حدد باحثون في جامعة تل أبيب بروتينا قد يكون بمثابة مؤشر جديد لدرجة الأورام السرطانية

ووجد الباحثون أن بروتين 'يوبيكيولين 4' الذي له دور في الحماية من التلف
وفي الحمض النووي، يوجد بمستويات عالية بشكل خاص في الأورام في مرحلة متقدمة، وقد يساعد مستواه في تحديد العلاج. تم نشر المقال مؤخرًا في مجلة Cell المرموقة

اكتشف الباحثون في مختبر البروفيسور يوسي شيلو في قسم الوراثة الجزيئية البشرية والكيمياء الحيوية في كلية الطب ساكلر في جامعة تل أبيب، أن بروتين يسمى يوبيكويلين 4، والذي يشارك في تفكيك البروتينات في الخلية، هو جزء من لنظام معقد يقوم بإصلاح فواصل الحمض النووي. ووجدوا أيضًا أن نفس البروتين موجود بكمية أعلى من الطبيعي في الخلايا السرطانية في مرحلة متقدمة من المرض. وبعد النتائج التي توصلوا إليها، يعتقد الباحثون أن مستوى البروتين في الأورام المختلفة يمكن استخدامه كمؤشر لتشخيص حالة المرضى وفرص شفائهم، وحتى مساعدة الأطباء في تحديد بروتوكول العلاج الشخصي لمختلف المرضى.

تم إجراء البحث في مختبر البروفيسور شيلا من قبل الدكتور رون يحيموفيتش والدكتور يائيل زيف وطالبة الدكتوراه في هافانا ولا بولا، بالتعاون مع مختبر البروفيسور كريستيان راينهارت من جامعة كولونيا في ألمانيا. وتم نشر مقال يعرض نتائج البحث في يناير 2019 في مجلة Cell المرموقة، والتي تعتبر المجلة الرائدة عالميًا في مجال بيولوجيا الخلية.

جيش الدفاع عن الجينوم

يقول البروفيسور شيلا: "لقد أصبح الحفاظ على استقرار الجينوم قضية مركزية في أبحاث الطب الحيوي في السنوات الأخيرة، كعنصر أساسي في الحفاظ على صحتنا". "نحن نعلم اليوم أن الحمض النووي في خلايا الجسم يتعرض باستمرار للهجوم والتلف من قبل مجموعة متنوعة من العوامل: العوامل الخارجية، مثل الإشعاع والمواد الكيميائية التي تلوث بيئتنا، وأنواع معينة من الطعام والتدخين؛ وكذلك جذور الأكسجين التي تتشكل بشكل مستمر داخل الخلية. نقاط الضعف هذه
يعد الحمض النووي سببًا رئيسيًا للعديد من الأمراض المختلفة، بما في ذلك السرطان بجميع أنواعه، ومجموعة متنوعة من الأمراض المزمنة الشائعة، وحتى تسارع الشيخوخة. لماذا وكيف، إذًا، يحافظ معظمنا على صحته في معظم الأوقات؟ وذلك بفضل آليات الدفاع المتطورة التي يتم تفعيلها في الخلية السليمة، والتي تنشغل باستمرار بإصلاح تلف الحمض النووي، أو بمعنى آخر، الحفاظ على استقرار الجينوم.

ويقارن البروفيسور شيلا آليات الدفاع هذه بالجيش: هناك جيش نظامي محدود، يبلغ عدده العشرات من البروتينات المجتهدة، وجميعها مسؤولة عن إصلاح تلف الحمض النووي، وبجانبه جيش احتياطي من مئات البروتينات ذات الخصائص المختلفة. الأدوار في مساحات الخلية، والتي يتم تعبئتها للقيام بالمهمة في أوقات الطوارئ - على سبيل المثال، عند حدوث تمزق في الحمض النووي.

في عام 1995، اكتشف مختبر البروفيسور شيلا البروتين الفائز لكل من الجيش النظامي وتجنيد "جنود الاحتياط" الذين يحرصون على المساعدة في إصلاح تكسر الحمض النووي، وهو بروتين يسمى ATM. ويقول: "منذ ذلك الحين، قمنا بالتحقق من مبدأ تشغيل ماكينة الصراف الآلي، والطريقة التي تقوم بها بتعبئة مختلف "الجنود" من جميع أنحاء الخلية للعمل، حتى أننا اكتشفنا عددًا من هؤلاء المجندين".

في الآونة الأخيرة، من خلال مسح واسع النطاق لبروتينات الخلية، اكتشف الباحثون مجندًا جديدًا للنظام - وهو بروتين يسمى يوبيكويلين 4. "حتى الآن، كان من المعروف أن يوبيكويلين 4 يساعد في تكسير البروتينات في الخلية، وليس بالضرورة في الخلية". سياق استقرار الجينوم. وهنا، حددنا هويته كواحد آخر من مرؤوسي ATM في نظام إصلاح كسر الحمض النووي،" يقول البروفيسور شيلا.

مؤشر الأورام قيمة

وبسبب الارتباط الوثيق بين استقرار الجينوم وظهور السرطان، قارن الباحثون مستوى بروتين يوبيكويلين 4 في عينات من الأورام الخبيثة، مقارنة بالأنسجة السليمة المأخوذة من نفس المرضى.

ووجد الباحثون أنه في بعض الحالات كانت كمية يوبيكويلين 4 في الخلايا السرطانية أعلى بكثير مقارنة بالخلايا السليمة من نفس المريض. وكشف المزيد من التحقيقات أن الأورام التي لوحظ فيها مستوى أعلى من الطبيعي لليوبيكيلين 4 هي في مرحلة متقدمة من المرض. هذه هي الأورام التي وصلت إلى المرحلة العدوانية، والتي لديها القدرة على الانتشار، وبالإضافة إلى ذلك - لديها مقاومة أعلى لبعض علاجات العلاج الكيميائي، وكذلك العلاج الإشعاعي.

يوضح البروفيسور شيلا: "من النتائج أدركنا أنه على الرغم من أن يوبيكويلين 4 يشارك في الحفاظ على استقرار الجينوم، فإن زيادة كمية منه تقوض في الواقع آلية الاستجابة لتلف الحمض النووي، والتي بنيت على ضوابط وتوازنات دقيقة ودقيقة". "في مثل هذه الحالة، يتبين أن يوبيكويلين 4 يدعم في الواقع تطور السرطان، بل ويضر بفعالية العلاجات التقليدية. ومع ذلك، فقد تبين أن مثل هذه الأورام سوف تستجيب بشكل أفضل للعلاجات الكيميائية الأخرى، والتي تصبح في الواقع أكثر فعالية في الخلايا التي تحتوي على مستوى عال من البروتين."

لهذه النتيجة أهمية كبيرة على المستوى السريري: يعتقد الباحثون أن يوبيكويلين 4 لديه القدرة على استخدامه كمؤشر قيم للأورام، مما يشير من ناحية إلى حالة المريض ومدى تطور الورم في وقت التشخيص، و ومن ناحية أخرى - مساعدة الطبيب في تحديد العلاج المناسب للمريض. وبهذه الطريقة، يقدم البحث إجابة لأحد التحديات الرئيسية في أبحاث السرطان اليوم: إنشاء علامات بيولوجية من شأنها أن تساعد في تصنيف الأورام الخبيثة والتخطيط للعلاج المناسب، على المستوى الفردي.

"تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن الجين الذي يفرض إنتاج يوبيكويلين 4 قد يكون جينًا ورمًا جديدًا - وهو الجين الذي عندما يزداد نشاطه، وتزداد كمية البروتين التي يمليها - يتم تسريع العملية السرطانية"، البروفيسور شيلا. يخلص. "اليوم، يواصل مختبرنا، بالتعاون مع مجموعة البروفيسور راينهاردت، التحقيق في أدوار اليوبيكيلين 4، خاصة عندما يعمل كاحتياطي في نظام التفرع الذي يحافظ على استقرار الجينوم. وفي الوقت نفسه، نقوم بتوسيع نطاق الأمراض الخبيثة التي نفحص مستواها. كل هذا، بالتوازي مع البحث المستمر عن "جنود" إضافيين تم تجنيدهم بواسطة شركة ATM لنظام إصلاح أضرار الجينوم. ويقدر عددهم بالمئات، لذلك تم تحقيق ثروات كبيرة لهذا البحث".

بالنسبة للمقال العلمي: