5 دراسات بارزة عن السرطان في عام 2021

في 2021 تعلم العلماء أمورًا كثيرة، من كيفية اكتساب بعض الحيوانات مقاومة طبيعية للسرطان إلى كيفية استخدام الخلايا الورمية الحمض النووي خارج الخلية لتطوير مقاومة دوائية سريعة. لنستعرض معًا دراسات العلوم الأساسية التي أسهمت بهذه المعارف القيمة في العلم.

كلاب تشم السرطان

الصورة: Florin، كلب مدرّب على تشخيص السرطان، يشم عينة بول.

فكرة استخدام حساسية حاسة الشم لدى الكلاب لتشخيص السرطان قديمة. وحاول العلماء انطلاقًا منها صنع أجهزة، لكن أيًا منها لم يضاه حساسية الكلاب، أفضل أصدقاء الإنسان. وبدلًا من منافسة التطور، قرر الباحثون ترك العمل لأصحاب الخبرة. وفي دراسة لإثبات المفهوم استخدموا الكلاب لتدريب خوارزمية تعلم آلي على كشف سرطان البروستاتا، ثاني أكثر السرطانات شيوعًا لدى الرجال (لتفاصيل الدراسة راجعوا مقالنا «كلاب تكشف سرطان البروستاتا»).

بحسب البروفيسور Marc Aubreville، المختص بفهم الصور والتطبيقات الطبية للذكاء الاصطناعي في Techische Hochshule Ingolstadt بألمانيا، والذي لم يشارك في الدراسة، لم تبلغ الكلاب الحساسية والنوعية اللتين حققهما آخرون، لأن الدراسة شملت عددًا صغيرًا من العينات المأخوذة من 50 رجلًا لم تكن نتيجة الخزعة إيجابية إلا لدى 12 منهم، لكنها كانت خطوة واعدة. وقال Aubreville عن الدراسة: «ما فعلوه متعدد التخصصات حقًا ومثير جدًا. أرى أن الطريقة منطقية… لكنني أتمنى حقًا رؤية عينات أكثر وأدلة أفضل على أنها تعمل بالفعل بالتعلم الآلي».

فهم جديد للنقائل قد يقود إلى علاجات أفضل

تظل النقائل، أي انتقال الخلايا السرطانية من نسيج منشئها إلى أعضاء وأنسجة أخرى، سبب 90% من الوفيات المرتبطة بالسرطان.

التقت عالمة بيولوجيا السرطان Adrienne Boire من Memorial Sloan Kattering في 2013 بمريض سيحدد مسار حياتها المهنية. وكانت هناك أسئلة أساسية لم تستطع الإجابة عنها: كيف ولماذا انتشر سرطان المريض إلى السائل الشوكي؟ وكيف استطاعت الخلايا في العملية المسماة «انتشار الخلايا السرطانية» أن تستوطن أنسجة جديدة وتتكاثر فيها؟

مع هذا المريض تعلمت Boire وعلماء آخرون أن النقائل عملية معقدة يمكن أن تبدأ أبكر بكثير، وليست مجرد مرحلة متأخرة من السرطان. كما وُجد أن الخلايا السرطانية قد تبقى خاملة سنوات قبل أن تستيقظ أحيانًا. وفتحت هذه الحقائق طرقًا جديدة لمراقبة السرطانات النقيلية وعلاجها. وتقول Boire إن الباحثين سيطورون سبلًا للحد من النقائل كليًا.

قد تتصرف الخلايا السرطانية كطفيليات لتبقى حية

تُعرف الخلايا الورمية بتغايرها اللافت (بنيتها المعقدة)؛ فقد تختلف كل خلية قليلًا عن جارتها أو شقيقتها، ما يشكل تحديًا كبيرًا لعلاجات السرطان. وفي بعض الحالات يدفع فقد جينات أو بروتينات معينة الخلايا إلى تبني أنماط حياة جديدة. ووجد باحثو جامعة Minnesota أن الخلايا السرطانية التي تفتقر إلى معقد بروتيني لإصلاح DNA يسمى معقد Ku تصبح طفيلية وتهاجم الخلايا الورمية المجاورة للوصول إلى موادها السيتوبلازمية.

علاوة على ذلك، وُجد أن الخلايا السرطانية التي تتصرف كطفيليات تدخل أحيانًا خلايا أخرى وتبقى سليمة داخلها قبل أن تخرج. وتقول عالمة البيولوجيا الجزيئية بجامعة Minnesota المشاركة في الدراسة Nurten Saydam إن ذلك قد يتيح للخلايا السرطانية التكيف مع الضغوط الجينية في بيئتها الدقيقة ثم إحداث النقائل في النهاية. «تدخل الطفيليات الخلية وتختبئ هناك، ثم حين ينتهي كل شيء تخرج وتستطيع النمو بصورة أفضل بكثير».

الفيديو: خروج خلية سرطان قولون ومستقيم تفتقر إلى Ku70 (الخلية الخضراء المشار إليها بالسهم الأصفر) من خلية، ثم دخولها خليتين أخريين على التوالي.

قد يُوجَّه السرطان بواسطة DNA الموجود خارج الكروموسومات

في 2012 فوجئ Paul Mischel حين رأى أورام مرضى الورم الأرومي الدبقي (GBM) تتطور بما يتحدى علم الوراثة. فرغم العلاجات المكثفة بأدوية تستهدف جينًا ورميًا محفزًا للنمو، اكتسبت الأورام مقاومة لدى مريضين. واكتشف Mischel وفريقه أن DNA الذي يمنح هذه المقاومة ليس في كروموسومات المرضى، بل في DNA خارج الكروموسومات (ecDNA) الموجود في نواة كل خلية.

الصورة: DNA خارج الكروموسومات في صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح لخلايا سرطان القولون المفتتة. (النقاط الكبيرة نوى سليمة من خلايا أخرى) (التقطتها Kristen Turner من Boundless Bio)

ومنذ ذلك الحين وُجد أن ecDNA، الذي كان يُغفل سابقًا، يعزز نسخ الجينات الورمية بمستويات مرتفعة جدًا (تكاثر الجينات المحفزة للسرطان)، بل يخلق تفاعلات تنظيمية جينية جديدة تمامًا؛ وتتضافر جميعها لجعل السرطانات أكثر مقاومة.

كما قاد هذا الاكتشاف الجديد Mischel وفريقه إلى تأسيس شركة Boundless Bio، وأتاح خيارات علاجية جديدة لتحديد وتطوير طرق جديدة لعلاج السرطانات القائمة على ecDNA.

يقول Mischel: «من المثير رؤية الاهتمام المتزايد من الباحثين الموهوبين الساعين إلى فك الجوانب الأساسية لبيولوجيا ecDNA». ويضيف: «نتطلع إلى تطوير أدوات جديدة وتعاونات جديدة وعلاجات جديدة للمرضى».

تستخدم فئران الخلد العمياء DNA الخردة (القمامة) لمحاربة السرطان

الصورة: فأر خلد أعمى (جامعة Rochester)

ليست هيئة فئران الخلد العمياء وحدها غريبة، بل جيناتها أيضًا. تعيش هذه القوارض عديمة العيون طويلًا جدًا وتقاوم السرطان طبيعيًا بفضل زيادة إنتاج السيتوكين الالتهابي إنترفيرون بيتا (INF-β)، الذي يحفز موت الخلايا السابقة للسرطان. وتتبع الباحثون مؤخرًا هذه القدرة الفريدة على مكافحة السرطان إلى تسلسلات DNA في جينوماتها تستطيع نسخ نفسها والتحرك بالاستقرار في موضع جديد. وهذه «الجينات القافزة» موجودة عبر شجرة الحياة، بما فيها البشر، لكنها تُسكَت عادة بالمثيلة.

لكن الباحثين اكتشفوا لدى فئران الخلد أن الخلايا القادرة على التكاثر بسرعة تحتوي على كميات أوفر من RNA الينقولات الراجعة وINF-β، مقابل مستويات أدنى من الإنزيمات التي تُحدث مثيلة DNA، وأنهم استطاعوا محاكاة ذلك اصطناعيًا في الخلايا البشرية.

وقال عالم بيولوجيا السرطان Stephen Baylin من كلية الطب بجامعة Johns Hopkins، الذي لم يشارك في الدراسة: «يقدم هذا التقرير فهمًا آليًا مهمًا وجديدًا لكيفية تحفيز الإشارات الالتهابية في الخلايا السرطانية لقتلها مباشرة أو جعلها عرضة للعلاجات القاتلة للسرطان. وأهمية ذلك عميقة حقًا». هذا ما قاله عن الدراسة.