تحويل الخلايا السرطانية إلى خلايا عضلية – تقنية CRISPR على الساحة

في عالم العلم، لكل دواء ناجح قصة طريق إلى الاكتشاف، ومثل هذه الأبحاث هي الأرض التي تولد فيها الأدوية الجديدة. والساركوما العضلية المخططة (RMS) نوع مدمر وعدواني من سرطان الأطفال يشبه الخلايا العضلية لدى الأطفال. ويعمل الأستاذ Christopher Vakoc وفريقه في مختبر Cold Spring Harbor على طريقة قد تحول هذه الخلايا السرطانية إلى خلايا عضلية، وقد يكون ذلك بداية اكتشاف علمي يمكن أن يحدث ثورة في علاج السرطان.

كانت يومًا خلية سرطانية، والآن أصبحت عضلة

اكتشف الفريق بقيادة Christopher Vakoc وMartyna Sroka طريقة قد تحول خلايا RMS إلى خلايا عضلية. وخلال هذا التحول، تكتسب الخلايا خصائص العضلات النموذجية ووظائفها. ويحدث هذا عندما يُخفَّض بروتين يُسمى NF-Y في الخلايا. وعند نقص NF-Y، يتوقف السرطان عن التكاثر ويبدأ باكتساب خصائص العضلات النموذجية.

نهج علاجي جديد: العلاج بالتمايز

هذا النهج العلاجي، العلاج بالتمايز (التفريق) هو الاسم الذي يُعرف به، ولم يكن معروفًا ما إذا كان سينجح في RMS. لكن بفضل الأعمال في مختبر Vakoc، أصبح الآن احتمالًا حقيقيًا. وللعثور على الجينات التي قد تحول خلايا RMS إلى خلايا عضلية، طور الفريق تقنية جديدة للمسح الجيني تستخدم CRISPR . وخلال هذه العملية، اكتُشف أن بروتين NF-Y يؤدي دورًا حاسمًا في هذا التحول.

الاستهداف الجيني القائم على CRISPR: طريقة ثورية في علاج السرطان

في السنوات الأخيرة، CRISPR (التكرارات العنقودية المتناظرة القصيرة المنتظمة التباعد) ، بوصفها تقنية في مجال تحرير الجينات أحدثت ثورة. وتتيح هذه التقنية للعلماء استهداف جينات محددة في DNA وتحريرها، مما يفتح أبوابًا جديدة لعلاج الأمراض. وفي هذا البحث الأخير عن الساركوما العضلية المخططة، كشفت طريقة الاستهداف الجيني القائمة على CRISPR أن نقص بروتين NF-Y قد يتيح تحول الخلايا السرطانية إلى خلايا عضلية طبيعية.

تقنية CRISPR المستخدمة في الدراسة

1. تحديد الجينات: أولًا، يستخدم الباحثون طرق المسح الجيني لتحديد الجينات المحتملة التي قد تتيح تحول خلايا RMS إلى خلايا عضلية طبيعية. وفي هذه الدراسة، تبين أن بروتين NF-Y يؤدي دورًا حاسمًا.
2. تحرير الجينات: يتيح نظام CRISPR-Cas9 استهداف جين محدد وتحريره (مركّب جينات NF-Y في هذه الحالة). ويتعرف هذا النظام على الجين المستهدف باستخدام جزيئات RNA، ويقطع DNA بواسطة إنزيم يُسمى Cas9.
3. تعطيل الجين: يقطع إنزيم Cas9 جين NF-Y، مما يؤدي إلى فقدان الجين وظيفته وتحفيز تمايز الخلايا (التفريق).

أعلاه، يُعرض تحول خلايا RMS إلى خلايا عضلية سليمة. وعندما يُخفض NF-Y في الخلايا، يتوقف السرطان عن التكاثر ويبدأ باكتساب خصائص العضلات النموذجية ووظائفها. وتُظهر الصور المجهرية في الصف السفلي الخلايا الحقيقية قبل هذا التحول وبعده.

التطبيق

في هذه الدراسة، استُهدف مركّب جينات NF-Y وعُطِّل باستخدام تقنية CRISPR. ويؤدي هذا التعطيل إلى فقدان وظيفة بروتين الاندماج PAX3-FOXO1، الذي يوقف التمايز العضلي المنشأ لخلايا RMS (التحول إلى خلايا عضلية). ونتيجة لذلك، تبدأ الخلايا بالتحول إلى خلايا عضلية طبيعية، مما يوقف التكاثر غير المنضبط للخلايا السرطانية ويعيد وظائف الخلايا الطبيعية.

العلاقة الجديدة بين NF-Y وRMS

قد يطلق هذا الاكتشاف الجديد تفاعلًا متسلسلًا يمكن أن يوصل العلاج بالتمايز إلى المرضى. وقد تكون هذه التقنية صالحة لأنواع أخرى من السرطان أيضًا، مما يعني أن العلماء قد يتعلمون يومًا تحويل أورام أخرى إلى خلايا سليمة.

علاج المستقبل: علاج بالتمايز أكثر إتاحة

يؤكد Vakoc إمكانية استخدام هذه التقنية لدراسة أي سرطان ومعرفة كيفية إحداث التمايز فيه. وقد يكون ذلك خطوة حاسمة نحو جعل العلاج بالتمايز أكثر إتاحة.

الدعم والأمل: العائلات ومختبر Vakoc

تدعم اكتشافات السرطان في مختبر Cold Spring Harbor عائلات تعيش في المنطقة وفقدت أقارب بسبب هذه السرطانات. ويقول Vakoc: "اجتمعوا بشيء من اليأس لمحاولة إيجاد استراتيجية علاج جديدة، وموّلونا". والآن قد تصبح هذه العائلات ومختبر Vakoc أبطال تقدم علمي قد ينقذ حياة الأطفال ويغير علاج السرطان جذريًا.