"توازن الرعب" بين الجين الطبيعي وطفرته، هو المسؤول عن بعض حالات سرطان الدم

يعتمد بقاء خلايا سرطان الدم على وجه التحديد على النسخة الطبيعية غير الطافرة من الجين الذي يسبب سرطان الدم النخاعي الحاد

تنجح خلايا سرطان الدم في القيام بما يحلم الكثير من الناس بفعله. تمكنوا من العيش إلى الأبد تقريبًا. كيف يفعلون ذلك؟ اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم أنه في حوالي ربع حالات سرطان الدم، يتم تنشيط "توازن الرعب" الداخلي المسؤول عن بقائهم على قيد الحياة وتكاثرهم في الخلايا السرطانية. عندما يتم تحور نسخة من جين معين، يصبح الجين المتحور جينًا ورمًا معززًا للسرطان. ومع ذلك، فقد تبين أن النسخة الأصلية الطبيعية من الجين، إلى جانب النسخة المتحورة، هي التي تبقي الخلية السرطانية على قيد الحياة، وتحافظ على طبيعتها السرطانية، وتسمح لها بإحداث أضرار مدمرة للجسم. وقد نشرت هذه النتائج مؤخرا في المجلة العلمية تقارير الخلية.

يلعب الجين المعني، RUNX1، دورًا أساسيًا في تطوير وصيانة الجهاز الدوري. الرموز الجينية للبروتين الذي يعمل كعامل نسخ: بروتين يتحكم في التعبير عن العديد من الجينات الأخرى. في نظام الدم، يوجه RUNX1 تمايز الخلايا الجذعية الموجودة في نخاع العظم، بحيث تتطور إلى أنواع مختلفة من خلايا الدم الناضجة. إن طفرة واحدة في جين RUNX1 في هذه الخلايا الجذعية تكفي لإرسالها إلى أسفل المنحدر الزلق مما يؤدي إلى التحول السرطاني. مثال على ذلك هو سرطان الدم النخاعي الحاد (AML)، والذي يحدث بسبب نوع معين من الطفرات الناتجة عن هجرة جزء من الكروموسوم 8 إلى جين RUNX1، على الكروموسوم 21. ونتيجة لذلك، يتم تكوين جين سرطاني (الجين الورمي) المتكون الذي يعبر عن بروتين اندماجي يتضمن كلا مكوني RUNX1 والذي ينشأ من القطعة الجينية الإضافية. البروتين المكثف هو سبب سرطان الدم. يتطور سرطان الدم الأكثر شيوعًا بين الأطفال، ALL، في عملية مماثلة.

يقول: "إن بروتين السرطان المندمج، الذي ينظم بشكل مباشر نشاط العديد من الجينات، يسبب سلسلة من التغيرات الجينية الإضافية في الخلية". البروفيسور يورام جرونر من قسم الوراثة الجزيئية، والذي ترأس فريق البحث، والذي قام سابقًا بعدد من الدراسات التي ركزت على جين RUNX1 وجينات أخرى موجودة على الكروموسوم 21. وفي هذه الدراسات، نجح البروفيسور جرونر، من بين أمور أخرى، في فك رموز دور RUNX1 في سرطان الدم الذي يهاجم مرضى متلازمة داون

أدار البحث الحالي باحث ما بعد الدكتوراه الدكتور أورين بن عامي من مجموعة البروفيسور غرونر، وشارك فيه أعضاء المجموعة البحثية للدكتور عاموس تاني من قسم علوم الحاسوب والرياضيات التطبيقية. استعدادًا للدراسة الحالية، قام العلماء بمسح مجموعة متنوعة من قواعد البيانات، ولاحظوا ظاهرة غير عادية: تشير البيانات السريرية إلى أن النسخة الطبيعية من جين RUNX1 - تلك التي لم تتحور - يتم حفظها دائمًا في خلايا سرطان الدم. ونشاطها مرتفع. ومن المعروف أن في كل خلية من خلايا جسمنا نسختان من كل جين: واحدة مصدرها الأم وأخرى مصدرها الأب. الطفرات المسببة للسرطان تحدث في نسخة واحدة فقط من هاتين النسختين، وتتسبب في تطور المرض. ومن ناحية أخرى، عادة ما يتم إسكات النسخة السليمة، بحيث يتم التعبير عن النسخة المتحولة فقط.

وفي هذه الحالة يبدو أن النسخة السليمة من RUNX1 لم يتم إسكاتها في خلايا سرطان الدم. أثارت هذه الحقيقة الشكوك حول أن النسخة السليمة تلعب أيضًا دورًا في تطور المرض. ولكن كيف يفعل ذلك وفي أي مرحلة؟ للإجابة على هذا السؤال، قام العلماء بزراعة خلايا سرطان الدم، وفي بعضها تم إسكات النسخة الطافرة من جين RUNX1، وفي بعضها تم إسكات النسخة الطبيعية، وفي بعض النسختين عملت بشكل طبيعي. وتبين أنه عندما يتم إسكات النسخة الطبيعية، تموت الخلايا. وفي المقابل، احتفظت الخلايا التي نشطت فيها النسختان بطبيعتها السرطانية. وأظهر الفحص الدقيق أن هذه الخلايا السرطانية تمكنت من الهروب من مسار موت الخلايا المسمى موت الخلايا المبرمج، وهي آلية انتحارية مصممة، من بين أمور أخرى، لمنع بقاء وتكاثر الخلايا التي تحمل طفرات سرطانية. بمعنى آخر، يبدو أن النسخة الطبيعية من RUNX1، وليس النسخة المتحولة، هي المسؤولة عن البقاء العنيد للخلايا السرطانية - وهي إحدى أخطر خصائصها.

يقول البروفيسور جرونر إن خلايا سرطان الدم "مدمنة" على النسخة الطبيعية من RUNX1، أي أنها تعتمد عليه من الناحية الفسيولوجية من أجل بقائها. "بمرور الوقت، يكتسب الجين المسرطني المقسم "خبرة" في تحويل الخلايا إلى خلايا سرطانية. ومع تقدم عملية السرطان داخل الخلايا، تحتاج الخلية إلى "توازن الرعب" بين نسختين من الجين من أجل البقاء.

أحدثت الرؤية الجديدة ثورة في فهم سرطان الدم. ويعتقد العلماء أن هذا الاكتشاف المفاجئ سيؤدي إلى تطوير طرق متقدمة وفعالة ودقيقة لتشخيص هذه الأنواع من سرطان الدم وعلاج المرض.

اكتسبت الخلايا الجذعية اللوكيميا، التي تحتوي جنبًا إلى جنب على النسخة الطافرة من جين RUNX1 ونسخته الطبيعية، خصائص الخلايا السرطانية لسرطان الدم النخاعي الحاد (AML). يؤدي إسكات النسخة الطبيعية غير الطافرة من الجين إلى موت الخلايا وتوقف عملية السرطان