وقد أظهر باحثون من جامعة تل أبيب أن الطفرات الصامتة، أي تلك التي لا تغير تسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات، ليست بريئة أيضًا.
تمكن باحثون من قسم الهندسة الطبية الحيوية ومعهد زيمين لأبحاث هندسة التغيير العالمي في جامعة تل أبيب من التنبؤ بنوع السرطان ومعدل الوفيات منه وفقا للطفرات "الصامتة" في جينومات السرطان - وهو دليل على الجدوى التي يمكن أن تنقذ الأرواح في المستقبل. تم نشر نتائج البحث، بقيادة البروفيسور تامير تولير وطالب البحث تال جوتمان، اليوم في مجلة NPJ Genomic Medicine.
يتم تعريف الطفرات "الصامتة" على أنها تلك التي لا تغير تسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات. في السنوات الأخيرة، تراكمت الأدلة على أن الطفرات الصامتة، سواء داخل أو خارج منطقة التشفير الجيني في الخلية، يمكن أن تؤثر على التعبير الجيني، وأنها قد تكون مرتبطة بتطور وانتشار الخلايا السرطانية. ومع ذلك، لم يتم حتى الآن اختبار كمي ما إذا كانت هذه الطفرات يمكن أن تساهم في تحديد نوع السرطان والتنبؤ بفرص بقاء المريض على قيد الحياة.
في الدراسة الجديدة، المستندة إلى ما يقرب من ثلاثة ملايين طفرة في جينومات السرطان لـ 9,915 مريضًا، اختبر الباحثون ما إذا كان بإمكانهم تحديد نوع السرطان وتقدير معدل الوفيات منه بعد 10 سنوات من التشخيص الأولي المعتمد فقط على الطفرات الصامتة. ووجد أن القدرة على التنبؤ بالطفرات الصامتة تتشابه إلى حد كبير مع حالات أداء الإسناد التقليدي للطفرات "العادية". بالإضافة إلى ذلك، حاول الباحثون تقييم ما إذا كان مزيج من المعلومات حول الطفرات الصامتة والعادية يمكن أن يحسن القدرة على تصنيف نوع السرطان، ووجدوا أن المعلومات التي تم الحصول عليها من الطفرات الصامتة تحسن هامش الخطأ بنسبة 68%. في أنواع معينة من السرطان، يعد هذا تحسنًا يصل إلى 17% في القدرة على التصنيف، في حين أن الجمع بين نوعي الطفرات يمكن أن يحسن التشخيص بنسبة تصل إلى 5%.
الطفرات المشاركة في تحويل الخلية السليمة إلى خلية سرطانية
يوضح البروفيسور تولير: "في جينومنا، كما هو الحال في كل جينوم لأي كائن حي آخر، هناك طفرات يمكنها تغيير تسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات المشفرة في الجينوم". "بما أن هذه البروتينات هي المسؤولة عن الآليات المختلفة في الخلية، فإن مثل هذه الطفرات تشارك في تحويل الخلية السليمة إلى خلية سرطانية. وفي المقابل، هناك طفرات لا تغير الأحماض الأمينية، لذلك أطلق عليها اسم "الصامتة" وتم تجاهلها لسنوات عديدة. ولأول مرة، أجرينا تحليلات لما يقرب من 10,000 جينوم سرطاني من جميع الأنواع، وأظهرنا أن الطفرات الصامتة لها قيمة تشخيصية، ونوع السرطان، وكذلك قيمة إنذارية، ومدة بقاء المريض على قيد الحياة.
ووفقا للبروفيسور تولير، تحتوي المادة الوراثية في الخلية على نوعين من المعلومات: ما هو تسلسل الأحماض الأمينية الذي يتم إنتاجه - ومتى وكم يتم إنتاجه من كل بروتين - أي تنظيم عملية الإنتاج. "هذه الطفرات الصامتة يمكن أن تؤثر على تنظيم التعبير الجيني، وهذا تأثير مهم بنفس القدر لنوع البروتين الذي يتم إنتاجه. من الواضح أنه إذا كانت الخلية تنتج كمية أقل بكثير من بروتين معين، فإن الأمر يكاد يكون سيئًا مثل حذفه. تأثير آخر هو طي البروتين. البروتين هو جزيء طويل يتضمن عادة عدة مئات من الأحماض الأمينية، حيث يبدأ الطي الثلاثي الأبعاد للجزيء بمجرد إنتاجها في الريبوسوم. يؤثر معدل إنتاج البروتين بواسطة الريبوسوم على الطي، ويمكن أن تؤثر الطفرات الصامتة على معدل إنتاج البروتين وبالتالي طيه - وهو طي مهم للوظيفة الفعلية. بالإضافة إلى ذلك، هناك حالات تؤثر فيها الطفرات الصامتة على عملية تسمى التضفير، حيث يتم قطع قطع من المادة الوراثية لإنشاء التسلسل النهائي الذي سيتشكل منه البروتين. باختصار، اتضح أن هذه الطفرات الصامتة تُحدث الكثير من الضجيج، وتمكنا من قياس تأثيرها للمرة الأولى".
ولاختبار فرضيتهم وقياس تأثير هذه الطفرات، استخدم البروفيسور تولير وزملاؤه المعلومات الوراثية العامة عن جينومات السرطان من المعاهد الوطنية للصحة (NIH) في الولايات المتحدة. أخذ الباحثون البيانات الخاصة بجينوم السرطان وحاولوا استخدام أساليب تعتمد على التعلم الآلي للتنبؤ بنوع السرطان وعدد السنوات التي عاشها كل مريض وفقًا للطفرات الصامتة - ثم قارنوا النتائج التي حصلوا عليها بالبيانات الحقيقية من قاعدة البيانات. .
يقول البروفيسور تولير: "إن نتائج الدراسة لها عدة آثار مهمة". "أولاً وقبل كل شيء، يمكن أن يؤدي استخدام الطفرات الصامتة بالتأكيد إلى تحسين النماذج التي تتنبأ بالتشخيص وتستخدم للتصنيف. ومن المهم أن نلاحظ أنه حتى التحسن بنسبة 17% له معنى عظيم، لأن وراء هذه الأرقام أشخاص نحبهم، وفي يوم من الأيام قد نكون أنفسنا، وبالتالي فإن كل نسبة تحسن تعتبر دراماتيكية. يريد الطبيب الذي يكتشف النقائل أن يعرف مصدر النقائل ومسار تطور المرض، وذلك لضبط العلاج الأمثل. على سبيل المثال، بدلاً من التشخيص والتشخيص الخاطئ لخمسة من كل عشرة مرضى بالسرطان، وصلنا إلى وضع حيث يكون أربعة فقط من كل عشرة مرضى بالسرطان مخطئين، وقد يترجم هذا في النهاية إلى ملايين المرضى الذين يمكن إنقاذ حياتهم. بالإضافة إلى ذلك، تظهر نتائجنا أنه بناءً على الطفرات الصامتة فقط، من الممكن في كثير من الحالات الحصول على أداء تنبؤي مماثل للاعتماد على الطفرات غير الصامتة. وهذه نتيجة مشجعة، لأنه في السنوات الأخيرة تم تطوير تقنيات تصنف السرطان على أساس اختبارات دم غير جراحية نسبيا، استنادا إلى تحليل قطع من الحمض النووي من مصدر سرطاني. وبما أن معظم حمضنا النووي لا يرمز للبروتين، فمن المحتمل أن تحتوي معظم القطع من هذا النوع التي نصطادها على طفرات صامتة".
البحث الجديد له آثار على جميع مجالات أبحاث وعلاج الأورام، وبعد إثبات هذه الجدوى، يعتزم الباحثون إنشاء شركة ناشئة بحاضنة "سانرا"، والتي ستركز على الطفرات الصامتة كأداة طبية لجميع المقاصد والأغراض.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
