب والنساء الأميركيات من أصل أفريقي أو من أصول إسبانية وهندية كما يقول روبرتو ليون فيري طبيب أورام الثدي الطبي في مركز «مايو كلينك» Mayo Clinic الشامل للسرطان بالولايات المتحدة، والمؤلف الأول للدراسة التي نشرت في مجلة «الجمعية الطبية الأميركية» JAMA في 2 أبريل (نيسان) 2024.

ومن الغرائب البيولوجية أن الخلايا السليمة عادة ما تعرض على أغشيتها الخارجية قطع صغيرة من البروتينات التي توجد في تلك الخلايا، وهو عرض خارجي يعكس نمطها الداخلي. وفي الوقت ذاته تتجول خلايا المناعة المسماة الخلايا التائية في الجسم بحثاً عن أي من هذه البروتينات بشكل مفرط التي قد تشير إلى وجود مشكلة داخل الخلية، فإذا كانت الخلية مصابة بفيروس، فسوف تعرض الخلية المصابة قطعاً من بروتينات الفيروس على سطحها الخارجي، وإذا كانت الخلية سرطانية فستعرض البروتينات غير الطبيعية، وهي ما يدفع الخلايا التائية إلى الهجوم على تلك الخلايا.

«جينوم الخلايا الجرثومية» من الأم والأب يحسن التنبؤات حول النوع الفرعي لسرطان الثدي وعدوانية المرض ومخاطر تكراره

التنبؤ بالسرطان وعلاجه

تشير النتائج إلى أن المعلومات الوراثية من «جينوم الخلايا الجرثومية» يمكن أن تحسن التنبؤات حول النوع الفرعي لسرطان الثدي وعدوانية المرض ومخاطر تكراره ما يساعد في استراتيجيات علاج أكثر تخصيصاً. ويمكن أن يؤدي هذا أيضاً إلى توجيه تطوير العلاجات المناعية للسرطان، والتنبؤ بخطر الإصابة بالسرطان لدى الفرد من خلال اختبار دم بسيط.

ويشير مصطلح جينوم الخلايا الجرثومية germline genome إلى الخلايا الجنسية (البويضات والحيوانات المنوية) التي تستخدمها الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً لنقل جينوماتها من جيل إلى جيل (من الآباء إلى الأبناء). وتسمى خلايا البويضات والحيوانات المنوية بالخلايا الجرثومية، على عكس الخلايا الأخرى في الجسم، التي تسمى الخلايا الجسدية.

ويوفر هذا البحث إطاراً جديداً لفهم أصول السرطان مع التركيز على دور الوراثة والتفاعل المناعي في تطور السرطان. ويفترض أن الأورام ليست مجرد نتيجة لطفرات عشوائية، ولكنها تتأثر بتفاعل معقد بين العوامل الوراثية الموروثة وديناميكيات الجهاز المناعي. وتمهد الدراسة الطريق للبحث المستقبلي في أنواع أخرى من السرطانات باستخدام هذا المنظور الجديد ما قد يحدث ثورة في تشخيص السرطان وعلاجه.


مقالات ذات صلة

طريقة جديدة لتشخيص أورام المخ في غضون ساعات

صحتك يُشخَّص نحو 740 ألف شخص حول العالم بورم دماغي سنوياً (أ.ف.ب)

طريقة جديدة لتشخيص أورام المخ في غضون ساعات

توصّل باحثون بريطانيون إلى طريقة جديدة لتشخيص أورام المخ قد تُقلص وقت انتظار المرضى العلاج من أسابيع إلى ساعات، وتزيد من إمكانية ابتكار أنواع جديدة من العلاج.

«الشرق الأوسط» (لندن)
الولايات المتحدة​ الرئيس الأميركي السابق جو بايدن (أ.ف.ب)

مستشار طبي سابق لبايدن يرجح إصابته بالسرطان منذ بداية رئاسته

قال الدكتور إيزيكيل إيمانويل، المستشار الطبي السابق للرئيس السابق جو بايدن، أمس (الاثنين)، إن الرئيس السابق يُحتمل إصابته بالسرطان منذ بداية فترة رئاسته.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الولايات المتحدة​ أرشيفية للرئيس جو بايدن في المكتب البيضاوي بالبيت الأبيض بواشنطن (أ.ب)

إصابة بايدن بسرطان عدواني وترمب يتمنى له الشفاء العاجل

تعاطف المسؤولون الأميركيون مع الرئيس السابق جو بايدن بعد تشخيص إصابته بنوع عدواني من السرطان، في وقت يحاول فيه الديمقراطيون تجاوز مرحلة هزيمتهم في انتخابات 2024

علي بردى (واشنطن)
صحتك حبات من الجوز (أرشيفية - د.ب.أ)

نوع من المكسرات يخفض خطر الإصابة بسرطان القولون

كشفت دراسة جديدة أن الجوز قد يُقلل خطر الإصابة بسرطان القولون ويخفض مستويات الالتهابات في الجسم بشكل عام.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
صحتك الرئيس الأميركي السابق جو بايدن (رويترز)

بعد إصابة بايدن به... ماذا نعرف عن سرطان البروستاتا؟

شهدت حالات سرطان البروستاتا ارتفاعاً في السنوات الأخيرة؛ إذ زادت بنسبة 3 في المائة سنوياً منذ عام 2014.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

7 اختراقات علمية أحدثت تغيراً نوعياً في أميركا

7 اختراقات علمية أحدثت تغيراً نوعياً في أميركا
TT

7 اختراقات علمية أحدثت تغيراً نوعياً في أميركا

7 اختراقات علمية أحدثت تغيراً نوعياً في أميركا

نادراً ما يتحرك العلم في خطوط مستقيمة. و«يُطبق» العلم في بعض الأحيان لحل مشكلات محددة، مثل: دعونا نرسل الناس إلى سطح القمر؛ نحن بحاجة إلى لقاح ضد «كوفيد»، كما كتب آلان بورديك وإيميلي أنثيس*.

علوم أساسية وتمويل حكومي

في كثير من الأحيان يكون العلم «أساسياً»، ويهدف إلى فهم انقسام الخلايا وتكاثرها أو فيزياء تكوين السحب، على أمل أن تُثبت هذه المعرفة - يوماً ما وبطريقة ما - أنها مفيدة. والعلوم الأساسية هي علوم تطبيقية لم تُطبق بعد.

وتنفق الحكومة 200 مليار دولار سنوياً على مجالات البحث والتطوير، مع العلم أن المردود قد يأتي بعد عقود من الزمن؛ ومن المتوقع أن ينخفض هذا الرقم بشكل حاد في ظل ميزانية الرئيس دونالد ترمب المقترحة لعام 2026.

وخير مثال على الدعم المالي الحكومي هي شركة «غوغل»، التي بدأت في عام 1994 بمنحة فيدرالية بقيمة 4 ملايين دولار للمساعدة في بناء مكتبات رقمية؛ وقد أصبحت قيمة الشركة تبلغ الآن 2 تريليون دولار.

نظم «جي بي إس»

النظام العالمي لتحديد المواقع

وفيما يلي سبعة تطورات أخرى غيّرت مجرى الحياة بفضل الاستثمارات الحكومية.

اول الاختراقات- النظام العالمي لتحديد المواقع (GPS)، اذ صُنعت أول وحدة تجارية له في عام 1988، وهي عبارة عن قطعة كبيرة بحجم قطعة قرميد بقيمة 3 آلاف دولار أميركي للمتنزهين وراكبي القوارب. وقد أصبحت هذه التكنولوجيا الآن منتشرة في كل مكان - في السيارات والطائرات والهواتف والساعات الذكية التي تعمل بالتطبيقات - لدرجة أن وجودها قد يبدو أمراً محتوماً.

في واقع الأمر، كان طريقها طويلاً وغير مباشر وممهداً بأموال حكومية. البداية كانت في عام 1957: أدرك اثنان من الباحثين في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز أن بإمكانهما تحديد مكان «سبوتنيك»، القمر الصناعي الروسي الجديد الذي يدور حول الأرض، من خلال التردد المتغير لإشارته اللاسلكية أثناء تحركه.

والآن لنعكس هذا المنطق: إذا كان بإمكان جهاز استقبال ثابت على الأرض تحديد موقع قمر اصطناعي متحرك، فإن القمر الاصطناعي ذو الإحداثيات المعروفة يجب أن يكون قادراً على العثور على جهاز استقبال «مفقود» على الأرض، عندما يكون موقعه غير معروف.

تحولت هذه الفكرة، في عام 1958، إلى نظام يسمى «ترانزيت» Transit، وهو عبارة عن نظام ملاحي لتتبع الغواصات النووية، طورته جامعة جونز هوبكنز مع وزارة الدفاع. ثم جاء بعد ذلك نظام «نافستار» Navstar العالمي لتحديد المواقع، بدءاً من عام 1978، للاستخدام العسكري على نطاق أوسع؛ وفي عام 1983، تم السماح لشركات الطيران التجارية باستخدامه أيضاً.

كل هذا تطلب أقماراً اصطناعية أحدث؛ وساعات ذرية من أجل دقة أفضل؛ وصواريخ لإطلاق كل شيء إلى المدار؛ وأبحاثاً في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ومختبر الأبحاث البحرية؛ وعقوداً حكومية لشركات مثل «روكويل إنترناشيونال» و«جنرال دايناميكس» و«بوينغ». والآن صار يُطلق عليه فقط اسم «نظام تحديد المواقع العالمي» (GPS).

«وحش جيلا»

أدوية السكري والسمنة

اليوم، يتناول ملايين الأميركيين أدوية مثل «أوزيمبيك» أو «ويغوفي» أو «مونجارو» أو أحد الأدوية الجديدة الرائجة الأخرى لعلاج مرض السكري وإنقاص الوزن، بفضل الدعم الحكومي - وبفضل سحلية بطيئة سامة يمكنها البقاء على قيد الحياة بتناول وجبات قليلة في السنة.

في عام 1980، اكتشف الدكتور جان بيير روفمان، وهو باحث يدرس سموم الحشرات والزواحف في المعاهد الوطنية للصحة، أن اسم «وحش جيلا» Gila monster له تأثير واضح على البنكرياس، إذ يدفعه إلى إفراز إنزيم هاضم. وقد أثار هذا الأمر اهتمام الدكتور جون إنغ، اختصاصي الغدد الصماء في المركز الطبي لشؤون المحاربين القدامى في برونكس بنيويورك، والذي عمل رفقة الدكتور روفمان لعزل وتحديد مركب جديد، هو مركب «إكسيندين 4» في سم السحلية. وفي عام 2005، تمت الموافقة على نسخة اصطناعية من المركب، الذي يحفز إنتاج الإنسولين ويبطئ إفراغ المعدة، لعلاج مرض السكري.

وقد كان أول دواء في فئة الأدوية المزدهرة الآن، والمعروفة باسم «ناهضات مستقبل الببتيد الشبيه بالغلوكاجون-1» GLP-1 receptor agonists، والتي تخضع للدراسة حالياً لبحث إمكانية استخدامها في علاج مجموعة واسعة من الحالات، بما في ذلك أمراض الكلى، وألزهايمر، واضطراب الإدمان الكحولي.

النقاط الكمومية

إذا كنت تقرأ هذا على الشاشة، فربما تنظر إلى المليارات من النقاط الكمومية.

والنقاط الكمومية quantum dots هي بلورات صغيرة من أشباه الموصلات، يبلغ حجمها 10 نانومترات (واحد من المليار من المتر) أو أصغر، وقد أصبحت دعامة أساسية في الإلكترونيات الاستهلاكية. ولكونها نانوية، فهي تخضع لقوانين ميكانيكا الكم الغريبة، وتمتص وتبعث الضوء بكفاءة أكبر من المواد الأخرى.

النقاط الكمومية ألوانها نابضة بالحياة، إنها مثالية لأجهزة التلفاز والهواتف الذكية وشاشات الكمبيوتر. وهي تضيء للتعرف على الخلايا السرطانية. وهي موجودة في النوافذ الشفافة التي تعمل أيضاً كألواح شمسية. وتكشف في أجهزة الاستشعار العسكرية، عن إشعاعات الميكروويف.

صُنعت النقاط الكمومية للمرة الأولى في عام 1980، ثم صُقلت وصارت قابلة للإنتاج على نطاق واسع بتمويل من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ومعهد الجيش الأميركي للتقنيات النانوية العسكرية ووكالات أخرى. وفي عام 2023، فاز ثلاثة علماء، من بينهم كيميائي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مدعوماً بمنح من الجيش، بجائزة نوبل في الكيمياء لاكتشافهم النقاط الكمومية وتطويرها.

قاموس لغة الإشارة

عندما وصل ويليام ستوكو، أستاذ الأدب الإنجليزي، إلى كلية غالوديت في عام 1955، كانت العديد من المدارس تشترط على الطلاب الصم قراءة الشفاه والتحدث بصوت عالٍ بدلاً من استخدام لغة الإشارة، والتي كانت تُعتبر شكلاً فجاً أو أقل شأناً من أشكال التواصل. لكن بالنسبة لستوكو، الذي لم يكن أصماً، بدت لغة الإشارة التي يستخدمها طلابه ديناميكية ومعقدة.

في السنوات التالية على ذلك، استخدم ستوكو منحاً من مؤسسة العلوم الوطنية لإجراء دراسات متعمقة حول البنية اللغوية للغة الإشارة وإنشاء أول قاموس للغة الإشارة Sign Language Dictionary الأميركية، بالتعاون مع اثنين من زملائه فيما يعرف الآن بجامعة غالوديت. أرست أبحاث ستوكو الأساس للاعتراف بلغة الإشارة الأميركية كلغة كاملة.

حروف التحقق أو «الكابتشا»

هل أنت روبوت؟ ربما لا. نحن نعرف هذا - «نحن»، هو أي موقع إلكتروني تزوره ويطرح عليك هذا السؤال - بفضل تقنية أمنية تسمى «حروف التحقق: كابتشا» (CAPTCHA)، وهي لغز رقمي يستبعد الروبوتات غير البشرية التي قد تحاول تعطيل نظام الفواتير، أو قاعدة بيانات أخرى ذات قيمة.

تم اختراع «كابتشا»، والتي تعني «اختبار تورينغ العام الآلي الكامل للتفريق بين أجهزة الكمبيوتر والبشر»، في عام 2000 من قبل البشر، بما في ذلك مايكل بلوم، وهو عالم تشفير في جامعة كارنيجي ميلون، ولويس فون آهن، عالم الكمبيوتر هناك الذي دعمت أبحاثه منح مؤسسة العلوم الوطنية الأميركية.

إن البشر أفضل من الحواسيب في فك تشفير الحروف والكلمات؛ حيث كانت اختبارات «كابتشا» المبكرة تعرض صورة لنص مشوه، وكان على المشاهد أن يكتبها بشكل صحيح للمتابعة. وفي عام 2007، عمل فون آهن مع صحيفة نيويورك تايمز لرقمنة قرن من المحفوظات.

جراحة العيون بالليزر

جراحة الليزك من دون شفرات

أدى خطأ مخبري إلى حدوث تقدم في جراحة الليزك، وهي عملية يخضع لها مئات الآلاف من الأميركيين كل عام لإعادة تشكيل قرنياتهم وتصحيح بصرهم.

في عام 1993، أزال ديتاو دو، وهو طالب الدراسات العليا في مركز جامعة ميشيغان للعلوم البصرية فائقة السرعة، نظارات السلامة الخاصة به لفترة وجيزة أثناء عمله مع «ليزر الفيمتو ثانية» في المختبر، فأصابت عينه نبضة طائشة من ضوء الليزر. يُصدر ليزر الفمتو ثانية نبضات قوية من الضوء تدوم لمدة جزء من كوادريليون جزء من الثانية؛ فهو يضرب مثل آلة ثقب الصخور فائقة الدقة أكثر من شفرة سكين. لم يتسبب الحادث في حدوث مشكلات كبيرة في الرؤية، لكن الدكتور رون كورتز، الذي فحص عين الطالب المتخرج، أُعجب بعمل الليزر الدقيق.

في السنوات التالية على ذلك، تعاون كورتز مع جيرار مورو وزملائه في مركز العلوم البصرية، الذي تم تمويله من قبل مؤسسة العلوم الوطنية، لتحويل الليزر إلى أداة لطب العيون. وقد أدى عملهم إلى جراحة الليزك من دون شفرة Bladeless LASIK Surgery، والتي تستخدم ليزر الفيمتو ثانية بدلاً من الشفرة لحفر عين المريض.

منفضة الغبار

خلال سنوات برنامج أبولو، لم تكن «ناسا» تريد أن يمشي الإنسان على سطح القمر فحسب، إنما أرادت أيضاً أن يعود إلى الأرض بعينات من القمر. وقد أثمر البحث عن المثقاب المثالي على القمر في نهاية المطاف إلى منتج أصبح عنصراً أساسياً في المنازل الأميركية - وساعد السكان في الحفاظ على نظافة وترتيب منازلهم.

ولجمع عينات التربة من تحت سطح القمر، احتاجت وكالة ناسا إلى تزويد رواد الفضاء بمثقاب صغير الحجم وخفيف الوزن ولاسلكي. لذلك استعانت الوكالة بشركة «بلاك آند ديكر» للمساعدة في تطوير مثقاب أبولو لسطح القمر.

وكتبت وكالة الفضاء في عدد عام 1981 من مجلة «سبينوف»، وهي مجلة متخصصة في المنتجات والابتكارات التي استفادت من أبحاث «ناسا» وتمويلها: «في سياق التطوير، استخدمت شركة بلاك آند ديكر برنامجاً حاسوبياً مطوراً خصيصاً لتحسين تصميم محرك المثقاب وضمان الحد الأدنى من استهلاك الطاقة». ومهّد عمل الشركة على المثقاب القمري الطريق لتطوير مجموعة من المنتجات الاستهلاكية اللاسلكية، بما في ذلك «داستباستر»، أو المكنسة الكهربائية المحمولة باليد التي جاءت لتقديم فئة جديدة بالكامل من منتجات التنظيف.

* خدمة «نيويورك تايمز».