طريقة الرقائق المضيئة

تتيح التكنولوجيا الجديدة إمكانية بناء ملف وراثي لمرضى السرطان

بقلم ماريت سيلفين
في السنوات العشرين الماضية، كان هناك زخم كبير في دراسة الأساس الجيني للسرطان. وقد تم العثور على العديد من الجينات التي قد يؤدي خللها إلى الإصابة بالمرض، وتراكمت المعرفة حول نشاط الآليات التي تحول الخلية الطبيعية إلى خلية سرطانية. وتضاف الآن إلى هذه التكنولوجيا الجديدة التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة، تسمى "رقائق الحمض النووي"، وتساعد على تشخيص الخصائص الجينية للسرطان المعني.

مصطلح "السرطان" لا يشير إلى مرض واحد محدد، بل إلى عدد كبير من الحالات المرضية. هناك المئات من أنواع السرطان، ولكل منها خصائص فريدة. يحدث أن يستجيب نوع معين من السرطان للعلاج ولا يساعد نوعًا آخر من السرطان. علاوة على ذلك، حتى الأورام من نفس النوع قد تستجيب بشكل مختلف لعلاج معين. والسبب في ذلك هو النشاط الذي يحدث داخل الخلية السرطانية حسب الأوامر القادمة من الجينات النشطة فيها.

تتيح طريقة شريحة الحمض النووي تحديد موقع الجينات النشطة في الخلية السرطانية. وفي الخلية السرطانية، على عكس الخلية الطبيعية، يتم تنشيط الجينات التي تساعد عملية السرطان وتشكيل خصائصه المختلفة. وتبين أن الأنواع المختلفة من السرطان، وحتى الأورام السرطانية التي تنتمي إلى نفس النوع، تتميز بملف وراثي فريد. يمكن لهذا الملف أن يفسر الاختلافات في درجة عنف الأورام المختلفة واستجابتها للعلاجات المختلفة. إن تحديد موقع هذه الجينات سوف يلقي الضوء على آلية عملية السرطان ويسمح بتطوير المواد التي توقفه.

وقال لويس ستاوت من المعهد الوطني لأبحاث السرطان لمجلة "ساينس" التي نشرت مقالا عن الموضوع إن "مثل هذه المعلومات ستؤدي إلى إعادة كتابة الكتب المدرسية التي تتناول السرطان خلال السنوات الثلاث إلى الأربع المقبلة".

رقائق الحمض النووي هي رقائق صغيرة بحجم العملة المعدنية، مقسمة إلى صناديق صغيرة حيث يتم وضع آلاف الجينات المعروفة جنبًا إلى جنب. هذا الترتيب للجينات يهدف إلى إجراء نوع من المقارنة بينها وبين جينات الأنسجة الحية. وباستخدام طريقة خاصة، يتم استخراج الجزيئات من الأنسجة التي تمثل الجينات النشطة فيها وتحويلها إلى جزيئات الحمض النووي، المعروفة باسم "الحمض النووي التكميلي". يتم تمييز هذا الحمض النووي بمادة الفلورسنت. عندما تتلامس هذه الجزيئات مع الشريحة، ترتبط الجينات الموجودة في الحمض النووي التكميلي بالجينات المقابلة لها في الشريحة ويتم الحصول على بقع ضوئية. وبحسب موقع النقاط المضيئة يمكن من خلال المسح المحوسب تحديد هوية الجينات النشطة في الأنسجة.

وقد حاول لويس ستاوت، مع مجموعة من الباحثين من جامعة ستانفورد، استخدام هذه الطريقة لاختبار لماذا في حالة سرطان الغدد الليمفاوية (نوع من سرطان الدم) يستجيب 40% من المرضى للعلاج بينما يستسلم 60% منهم للمرض. في الخطوة الأولى، قاموا ببناء شريحة تحتوي على حوالي 18,000 جينة معروفة، معظمها نشط في خلايا الدم الطبيعية والسرطانية. وفي وقت لاحق، قاموا بإعداد الحمض النووي التكميلي من خزعات من 40 مريضا بسرطان الغدد الليمفاوية، وإضافتها إلى الشريحة. ولدهشتهم، وجدوا تباينًا كبيرًا في الجينات النشطة لدى المرضى، على الرغم من أنهم جميعًا يعانون من نفس المرض.

وكشف تحليل النتائج على الكمبيوتر أنه من الممكن تقسيم المرضى إلى مجموعتين وفقا لدرجة نشاط جينات معينة. وتبين أن هذا التقسيم خلق مجموعتين تختلفان أيضًا عن بعضهما البعض في خصائصهما السريرية. وتضمنت إحدى المجموعات المرضى الذين استجابوا للعلاج الكيميائي، مقارنة بمرضى المجموعة الثانية الذين لم يستجيبوا لهذا العلاج. كما تم التعبير عن الفرق بين المجموعتين في قدرة المرضى على البقاء على قيد الحياة.

هذه النتائج لها أيضا آثار عملية. يتلقى مرضى سرطان الغدد الليمفاوية حاليًا العلاج الكيميائي، وعندما يفشلون في تحسين حالتهم، يتم إجراء عملية زرع نخاع العظم. سيكون من الممكن في المستقبل، اعتمادًا على ملفهم الجيني، إحالتهم مباشرة إلى عملية زرع الأعضاء وبالتالي إنقاذهم من أضرار العلاج والمعاناة غير الضرورية.

كما تم العثور على أنماط نشاط مختلفة للجينات في سرطان الجلد (سرطان الجلد الأكثر عدوانية). وتبين أنه يمكن أيضاً تقسيم هذه الأورام إلى مجموعتين، وفقاً لنمط الجينات النشطة فيها: فقد وجد أن مستوى نشاط الجينات المشاركة في حركة الخلايا السرطانية في المجموعة الواحدة أقل من ذلك. من الخبيث. انخفاض النشاط يعني حركة أبطأ للخلايا السرطانية، وبالتالي درجة أقل من الغزو. وفي هذه المجموعة - من بين 31 مريضا بسرطان الجلد تم فحصهم - مات عدد قليل من المرضى مقارنة بالمجموعة الأخرى - التي كانت فيها الجينات المشاركة في الحركة أكثر نشاطا.

وفي دراسات أخرى، حاولت مجموعتان من الباحثين تحديد الجينات المسؤولة عن التغيرات في حركة الخلايا في سرطان الجلد. وأراد الباحثون التحقق مما إذا كانت هناك علاقة بين التغيرات في نشاطهم ودرجة شدة المرض. وباستخدام رقائق الحمض النووي، قارنوا الجينات النشطة في أورام سرطان الجلد العدوانية، والتي تشكل نقائل ذات تردد عالٍ، مع الجينات في الأورام الأقل عدوانية. وكشفت المقارنة أنه في الحالات التي بدأت فيها خلايا سرطان الجلد في إنتاج النقائل، ارتفع أيضًا مستوى نشاط جينات معينة. معظم هذه الجينات لها علاقة بقدرة الخلايا على التحرك واختراق الأنسجة الجديدة.

كما تم العثور على نمط نشاط مختلف للجينات في الأورام التي لها أمراض مشابهة لسرطان الثدي. وأظهر الاختبار أن أورام الثدي يمكن تقسيمها إلى مجموعتين وفقا لدرجة نشاط الجين الذي يشفر مستقبل هرمون الاستروجين. وتم العثور على اختلافات في مستوى نشاط الجين بين المجموعتين، وهو ما يؤثر على الأرجح على درجة عنف الورم. ومن خلال هذه الدراسة التي نشرت في دورية "نيتشر" في أغسطس/آب الماضي، يبدو أن هذا ليس هو الاختلاف الوحيد.

وتعد هذه الدراسات الأولى في مجال متنامي لدراسة النشاط الجيني الذي يؤدي إلى تطور الحالات السرطانية. يقول البروفيسور أبراهام هوشبيرج من معهد الحياة: "ليس هناك شك في أن هذا هو السبيل للاستفادة من الاستثمار الضخم في فك رموز الشفرة الوراثية البشرية، ليس فقط لغرض المعرفة، ولكن للاستخدام الفوري في الطب". العلوم في الجامعة العبرية. "ستؤدي هذه الأساليب في المستقبل إلى تطوير نهج علاجي يتكيف مع المريض، والذي سيوفر تحليلًا جينيًا دقيقًا للمرضى ويقدم علاجًا "مصممًا" للملف الجيني الفريد للمرض."
{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 5/10/2000}
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~292491007~~~28&SiteName=hayadan