ووفقا لنتائج البحث، التي نشرت اليوم في النسخة الإلكترونية من مجلة Nature Genetics العلمية، فإن النشاط غير الطبيعي لهذه الجينات يميز أنواعا مختلفة من أمراض السرطان، ويرتبط بدرجة عنف الورم السرطاني.
تختلف الخلايا السرطانية عن الخلايا الطبيعية، من بين أمور أخرى، في عمليات الانقسام والتكاثر. عندما تتلقى خلية عادية إشارة خارجية تأمرها بالانقسام والتكاثر، فإنها تطيع الأمر، وتقوم بتنشيط "نظام مكابح" فعال، مما يحد من عملية التكاثر، وبعد عدة دورات من الانقسام، يعيد الخلية إلى حالة الراحة. بهذه الطريقة يحمي الجسم نفسه من انقسام الخلايا غير المنضبط. ومن ناحية أخرى، في الخلية السرطانية، يتضرر نظام الفرامل، مما يتسبب في تكاثر الخلية بشكل غير منضبط، وتكوين ورم سرطاني. قام علماء معهد وايزمان بدراسة "نظام الفرامل" واكتشفوا بعض الجينات التي تنشطه.
ووفقا لنتائج البحث، التي نشرت اليوم في النسخة الإلكترونية من المجلة العلمية Nature Genetics، فإن النشاط غير الطبيعي لهذه الجينات يميز أنواعا مختلفة من السرطان، ويرتبط بدرجة عنف السرطان. وقد تساعد هذه الأفكار مستقبلاً على تطوير طرق وأساليب لإصلاح نظام الفرامل التالف، بهدف إيقاف عملية السرطان.
في الخطوة الأولى، أراد العلماء رسم خريطة لنظام الجينات الذي يتم تنشيطه في خلية طبيعية، استجابة لتلقي أمر يأمرها بالانقسام. وتصل الإشارة إلى الخلايا من الخارج، عن طريق هرمون معين يسمى "عامل النمو"، الذي ينشط سلسلة من الأحداث داخل الخلية. ونتيجة لذلك، تنتج الخلية بروتينات معينة، وفقًا لتسلسل الحمض النووي للجين الذي يرمز لها. وفي السنوات الأخيرة، أصبح من الواضح أن هذا الهرمون يشارك في تطور أنواع مختلفة من السرطان، لكن في الدراسة الحالية أراد العلماء معرفة الجينات، بالضبط، المسؤولة عن تنشيط نظام فرامل الخلية. للعثور على إجابة لهذا السؤال، طُلب من العلماء مسح كمية هائلة من الجينات، وجمع بيانات كمية دقيقة حول نشاطها، وتحديد أنماط نشاطها. للتعامل مع هذه المهمة واسعة النطاق، تعاون علماء من مجالات بحثية مختلفة: البروفيسور يوسف جوردان من قسم المكافحة البيولوجية، البروفيسور إيتان دوماني من قسم فيزياء الأنظمة المعقدة، البروفيسور أوري ألون من قسم البيولوجيا الجزيئية الخلية، والدكتور عيران سيغال من قسم الرياضيات التطبيقية وعلوم الحاسوب، وجميعهم من معهد وايزمان للعلوم. عمل معك البروفيسور جدعون رافافي من المركز الطبي شيبا شيبا في تل هشومير، والباحثون في مركز أندرسون لأبحاث السرطان في هيوستن، تكساس.
إن استخدام أساليب البحث في مجال الفيزياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر لغرض تنظيم وتحليل المعلومات البيولوجية قد اكتسب زخما في السنوات الأخيرة، وخاصة في الدراسات من هذا النوع، حيث يتعامل العلماء مع كميات هائلة من المعلومات. كان علماء معهد وايزمان من بين أول من أدرك أهمية اختراق الحدود بين المجالات العلمية التقليدية، ومعهد وايزمان للعلوم هو أحد رواد هذا النوع من الأبحاث متعددة التخصصات.
أدى هذا التعاون إلى نتائج مذهلة: فقد تبين أنه بعد ارتباط "عامل النمو" بالخلية، تحدث عدة "موجات" من النشاط الجيني في الخلية. يتم تشغيل وإيقاف مجموعات مختلفة من الجينات في فترات زمنية مختلفة. شملت الموجة الأولى عدداً قليلاً من الجينات، التي يزداد نشاطها لمدة 20 إلى 40 دقيقة بعد التعرض لعامل النمو. هذه الجينات مسؤولة بشكل أساسي عن الاستجابة "الإيجابية" لعامل النمو، أي أنها تتسبب في انقسام الخلية. من ناحية أخرى، في الموجات الأربع اللاحقة، وفي حدود 40-240 دقيقة، تم تنشيط الجينات المسؤولة عن إيقاف التفاعل وإيقاف الانقسام. وفي وقت لاحق، ركز الباحثون على عدد من «جينات الإيقاف» من الموجات اللاحقة، مع افتراض أن هذه الجينات -التي تنشط في الخلايا الطبيعية- يمكن أن تعمل أيضًا كمثبطات للورم، وتوقف الانقسام غير المنضبط، وهو ما يميز الخلايا الطبيعية. الخلايا السرطانية.
ولإثبات أن الجينات الموجودة في الموجات اللاحقة تعمل بمثابة "جينات مكابي"، بحث الباحثون عن الجينات التي تنتج بروتيناتها القدرة على تثبيط نشاط الجينات الأخرى (التي يتسبب نشاطها في انقسام الخلية)، من خلال ارتباط مباشر هم. في دراسة واسعة النطاق، تم العثور على حوالي 50 جينًا مثبطًا، أو مثبطات النمو، ترتبط البروتينات التي تنتجها بجينات الموجة الأولى - وتثبطها.
بروتين آخر تم إنشاؤه في إحدى الموجات اللاحقة يوقف الاستجابة لعامل النمو بطريقة أخرى: فهو ببساطة "يقتل الرسول" (جزيئات الحمض النووي الريبي الرسول). تنقل هذه الجزيئات المعلومات الوراثية من الجين الموجود في نواة الخلية إلى نظام إنتاج البروتين في الخلية، والذي ينتج بعد ذلك البروتين الذي يتسبب في انقسام الخلية. يرتبط البروتين المخمد بالحمض النووي الريبوزي الرسول، ويوجهه إلى التحلل، وبالتالي يخرب عملية نشاط الجين الذي يسبب الانقسام.
وفي الاختبارات التي أجريت على مريضات سرطان المبيض، اكتشف العلماء أن هناك علاقة بين الخمول، أو انخفاض مستوى النشاط، لجينات مكابي التي اكتشفوها، وانخفاض متوسط العمر المتوقع للمرضى. وتبين أن انخفاض مستوى نشاط هذه الجينات مرتبط بمؤشرات سريرية أخرى لخطورة المرض. يمكن أن تؤدي هذه النتائج إلى تطوير الملف الجيني الشخصي، الذي يصف مستوى نشاط الجينات المختلفة التي توقف عمليات نمو الخلايا وانقسامها، في جسم كل مريض. مثل هذا الملف الجيني الشخصي سيحدد بدقة الخلل الذي تسبب في السرطان، مما يسمح بتعديل العلاج المستهدف والفعال وفقًا للخصائص الجينية لكل مريض. كما سيساعد الملف الجيني في التنبؤ بدرجة عنف الورم السرطاني. إن تحديد العوامل التي تمنع جينات المكابي من العمل بشكل صحيح، مثل الطفرات الجينية، وتطوير طرق التنشيط السليم لهذه الجينات، ربما يساعد في المستقبل في تطوير طرق لمنع الانقسام غير المنضبط للخلايا، والحد من عملية السرطان.
طلاب البحث عيدو عميت، عامي تساري، غابي ترسيك ومناحيم كاتس من مجموعة بحث البروفيسور يوسف يوردان في قسم المكافحة البيولوجية، تال شاي من مجموعة بحث البروفيسور إيتان دوماني في قسم فيزياء الأنظمة المعقدة وياسمين يعقوب هيرش ونينيت أماريليو من مجموعة البروفيسور جدعون رافافي في المركز الطبي شيبا وكلية الطب في جامعة تل أبيب، ونورا وايزمان من سيجما ألدريتش إسرائيل، ومجموعة البحث للبروفيسور جوردون ب. ميلز في مركز أندرسون للسرطان في هيوستن، تكساس.
