2021-ci ildə diqqət çəkən 5 xərçəng araşdırması

2021-ci ildə alimlər bəzi heyvanların təbii olaraq xərçəngə necə davamlı olmasından şiş hüceyrələrinin sürətlə dərman müqaviməti yaratmaq üçün hüceyrədənkənar DNT-dən necə istifadə etməsinədək çox şey öyrəndilər. Bu dəyərli məlumatlarla elmə töhfə verən fundamental elmi tədqiqatlara birlikdə baxaq.

Xərçəngi qoxulayan itlər

Şəkil: Xərçəng diaqnostikası üçün təlim keçmiş Florin adlı it sidik nümunəsini qoxulayır.

Xərçəng diaqnostikasında itlərin qoxu həssaslığından istifadə çoxdan mövcud olan fikir idi. Alimlər bu fikirlə hətta maşınlar düzəltməyə çalışdılar, lakin heç biri insanın ən yaxın dostu olan itlər qədər həssas olmadı. Tədqiqatçılar təkamüllə yarışmaq əvəzinə işi mütəxəssislərinə buraxmağa qərar verdilər. Konsepsiyanın sübutu tədqiqatında kişilərdə ikinci ən çox rast gəlinən xərçəng olan prostat xərçəngini aşkar etmək üçün maşın öyrənməsi alqoritmini öyrətmək məqsədilə itlərdən istifadə etdilər (tədqiqatın təfərrüatları üçün baxın "Prostat xərçəngini aşkar edən itlər" yazımız).

Almaniyanın Techische Hochshule Ingolstadt müəssisəsindən, tədqiqatda iştirak etməyən, təsvirlərin anlaşılması və süni intellektin tibbi tətbiqləri üzrə professor Marc Aubreville-in fikrincə, tədqiqat yalnız 12-sinin biopsiyası müsbət olan 50 kişidən alınmış azsaylı nümunəni əhatə etdiyindən itlər başqalarının əldə etdiyi həssaslıq və spesifikliyə çatmadı, lakin bu, ümidverici addım idi. Aubreville tədqiqat barədə bunları dedi: “Etdikləri həqiqətən fənlərarası və olduqca maraqlıdır. Məncə, üsul məntiqlidir… lakin bunun həqiqətən maşın öyrənməsi ilə işlədiyinə dair daha çox nümunə və daha yaxşı sübut görməyi çox istərdim.”

Metastaza dair yeni anlayış daha yaxşı müalicələrə yol aça bilər

Xərçəng hüceyrələrinin yarandığı toxumadan başqa orqan və toxumalara köçməsini ifadə edən metastaz, xərçənglə bağlı ölümlərin %90-ının səbəbi olmaqda davam edir.

Memorial Sloan Kattering-dən xərçəng bioloqu Adrienne Boire 2013-cü ildə karyerasının istiqamətini müəyyən edəcək xəstə ilə qarşılaşdı. Boire-nin cavab verə bilmədiyi əsas suallar vardı: Xəstənin xərçəngi onurğa beyni mayesinə necə və niyə yayılmışdı? Həqiqətən də “xərçəng hüceyrələrinin metastazı” kimi müəyyən olunan prosesdə yeni toxumalarda məhz necə koloniyalaşa və çoxala bilmişdilər?

Bu xəstə vasitəsilə Boire və digər alimlər metastazın xərçəngin gec mərhələsi olmaqdan çox, daha erkən başlaya bilən mürəkkəb proses olduğunu öyrəndilər. Həmçinin xərçəng hüceyrələrinin bəzən oyanmazdan əvvəl illərlə yuxuda qala bildiyi də aşkarlandı. Bu faktlar metastatik xərçəngləri izləmək və müalicə etmək üçün yeni yollar açdı. Boire tədqiqatçıların metastazı tamamilə azaltmağın yollarını hazırlayacağını deyir.

Xərçəng hüceyrələri yaşamaq üçün parazit kimi davrana bilər

Şiş hüceyrələri təsirli heterogenliyi (qarışıq quruluşu) ilə tanınır; hər hüceyrə qonşusundan/bacısından bir qədər fərqlənə bilər və bu, xərçəng müalicəsində böyük çətinlikdir. Bəzi hallarda müəyyən gen və ya zülalların itməsi hüceyrələri yeni həyat tərzinə yönəldə bilər. Minnesota Universitetinin tədqiqatçıları Ku kompleksi adlanan DNT təmir zülal kompleksindən məhrum xərçəng hüceyrələrinin parazitləşdiyini və sitoplazmatik materiallarına çatmaq üçün qonşu şiş hüceyrələrinə hücum etdiyini tapdılar.

Bundan əlavə, parazit kimi davranan xərçəng hüceyrələrinin bəzən digər hüceyrələrə daxil olduğu və çıxmazdan əvvəl içəridə pozulmadan qaldığı aşkarlandı. Tədqiqatda iştirak edən Minnesota Universitetindən molekulyar bioloq Nurten Saydam, bunun xərçəng hüceyrələrinin mikromühitindəki genetik streslərə uyğunlaşmasına və sonda metastaz verməsinə imkan yarada biləcəyini deyir. “Parazitlər hüceyrəyə girir. Orada gizlənir və sonra hər şey bitdikdə ortaya çıxıb daha yaxşı böyüyə bilirlər.”

Video: Ku70 çatışmazlığı olan kolorektal xərçəng hüceyrəsinin (sarı oxla göstərilən yaşıl hüceyrə) bir hüceyrədən çıxması və ardınca növbə ilə digər iki hüceyrəyə daxil olması.

Xərçəng xromosomlardan kənardakı DNT tərəfindən istiqamətləndirilə bilər

2012-ci ildə Paul Mischel qlioblastoma (GBM) xəstələrinin şişlərinin genetika qanunlarına meydan oxuyaraq inkişaf etdiyini görəndə təəccüblənmişdi. Böyüməni təşviq edən onkogeni hədəfləyən dərmanlarla aqressiv müalicələrə baxmayaraq şişlər iki xəstədə də müqavimət yaratmışdı. Mischel və komandası bu müqaviməti təmin edən DNT-nin xəstələrin xromosomlarında deyil, hər hüceyrənin nüvəsində olan xromosomdankənar DNT-də (ecDNA) olduğunu kəşf etdi.

Şəkil: Parçalanmış yoğun bağırsaq xərçəngi hüceyrələrinin skanedici elektron mikroskopu təsvirində xromosomdankənar DNT görüntüsü. (Böyük nöqtələr digər hüceyrələrdən gələn bütöv nüvələrdir) (Boundless Bio-dan Kristen Turner tərəfindən çəkilmişdir)

Əvvəllər gözdən qaçan bu ecDNA-nın o vaxtdan bəri çox yüksək səviyyədə onkogen transkripsiyasını (xərçəngi tətikləyən gen çoxalmasını) təşviq etdiyi, hətta tamamilə yeni gen tənzimləyici qarşılıqlı təsirlər yaratdığı aşkar edilmişdir; bunların hamısı xərçəngləri daha davamlı etmək üçün birləşir.

Bu yeni kəşf həmçinin Mischel və komandasının Boundless Bio adlı şirkət yaratmasına öncüllük etmiş, ecDNA əsaslı xərçənglərin müalicəsi üçün yeni yolları müəyyənləşdirmək və inkişaf etdirmək məqsədilə yeni müalicə seçimləri ortaya çıxarmışdır.

Mischel “ecDNA biologiyasının əsas cəhətlərini açmağı hədəfləyən istedadlı tədqiqatçıların artan marağını görmək həyəcanvericidir” deyir. “Xəstələr üçün yeni vasitələrin, yeni əməkdaşlıqların və yeni müalicələrin hazırlanmasını səbirsizliklə gözləyirik.”

Kor köstəbək siçovulları xərçənglə mübarizə üçün junk (zibil) DNT-dən istifadə edir

Şəkil: Kor köstəbək siçovulu (Rochester Universiteti)

Kor köstəbək siçovullarının yalnız görünüşləri deyil, genetikası da qəribədir. Gözləri olmayan bu gəmiricilər xərçəngönü hüceyrələrin ölümünü tətikləyən iltihabi sitokin interferon beta (INF-β) istehsalının artması sayəsində çox uzun yaşayır və təbii olaraq xərçəngə davamlıdırlar. Tədqiqatçılar yaxın zamanda bu unikal xərçənglə mübarizə qabiliyyətini köstəbək siçovullarının genomunda özünü kopyalayan və yenidən başqa yerə yerləşərək hərəkət edə bilən DNT ardıcıllıqlarınadək izlədilər. Bu “sıçrayan genlər” insanları da əhatə edən həyat ağacında mövcuddur, lakin adətən metilləşmə yolu ilə susdurulur.

Lakin tədqiqatçılar köstəbək siçovullarında sürətlə çoxala bilən hüceyrələrdə retrotranspozon RNT-lər və INF-β daha bol olduğu halda DNT-ni metilləşdirən fermentlərin səviyyəsinin daha aşağı olduğunu, bunu insan hüceyrələrində süni şəkildə təkrarlaya bildiklərini kəşf etdilər.

Tədqiqatda iştirak etməyən Johns Hopkins Tibb Məktəbindən xərçəng bioloqu Stephen Baylin tədqiqat barədə "Bu hesabat xərçəng hüceyrələrini birbaşa öldürmək və ya xərçəngöldürücü müalicələrə qarşı həssas etmək üçün iltihabi siqnalların necə tətiklənə biləcəyinə dair vacib və yeni mexanistik anlayışı təsvir edir. Bunun əhəmiyyəti həqiqətən çox dərindir.” dedi.