شناسایی ۳۸۰ جهش ژنتیکی موثر در سرطان

01

از 06

افشای ریسک ژنتیکی سرطان

تغییرات ریز در توالی DNA ژنوم انسان با افزایش ریسک سرطان مرتبط هستند، اما تاکنون مشخص نبود که کدام‌یک از این تغییرات به صورت مستقیم به رشد سلولی غیرقابل کنترل که مشخصه سرطان است، کمک می‌کنند و کدام‌ها فقط تصادفی هستند یا نقشی جزئی دارند.

محققان دانشگاه استنفورد اولین تجزیه‌وتحلیل بزرگ روی این تغییرات ژنتیکی ارثی را انجام دادند. این مطالعه کمتر از 400 جهش را شناسایی کرد، که نقش کلیدی در شروع و رشد سرطان دارند. این جهش‌ها مسیرهای زیستی حیاتی زیادی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، از جمله مسیرهایی که به ترمیم DNA، تولید انرژی و تعامل سلول‌ها با محیط اطراف آنها مربوط می‌شوند.

02

از 06

مسیرهای زیستی مشترک و رشد سرطان

این یافته‌ها با برجسته‌سازی این عوامل ژنتیکی مشترک می‌تواند درهای جدیدی به‌سوی توسعه استراتژی‌های پیشگیری یا کاهش رشد سرطان باز کند. همچنین محققان معتقد هستند که این دانش می‌تواند غربالگری ژنتیکی را بهبود بخشد و به ارزیابی بهتر ریسک فردی در زمینه ابتلا به سرطان کمک کند.

پل خاوری، یکی از محققان این پژوهش گفت: «ما اطلاعات بسیار زیادی را از میلیون‌ها نفر مورد بررسی قرار دادیم، که دچار یکی از 13 نوع سرطان رایج بودند. این اطلاعات حدود 90 درصد از تمام بیماری‌های سرطانی موجود در انسان‌ها را شامل می‌شود. ما با استفاده از این داده‌های فراوان، 380 جهش ژنتیکی را کشف کردیم، که باعث کنترل فعالیت یک یا چند ژن مرتبط با سرطان می‌شوند.»

برخی از این تغییرات، اگر به صورت تصادفی از والدین به فرزند منتقل شوند، می‌توانند خطر ابتلا به انواع مختلف سرطان را افزایش دهند.

03

از 06

ریسک‌هایی که به ارث می‌بریم

این مطالعه به بررسی توالی‌های DNA ‌پرداخت، که از والدین به فرزند منتقل می‌شوند و به آن ژنوم ژرملاین گفته می‌شود. این مطالعه برخلاف دیگر پژوهش‌ها، به جهش‌هایی که در طول زندگی به دلیل تقسیم سلولی یا آسیب‌های DNA ایجاد می‌شوند، توجه نکرد.

مثال‌های شناخته‌شده از جهش‌های ارثی که با سرطان مرتبط هستند، شامل ژن‌های BRCA1 و BRCA2 می‌شوند. این ژن‌ها می‌توانند خطر ابتلا به سرطان سینه و تخمدان را به‌طور قابل توجهی افزایش دهند. اما در حال حاضر، فقط تعداد کمی از این جهش‌های ارثی برای تشخیص و پیش‌بینی خطر سرطان استفاده می‌شوند.

جهش‌هایی که پژوهشگران کشف کردند، در بخش‌هایی از DNA قرار دارند که به ساخت پروتئین‌ها کمک نمی‌کنند. این بخش‌ها به جای ساخت پروتئین، وظیفه کنترل زمان و مقدار فعالیت ژن‌ها را دارند. به عبارت ساده، آنها تصمیم می‌گیرند که هر ژن در چه زمانی و به چه میزانی فعال شود.

این مناطق کنترلی اغلب ژن‌های نزدیک خود را تحت تأثیر قرار می‌دهند، اما گاهی اوقات روی ژن‌هایی که در فاصله دوری قرار دارند نیز تأثیر می‌گذارند.

خاوری در سال 2020 یک پروژه تحقیقاتی راه‌اندازی کرد، که توسط موسسه ملی تحقیقاتی ژنوم انسانی تأمین مالی شد تا اطلس جهش‌های ژنی تنظیمی در بیماری‌ها را توسعه دهد. هدف این پروژه شناسایی جهش‌های مرتبط با ریسک ابتلا به 42 بیماری پیچیده و رایج از جمله سرطان‌ها، توسعه امتیازهای ریسک فردی برای هر بیماری به‌منظور کمک به غربالگری و پیشگیری و پیشنهاد استراتژی‌های درمانی جدید بود.

04

از 06

رویکرد جدیدی برای درک ریسک سرطان

مطالعات قبلی، که با نام «مطالعات ارتباطی سراسری ژنوم» (GWAS) شناخته می‌شوند، جهش‌هایی را پیدا کرده‌اند که بیشتر در افراد دچار سرطان مشاهده می‌شوند. این مطالعات فقط ارتباط بین این جهش‌ها و سرطان را نشان می‌دهند.

اما این مطالعات نتوانسته‌اند ثابت کنند که این تغییرات واقعاً عملکرد نواحی کنترلی را تغییر می‌دهند و ژن‌های خاصی را فعال‌تر یا کمتر ‌فعال‌ می‌کنند. همچنین آنها نشان نداده‌اند که دقیقاً کدام ژن‌ها تحت تأثیر این تغییرات قرار می‌گیرند.

کلمان، خاوری و همکاران آنها در این تحقیق جدید رویکرد متفاوتی را اتخاذ کردند. آنها بیش از 4000 جهش مشکوک جمع‌آوری کردند، که توسط مطالعات GWAS در 13 نوع سرطان شناسایی شده بودند و این نواحی کنترلی را به توالی‌های DNA متصل کردند، سپس آزمایش‌هایی با مقیاس وسیع انجام دادند تا تعیین کنند که کدام جهش‌ها فعالیت توالی‌های نشانه‌گذاری‌شده را در نوع سلولی مرتبط تغییر می‌دهند. به‌ عنوان مثال، آنها جهش‌های مرتبط با سرطان ریه را در سلول‌های ریه انسان آزمایش کردند.

05

از 06

نقش سیستم ایمنی در توسعه سرطان

اما محققان مواردی پیدا کردند که آنها را شگفت‌زده کرد.

خاوری گفت: «یکی از یافته‌های جالب مربوط به ژن‌هایی بود که با التهاب قوی متصل هستند. هرچند ارتباط بین التهاب و سرطان در گذشته ثابت شده است، اما همچنان نامشخص بود که چه دلیلی این فرایند را شروع می‌کند. آیا سلول‌های سرطانی شروع‌کننده التهاب هستند یا سیستم ایمنی بدن این کار را انجام می‌دهند؟»

این پژوهش نشان می‌دهد که شاید تعامل بین سلول‌ها و سیستم ایمنی نقشی در این رابطه داشته باشد. این تعامل می‌تواند التهاب مزمن را ایجاد کند و در نتیجه، خطر ابتلا به سرطان را افزایش دهد.

06

از 06

آینده غربالگری و پیشگیری سرطان با کشف 380 جهش ژنتیکی

محققان در نهایت، از تکنیک‌های ویرایش ژن در سلول‌های سرطان کشت‌شده در آزمایشگاه استفاده کردند تا نشان دهند که نصف این جهش‌ها برای رشد مداوم سرطان ضروری هستند. آنها انتظار دارند که یافته‌های این مطالعه به‌عنوان یک نقطه شروع برای محققان در سراسر جهان به‌منظور درک ریسک ارثی سرطان و توسعه درمان‌های جدید مورد استفاده قرار گیرد.

خاوری بیان کرد: «اکنون ما یک نقشه اولیه داریم که نشان می‌دهد جهش‌های کوچک در DNA چگونه می‌توانند خطر ابتلا به سرطان در طول زندگی یک فرد را تعیین کنند.»

وی تصریح کرد: «امیدوار هستیم که این اطلاعات در آزمون‌های ژنتیکی آینده استفاده شود تا به شناسایی افرادی کمک کنند که بیشتر در معرض خطر بیماری‌های ژنتیکی پیچیده، مثل سرطان قرار دارند.»

این روش می‌تواند به ارزیابی دقیق‌تر خطر بیماری در هر فرد کمک کند و باعث تنظیم راهکارهای پیشگیرانه، مانند تغییر سبک زندگی، مصرف داروها یا انجام بررسی‌های تشخیصی مناسب شود.