هل كنت تعلم أن السرطان يتطور؟ وهل يمكن منع ذلك؟

منع انتشار السرطان وتطوره والأضرار المصاحبة له، وإيجاد علاج وشفاء للسرطان، كان من بين علم الأورام الأهداف الأساسية لهذه الأقسام. التعامل مع السرطان من منظور تطوريقد يزيح بعض ستائر الغموض. ولنناقش هذا الموضوع، نحتاج أولًا إلى بعض المعلومات الأساسية.

عن السرطان – ما السرطان؟

يمكن وصف السرطان، الناشئ بطبيعة مبادئ الحياة، بأنه أثر جانبي لعمل آليات التطور. فبسبب تراكم أضرار DNA ، أو في بعض السرطانات بسبب عوامل فيروسية، تُلاحظ مجموعة من الأمراض تُظهر فيها الخلايا نموًا غير منضبط وقدرة على إحداث نقائل ، أي الانتشار إلى مناطق سليمة في الجسم، وهذه المجموعة تُسمى السرطان.

غالبًا ما يكون سبب هذا الانقسام غير المنضبط تغيرات غير مخطط لها في الشفرة الوراثية. الطفرة ، وهي تسمية هذه التغيرات، قد تحدث بطرق مختلفة: فقد تفسد الأشعة فوق البنفسجية UV بنية DNA ولا تملك أنظمة الإصلاح قدرة على إصلاح الضرر كله، وقد يُنسخ DNA خطأ ويُنسى إصلاح الخطأ أثناء النسخ، وقد تؤثر كمية المواد السامة في البيئة في طوبولوجيا الخلية وتعوق عمل أنظمة الانقسام. والطوبولوجيا فرع هندسي ورياضي يدرس خصائص الأسطح والأشكال العامة دون الاهتمام بالأطوال والزوايا. وفي هذه الحالات، يتدخل نظام إصلاح DNA أو الاستماتة ، أي الموت الخلوي المبرمج، أو الجهاز المناعي . وعند ظهور السرطان يكون هناك ضعف في آليات الضبط هذه. فمثلًا، يكون الجهاز المناعي الضعيف أقل قدرة من القوي على التعامل مع الخلايا المتحورة. وقد يحتوي الجهاز المناعي لدى بعض الناس على خلايا مناعية متخصصة تتعرف إلى الخلايا السرطانية أفضل؛ وقد وُصفت هذه الخلايا المتخصصة لدى أشخاص تجاوزوا عمر 100 سنة؛ انظر الاكتشاف ذا الصلة).

شرح الشكل: تُرسم في القسم العلوي الحالات التي تسبب تلف DNA، وفي القسم السفلي أكثر آليات إصلاح هذه الأضرار شيوعًا.

السرطان ظاهرة تقلل جودة الحياة في أقل آثارها، وتنهيها في أشد آثارها.

قدرة السرطان على الظهور في أنواع خلوية كثيرة أهم أوراقه منذ البداية. ويبدو أن السبب الأساسي لذلك هو ازدياد صعوبة إصلاح الأنظمة المختلفة التي تنشأ مع تعقد الخلية خلال التطور؛ وعدم تحسين عناصر الإصلاح بعد، أو غياب النظام أو الأنظمة اللازمة لتحسينها في الخلية. ولذلك، كلما ازدادت الكائنات تعقيدًا، تطور السرطان معها وامتد إلى المستقبل. وما دام التطور موجودًا، أي ما دامت المواد تتحول بمرور الزمن من شكل إلى آخر، فستوجد بُنى عضوية توافق تعريفنا لـ«السرطان». لكن الدراسات البشرية الحديثة مثلت بصيص أمل، وأسهمت في السعي إلى منع كثير من أنواع السرطان المعروفة.

توجد 4 أنواع أساسية للسرطان

1. ما ينشأ في الغدد والأنسجة الظهارية ويشكل أورامًا صلبة أو عضوية، وهو السرطانة، أشيع أنواع السرطان. ويندرج تحتها سرطان البروستاتا والثدي والرئة والقولون.
2. المعروف أيضًا بسرطان الأنسجة الرخوة، وينشأ في العضلات والأعصاب والدهون والأوتار والأوعية وغيرها ويشكل أورامًا رخوة، وهو الساركوما، نوع نادر من السرطان.
3. ابيضاض الدم، يُعرف أيضًا بسرطان الدم. وببساطة هو إنتاج كريات بيضاء غير طبيعية بلا ضبط في نخاع العظم. وتستمر هذه الكريات بالتكاثر بدل أن تموت بعد مدة. وهذا يعني أن المساحة المتاحة للكريات الحمراء في الدم تقل، وبالتالي ينخفض الأكسجين المحمول والمنقول. وفي الغالب لا يُلاحظ تكوّن ورم.
4. اللمفوما، تحدث في الخلايا اللمفاوية B و T والخلايا القاتلة الطبيعية، وهي أنواع كريات بيضاء تعمل على التعرف إلى مسببات المرض. وقد يُلاحظ تشكل أورام.

للأورام نوعان أساسيان 2:

1. الأورام الحميدة (benign)، لا تُحدث نقائل، وتكون غالبًا محاطة بنسيج ضام وتنقسم مدة محدودة. وتشبه الخلايا الطبيعية أكثر في خصائصها. لكنها قد تضر الأعصاب بسبب بنيتها المتراصة، وتقلل تدفق الدم، وتسبب بصورة غير مباشرة غرغرينا قائمة على نقص التروية، وتؤدي إلى تلف الأعضاء وغيرها. وتُلاحظ حول الأورام الحميدة نسبة منخفضة من تكوّن الأوعية ، أي تفرع أوعية جديدة، مما يؤدي دورًا مهمًا في عدم قدرتها على النمو السريع وإحداث النقائل.
2. الأورام الخبيثة (malign)، تستطيع إحداث النقائل وتتكاثر دون ضبط شديد. وقد تخل بعمل عضو تؤثر فيه مباشرة أو بصورة غير مباشرة. ومن المباشر ظهور السرطان على بنية وتأثيره في عملها، ومن غير المباشر استهلاك معظم أكسجين الدم وغذائه لتطور الورم عند كثرة تكوّن الأوعية. كما تتطور القدرة على الانتقال كثيرًا بفضل ارتفاع معدل تكوّن الأوعية. وتُسمى الأورام التي تميل إلى الخباثة أورامًا قبل خبيثة pre-malign. ويجب مراقبتها بدقة، وإلا فقد تتحول إلى أورام خبيثة.

ليس كل سرطان يشكل ورمًا، ولا يُشخص كل ورم بأنه سرطان تزول معظم الأورام الحميدة تلقائيًا، أو تبقى معك مثل بعض الزوائد الجلدية في جسمك، انظر الفرق بين الشامات والزوائد الجلدية. وتوجد معايير معينة لتحول الزوائد الجلدية إلى سرطان، وقد يكون بعضها نذيرًا له.

ما التطور؟

قبل مناقشة تطور السرطان، ينبغي أيضًا وضع تعريف للتطور . ورغم شرحه كثيرًا من زاويته البيولوجية، ينبغي تقديمه أساسًا بوصفه قانونًا لآلية عمل كوننا. التطور هو تراكم تغيرات صغيرة بمرور الوقت حتى تصبح فروقًا كبيرة. أي أن شيئًا ينشأ من أصل يتحول في النهاية بتغيرات طفيفة إلى شيء جديد. وهذا ينطبق على كل شيء دنيوي، فضلًا عن الكائنات الحية. فلننظر من هذه الزاوية:

يمكنك رؤية هذه الظاهرة في كل مكان وزمان ومجال. فمن أمثلتها الجميلة تغيرات تحدث خلال زمن طويل، مثل شخصيات الناس وتبادل الثقافات وحركة القارات وتغير الآلات الموسيقية وتطورها وتطور أدوات الحرب وازدياد طرق العلاج يومًا بعد يوم؛ وكذلك تغيرات تحدث في وقت أقصر بالمقارنة، مثل اختلاف علاقة الوالدين بأبنائهم أو أحفادهم وتغير الإدراك الموسيقي وكون بطيخ اليوم أكثر لحمًا من البطيخ الذي نما قبل مئة سنة.

التطور، كما وُصف أعلاه، مصطلح عام. وفروعه الأساسية الثلاثة هي التطور الكيميائي الذي يدرس تطور الجزيئات ونشوء مواد جديدة، والتطور الفيزيائي الذي يدرس القوانين الفيزيائية التي أخذت تنتظم تدريجيًا منذ الانفجار العظيم، ومعها الظواهر الكيميائية والكونية والبيولوجية بصورة غير مباشرة، والتطور البيولوجي الذي يدرس الحياة وتعقيدات الكائنات الحية. وقد مهدت هذه الفروع الثلاثة لعدد لا يحصى من فروع العلم.

يقسم مفهوما التطور الكبير والصغير التطور إلى مجموعتين استنادًا إلى الزمن اللازم للوصول إلى درجة جديدة منه. التطور الكبيريصف تراكم تغيرات تستغرق مدة طويلة، بينما التطور الصغيريصف ما يحدث في زمن أقصر نسبيًا. وقد صيغت أمثلة الفقرة الثانية تحت هذا العنوان بحيث توافق التطور الكبير ثم الصغير على التوالي.

ما الفرق بين النظرية والقانون والظاهرة؟

بعد أن شرحنا التطور «بإيجاز»، ولتوضيح الفرق بين التطور ونظرية التطور ، فلننظر أيضًا «بإيجاز» إلى الفرق بين النظرية والقانون والظاهرة:

أدت انتقائية الناس في بعض النقاط عند نقل المعلومات إلى بعضهم إلى نسيان نقاط مهمة بمرور الزمن. وتضرر تعريفا النظرية والقانون خلال سنوات الصراع بين المناهج. وهذان المصطلحان العلميان أداتان بوظيفتين منفصلتين تمامًا لا يمكن تحويل إحداهما إلى الأخرى. ولا ينبغي نسيان أن كليهما يستند إلى المنهج العلمي ويُبنى من أجزاء صغيرة إلى أكبر، وأن كليهما يحتاج تجارب وأدلة قاطعة. ومع تشابههما من هذه الناحية، فلا تشابه في الناحية التالية:

• النظريةتُستخدم لشرح ظاهرة. وتنشأ النظريات من فرضيات مستندة إلى الملاحظة، وتحتاج أدلة كثيرة لشرح الظاهرة كاملًا. ويستمر البحث في هذه الظواهر، مع الاستعانة بفروع علمية كثيرة لجعل تفسير النظرية أكثر دقة وقبولًا تدريجيًا. ومن الأمثلة النظرية الاقتصادية ونظرية المعلومات ونظرية التطور والنسبية والانفجار العظيم ونظرية الخلية.
• القانونيُستخدم لوصف ظاهرة، وينشأ أيضًا من فرضيات مبنية على ملاحظات. وتُصاغ القوانين بحسب إعطاء التجارب في كل أنحاء العالم النتائج نفسها بشأن الظواهر التي تصفها، وبحسب إمكان تشكيلها أساسًا علميًا. وتتولى النظريات شرح القوانين، بينما تصف القوانين ماهية الظواهر المستخدمة في النظريات. وهذه الثنائية مهمة جدًا لتقدم العلم. ومن أمثلتها استخدام قانون الجاذبية في نظرية النسبية، وقانون أوم في نظرية الدارات، وقانون حفظ الكتلة في النظرية الحركية.
• أما الظواهر فهي أشياء قابلة للملاحظة يُجرى البحث فيها، وتُصاغ فرضيات من تلك الأبحاث، ثم تُعد قوانين أو نظريات انطلاقًا منها بدراسات طويلة تتطلب جهدًا. ومع استنادها إلى افتراض، فهي ليست نفسها افتراضًا. ويستند مفهوم الظاهرة المقبول علميًا إلى المادية الأنطولوجية؛ أي مهما بدت خارقة أو خارج الطبيعة، يمكن شرحها بآليات الكون والوصول إلى أصلها. ويتقبل العلماء هذه النظرة ويستخدمونها لتوافقها مع الآليات التي يهتم بها العلم ويدرسها.

في الختام، أصبح الفرق بين التطور ونظرية التطور واضحًا بسهولة: التطور ظاهرة، أما نظرية التطور فأداة لشرحها وفهمها وتكوين الأسس التي تتيح دراستها.

فلننظر الآن إلى التطور، وإلى نظرية التطور التي تشرح التطور البيولوجي وهي موضوع منهجي، من حيث التفسير الأورامي لنظرية التطور .

تطور السرطان: علم الأحياء التطوري والعلاج التكيفي

شرح الشكل: تكتسب الخلايا مع الانقسام طفرات قد تتيح نموًا غير طبيعي وتكوّن أورامًا. وقد تتكون الأورام ونقائلها من مجموعات خلوية متنوعة. أي إن الأورام النقيلية قد تمتلك نمطًا ظاهريًا، أي مظهرًا، ونمطًا جينيًا يختلفان كثيرًا عن الخلية السرطانية الأصلية.

يمكن أن تتكون الخلايا السرطانية في كل مكان في جسمنا، ولذلك يُلاحظ السرطان في أنواع خلوية مختلفة كثيرة. ولنفهم تطوره، فلنراجع أولًا كيف يتكون في أجسامنا.

قد ينشأ السرطان في خلايانا الجرثومية، أي التناسلية، وينتقل كصفة وراثية للأجيال التالية، مثل سرطان الثدي أو المبيض الوراثي، أو يحدث في خلايانا الجسدية ويبقى محدودًا بأجسامنا (انظر مفاهيم العائلي والوراثي والمتفرق في السرطان). وفي كلا المسارين توجد معايير معينة لحدوث السرطان، ومعظمها ضغوط تطورية.

الضغوط التطورية، بإيجاز، عوامل تسبب تغير الكائن الحي إيجابيًا أو سلبيًا.

وفي هذا الإطار، فلنفحص مثالًا بيئيًا من منظور أورامي:

الهدف الأساسي للكائنات الحية هو البقاء حتى وقت التكاثر. وتحمل مخاطر كثيرة احتمال عدم التزاوج: المنافسة والجوع والعطش والعوامل البيئية والصفات الوراثية، مثل قوة التعبير الجيني، وغيرها. وتؤدي عوامل كثيرة مثل ذكاء الكائن وكفاءة طرق صيده أدوارًا مهمة لاستمرار نسله. والتعامل مع ضغوط الانتقاء هذه، و التكيف مع الطبيعةالتي تصنعها هذه العوامل، واجتياز فترات التكاثر بنجاح وتقليل الضرر المكتسب خلالها، يُعرف بالنجاح التكيفي للكائن (fitness). وخلال التطور، إذا انتقلت ضغوط الانتقاء الواقعة على الكائنات الناجحة إلى فترة معينة من عمرها، تميل فترة أقصى نشاطها وطاقتها إلى ذلك النطاق الزمني. وهي في الحقيقة عملية فوضوية، ولا ينجو من مثل هذه الضغوط إلا المستعد للضغوط القادمة.

يبلغ عمر فئران البرية نحو 1 سنة، بينما يتراوح عمر فئران المختبر بين 2 و3 سنوات. وتظهر حالات السرطان في المختبر أكثر من أقاربها في الطبيعة، ومن الأسباب المهمة أن فئران المختبر مسنة. وتفقد خلايانا وظائفها مع تقدم العمر، لكن تذكر أن الجسم ينتج نحو 230 مليار خلية جديدة يوميًا؛ والمقصود ليس موت الخلايا بل فقدان الخلايا الجديدة وظائفها بمرور الوقت. ولهذا الفقد، للأسباب المذكورة أعلاه، أهمية كبيرة من ناحية سحب «شباب» الكائن، أي فترة أقصى طاقة وأمثل قدرة تكاثر، إلى الفترة التي انتقلت إليها الضغوط التطورية. وترتبط التبدلات في توزيع الطاقة خلال العمر مباشرة بالنجاح التكيفي.

- موضوع ذو صلة: لماذا يظهر السرطان غالبًا في الشيخوخة؟ نهج العلاج في العمر المتقدم

يمكن القول إن فئران البرية بالكاد تصل أصلًا إلى الشيخوخة. ولذلك تبقى خلايا أجسامها «شابة» نسبيًا، وتكون مجموعاتها الخلوية في أعلى كفاءتها ووظيفتها نسبيًا. ويدل نجاحها التكيفي المرتفع على أن أنظمة منع تكوّن السرطان أو إيقافه تعمل بأعلى نشاط.

فلننقل ذلك الآن إلى المستوى الخلوي:

من أسباب تحول الخلايا إلى سرطانية تقلبات النجاح التكيفي للمجموعات الخلوية في أنسجتنا. مسرطنة، أي المواد المسببة للسرطان مثل الأسبستوس والكادميوم والنيكل وكلوريد الفينيل وغيرها، قد تعطل عمل بعض المجموعات الخلوية لدى كائنات لا يعمل جهازها المناعي جيدًا قياسًا إلى عمرها، أي لديها قصور في القدرة التكيفية، وتسبب تلف DNA فيها. وعندما يحدث ذلك، قد تختل آليات الخلية وتتحول إلى سرطانية بحسب قدرتها على إصلاح الضرر التي يسمح بها عمرها. كذلك قد تسبب المسرطنات في بعض الحالات تحول مجموعات خلوية مرتفعة النجاح التكيفي إلى سرطانية، ويرتبط الأمر أيضًا بـ مدى تواتر دخول هذه المسرطنات إلى الجسم ومدى كثافتها (انظر, متى تسبب المادة المسرطنة السرطان).

إلى جانب الخلايا التي تتحول إلى سرطان بسبب الضغوط التطورية، هناك أيضًا خلايا سرطانية تنشأ من الخلية الجذعية السرطانية (CSC). وتأتي كل خلية في جسمنا إلى الحياة بوصفها خلية جذعية في المنطقة التي تنشأ فيها أول مرة. والخلايا الجذعية خلايا لم تُمنح بعد وظائف محددة.

تنقسم الخلايا الجذعية الطبيعية إلى بالغة وجنينية. ورغم أن كليهما يستطيع التحول إلى أنواع خلوية كثيرة، تستطيع الجنينية التحول إلى كل خلية في الجسم وهدفها الأساسي تشكيل الجنين. أما الجذعية البالغة، كخلايا نخاع العظم الجذعية المكونة للكريات الحمراء وغيرها والخلايا الجذعية العصبية المكونة للعصبونات، فلديها قدرة أقل من الجنينية ولا تتحول إلى كل خلايا الجسم، إذ ترتبط بعضو أو جهاز وهدفها الأساسي إصلاح الأنسجة.

لنتحدث عن الجذعية البالغة: فهي أطول عمرًا من جميع الخلايا الجسدية والتناسلية، وتُحفظ بأعداد محددة في العضو المعني. ولأن جسمنا تطور بحيث لا ينتج جديدًا منها إلا عند الحاجة، فهناك خطر تراكم الطفرات في الخلايا الموجودة المنتظرة. وإذا راكمت عددًا كافيًا وطفرات ورمية معينة، فقد تشكل أورامًا حيث تُستخدم. وإذا سمحت طفراتها بالنقائل، تُسمى خلايا جذعية سرطانية نقيلية MCSC. وما زالت الدراسات جارية؛ وقد يهم لرسم خريطة النقائل الجزيئية وفهم خصائص تحول الجذعية إلى سرطان دور في التغلب عليه.

توجد 3 أنواع جينية مرتبطة بالسرطان

وهي؛

كيف يساعدنا علم الأحياء التطوري على التغلب على السرطان؟

يمكن ربط الإجابة مجددًا بالانتقاء:

العلاج الكيميائي، رغم نجاحه غالبًا في تصغير الأورام، قد يجد السرطان في ظروف معينة طريقًا للنكوس أو العودة (انظر أي السرطانات تنكس وبأي نسبة). وهذا «الطريق الذي يجده» هو الجزء الذي يهم علم الأحياء التطوري. الانتقاء الطبيعي ، عند تفسير نظرية التطور للسرطانات الأقوى التي تنكس بعد جلسات الكيميائي، فإنها تستعين بمفهوم «بقاء الأكثر تكيفًا»، المعروف أيضًا بـ«بقاء الأفضل» أو «بقاء الأقوى» (survival of the fittest). فالعلاج الكيميائي لا يزيل الخلايا السرطانية في موضع تطبيقه فحسب، بل يضر أيضًا بالخلايا السليمة بدرجة أقل. لذلك فإن الخلايا الناجية من «القصف الكيميائي» مرتفعة النجاح التكيفي. وبالطبع يُتوقع أن تكون هذه الخلايا الأكثر عرضة للطفرات والقابلية للتغير، أي سرطانية. وإذا نجت خلية سرطانية واحدة، يبقى احتمال نكس الورم قائمًا. ومع ذلك، يمكن تحقيق الشفاء الكامل بالكيميائي في السرطانات شديدة الحساسية له، خصوصًا الخصية والقولون والثدي.

مشكلة المقاومة الدوائية في السرطان ، يُجرب استخدام العلاج التكيفي AT للتعامل معها. ورغم تقديمه كطريقة أكثر مشقة وغير ضرورية، فهو علاج يستند إلى أقل ضرر ممكن للمريض. وفيه يُسمح للخلايا السرطانية بامتلاك منطقتها وإظهار نجاحها التكيفي داخلها. وبذلك تُنفق الطاقة التي كانت ستُخصص لأنظمة التكاثر على إبقاء نجاح المجموعة التكيفي ثابتًا، فتُحفظ أنماطها الظاهرية متجانسة؛ وهي الخصائص الطوبولوجية، أو عند مناقشة السرطان انعكاس التعبير الجيني المانح للمقاومة في الخصائص الجسدية. ويُستفاد من هذا التجانس لتقليل عدد الخلايا الناجية من القصف الذي يستهدف مجموعة ذات أنماط ظاهرية متشابهة إلى الحد الأدنى.

يقلل هذا النهج ضرر الخلايا السليمة، ويمنع الخلايا السرطانية من صعود درجات التطور واكتساب مقاومة فوق مقاومة بصورة غير مباشرة. وبالنتيجة، يقل مقدار الكيميائي المطلوب لها، وبإبقاء الجرعة المؤثرة في الخلايا السليمة منخفضة أيضًا، يقلل الطاقة التي تحتفظ بها الخلايا السرطانية لأنظمة مثل التكاثر ومضخات السموم إلى الحد الأدنى، ويضمن في أفضل الأحوال عدم نكس السرطان مرة أخرى.

مع ذلك، مع تطور العلاج المناعي و علاجات السرطان الموجهة إلى أهداف جينية ، انخفض الاهتمام بتطبيقات العلاج الكيميائي التكيفي.

النتيجة

السرطان من أسرع الأمراض تطورًا، وتتحدد سرعة تطوره بشدة الضغوط التطورية المطبقة عليه. وخارج العلاج، ترتبط هذه الضغوط غالبًا بعوامل بيئية طبيعية ووراثية. وعندما تتضح هذه العوامل في ضوء نظرية التطور، نكتشف طرقًا لزيادة فعالية علاجاتنا ونواصل اكتشافها.