آیا می‌دانستید سرطان تکامل می‌یابد؟ آیا می‌توان جلوی آن را گرفت؟

جلوگیری از انتشار و رشد سرطان و آسیب همراه، یافتن درمان و چاره، انکولوژی از اهداف اصلی بخش‌های آن بوده است. نگاه تکاملی به سرطانمی‌تواند برخی رازها را روشن کند. ابتدا چند آگاهی پایه لازم داریم.

درباره سرطان – سرطان چیست؟

سرطان را می‌توان به اقتضای اصول حیات، در کار سازوکار تکامل، یک اثر جانبی دانست. انباشته شدن آسیب‌های DNA (در برخی سرطان‌ها، عوامل ویروسی) موجب می‌شود گروهی بیماری با رشد بی‌کنترل سلول و رسیدن به ناحیه سالم بدن از راه متاستاز یا انتشار پدید آید؛ این گروه، سرطان نام دارد.

اغلب علت تقسیم بی‌کنترل تغییر ناخواسته در کد ژنتیک است. جهش این تغییر از راه‌های مختلف رخ می‌دهد: UV ساختار DNA را خراب می‌کند و ترمیم کافی نیست؛ DNA غلط کپی و اصلاح هنگام همانندسازی فراموش می‌شود؛ یا مواد سمی محیط توپولوژی سلول را تغییر و تقسیم را مختل می‌کنند. توپولوژی شاخه هندسه/ریاضی ویژگی سطح و شکل کلی، مستقل از طول و زاویه است. در این موارد ترمیم DNA، آپوپتوز (مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول) یا سامانه ایمنی فعال می‌شود. در سرطان این کنترل‌ها ضعیف‌اند؛ ایمنی ضعیف با سلول جهش‌یافته کمتر از ایمنی قوی مقابله می‌کند. یا برخی سلول ایمنی تخصصیِ شناسایی بهتر سرطان دارند؛ مثلاً در افراد بالای 100 سال چنین سلولی شناخته شده ( ببینید کشف مربوط).

توضیح شکل: بالا وضعیت‌های آسیب DNA و پایین رایج‌ترین سازوکار ترمیم آن‌ها تصویر شده است.

سرطان در کمترین اثر کیفیت زندگی را کم و در بیشترین اثر زندگی را تمام می‌کند.

توان ایجاد سرطان در انواع سلول مهم‌ترین امتیاز آغازین آن است. علت اصلی ظاهری، پیچیده‌تر شدن سلول در تکامل و دشوارتر شدن ترمیم سامانه‌های پدیدآمده؛ اجزای ترمیم هنوز بهینه نیستند یا سامانه لازم بهینه‌سازی در سلول نیست. پس با پیچیدگی جاندار، سرطان نیز تکامل می‌یابد. تا تکامل و تبدیل ماده از شکلی به شکل دیگر در زمان هست، ساختار آلی مطابق تعریف سرطان هم هست. اما پژوهش اخیر بشر امید و سهمی در پیشگیری بسیاری انواع شناخته‌شده داشته است.

سرطان 4 نوع اصلی دارد

1. در غده و بافت پوششی و سازنده تومور جامد اندامی، کارسینوم شایع‌ترین سرطان است. پروستات، پستان، ریه و کولون در این گروه‌اند.
2. سرطان بافت نرم در عضله، عصب، چربی، تاندون، رگ و غیره با تومور نرم، سارکوم، نوع نادر سرطان است.
3. لوسمی، سرطان خون هم نام دارد. ساده یعنی تولید بی‌کنترل گلبول سفید غیرطبیعی در مغز استخوان. به‌جای مرگ پس از مدتی به تکثیر ادامه می‌دهند؛ جای گلبول قرمز کم و اکسیژن انتقالی کمتر می‌شود. بیشتر توموری دیده نمی‌شود.
4. لنفوم، در لنفوسیت B، T و کشنده طبیعی، انواع گلبول سفید شناسایی‌کننده عامل بیماری، رخ می‌دهد. ممکن است تومور دیده شود.

تومور 2 نوع اصلی دارد:

1. تومور خوش‌خیم، متاستاز نمی‌دهد، معمولاً بافت همبند دور آن است و مدتی تقسیم می‌شود. به سلول طبیعی شبیه‌تر است، اما ساختار فشرده می‌تواند عصب را آسیب، جریان خون را کم و غیرمستقیم قانقاریای ایسکمیک یا آسیب اندام ایجاد کند. اطراف خوش‌خیم میزان کم، رگ‌زایی یا شاخه‌زنی رگ تازه هست که در ناتوانی رشد سریع و متاستاز نقش مهم دارد.
2. تومور بدخیم، با متاستاز و تکثیر بسیار بی‌کنترل، کار اندام را مستقیم یا غیرمستقیم مختل می‌کند. مستقیم یعنی ایجاد روی ساختار و تغییر عملکرد؛ غیرمستقیم مثلاً رگ‌زایی شدید، اکسیژن و غذای خون را بیشتر صرف رشد تومور می‌کند. رگ‌زایی بالا توان متاستاز را هم بسیار بیشتر می‌کند. تومور مستعد بدخیمی پیش‌بدخیم نام دارد و باید دقیق پایش شود، وگرنه بدخیم می‌شود.

همه سرطان‌ها تومور نمی‌سازند و همه تومورها سرطان نیستند بیشتر تومور خوش‌خیم خودبه‌خود می‌رود یا مانند برخی منگوله‌های پوستی بدن همراهتان می‌ماند (تفاوت خال و منگوله را ببینید). برای سرطانی شدن معیارهایی هست و برخی می‌توانند هشدار سرطان باشند.

تکامل چیست؟

پیش از بحث تکامل سرطان باید، تعریف تکامل بیاید. گرچه اغلب زیستی شرح داده می‌شود، در اصل باید قانون سازوکار جهان معرفی شود. تکامل انباشت تغییر کوچک در زمان و تبدیل به تفاوت بزرگ است. چیزی با تغییر کوچک سرانجام تازه می‌شود؛ نه‌فقط حیات بلکه همه امور جهان. چنین نگاه کنیم:

این پدیده را در هر مکان، زمان و حوزه می‌توان دید. شخصیت انسان‌ها، تبادل فرهنگ، حرکت قاره‌ها، تغییر و تکامل ساز موسیقی، پیشرفت ابزار جنگ و افزایش روزانه روش درمان نمونه تغییر در مدت طولانی‌اند. در مقایسه، تفاوت رابطه والد با فرزند یا نوه، تغییر برداشت موسیقی و گوشتی‌تر بودن هندوانه امروز از هندوانه صد سال پیش در زمان کوتاه‌تر رخ می‌دهند و نمونه‌های بسیار خوبی از تکامل‌اند.

تکامل اصطلاحی کلی است. تکامل شیمیایی مولکول و ماده نو، تکامل فیزیکی قوانین تدریجاً منظم از مهبانگ و غیرمستقیم امور شیمیایی، کیهانی و زیستی، و تکامل زیستی حیات و پیچیدگی آن، سه شاخه اصلی‌اند. این‌ها پیشگام شاخه‌های بی‌شمار علم شده‌اند.

کلان‌تکامل و خردتکامل بر پایه زمان رسیدن به مرحله تازه، تکامل را دو گروه می‌کنند. کلان‌تکامل، انباشت تغییر در مدت طولانی است؛ خردتکامل، تغییر در زمان نسبتاً کوتاه است. نمونه‌های بند دوم این بخش به‌ترتیب مطابق این دو نوشته شدند.

تفاوت نظریه، قانون و واقعیت چیست؟

اکنون تکامل را «کوتاه» توضیح دادیم، برای تفاوت تکامل و نظریه تکامل باز «کوتاه» تفاوت نظریه، قانون و واقعیت را ببینیم:

گزینشی بودن انتقال اطلاعات میان مردم باعث فراموشی نکات شده است. تعریف نظریه و قانون در تعارض سال‌ها برنامه درسی آسیب دید. این دو ابزار علمی به هم تبدیل نمی‌شوند و کار جدا دارند. هر دو بر روش علمی و ساخت کل از جزء، آزمایش و شاهد محکم تکیه دارند. اما در این جهت مشابه نیستند:

• نظریه، واقعیت را توضیح می‌دهد؛ از فرضیه مشاهده‌محور می‌آید و برای توضیح کامل شاهد فراوان می‌خواهد. پژوهش مداوم و رشته‌های متعدد توضیح را دقیق‌تر و پذیرفتنی‌تر می‌کنند. نظریه اقتصاد، اطلاعات، تکامل، نسبیت، مهبانگ و سلول نمونه‌اند.
• قانون، برای توصیف واقعیت به کار می‌رود. قانون نیز از فرضیه ساخته‌شده از مشاهده می‌آید و بر اساس نتیجه یکسان آزمایش درباره آن واقعیت در سراسر جهان و توان ایجاد پایه علمی شکل می‌گیرد. نظریه توضیح قانون را بر عهده دارد و قانون، چیستی واقعیت‌های به‌کاررفته در نظریه را توصیف می‌کند. این دوگانگی برای پیشرفت علم بسیار مهم است. استفاده از قانون گرانش در نظریه نسبیت، قانون اهم در نظریه مدار و قانون پایستگی جرم در نظریه جنبشی نمونه‌های خوب آن‌اند.
• واقعیت‌ها ، چیزهای مشاهده‌پذیرِ مورد پژوهش‌اند که از آن‌ها فرضیه و با کار طولانی قانون یا نظریه ساخته می‌شود؛ با وجود اتکا به فرض، خود فرض نیستند. مفهوم علمی واقعیت بر ماده‌گرایی هستی‌شناختی است: هرقدر فراطبیعی به نظر آید، در پایه با سازوکار جهان توضیح‌پذیر و منشأیابی‌شدنی است. چون با سازوکارهای مورد مطالعه علم سازگار است، دانشمندان می‌پذیرند و به کار می‌برند.

پس تفاوت تکامل و نظریه تکامل روشن است: تکامل واقعیت است و نظریه تکامل ابزار توضیح و معنابخشی و ایجاد زمینه پژوهش آن است.

اکنون تفسیر انکولوژیک تکامل و نظریه توضیح‌دهنده تکامل زیستی، موضوع درسی، یعنی تفسیر انکولوژیک نظریه تکامل را ببینیم.

تکامل سرطان؛ زیست‌شناسی تکاملی و درمان تطبیقی

توضیح شکل: با تقسیم سلول، جهش‌هایی برای رشد غیرطبیعی و ساخت تومور به دست می‌آیند. تومور و متاستاز می‌توانند از گروه سلولی مختلف باشند. پس تومور متاستاتیک ممکن است فنوتیپ ظاهری و ژنوتیپ ژنتیکی بسیار متفاوت از سلول آغازین داشته باشد.

سلول سرطان همه‌جای بدن ایجاد می‌شود و در انواع سلول دیده می‌شود. برای فهم تکامل ابتدا ایجاد آن در بدن را ببینیم.

سرطان ممکن است در سلول زایا رخ دهد و ارثی به نسل بعد برسد، مانند سرطان ارثی پستان و تخمدان، یا در سلول پیکری و محدود به بدن بماند (ببینید مفاهیم خانوادگی، ارثی و پراکنده در سرطان). در هر دو مسیر معیارهایی برای ایجاد هست که بیشترشان، فشار تکاملیهستند.

فشار تکاملی عوامل تغییر مثبت یا منفی جاندار است.

نمونه بوم‌شناختی را از نگاه انکولوژی بررسی کنیم:

در اصل بنیادی‌ترین هدف جاندار زنده ماندن تا زمان تولیدمثل است. خطرهای فراوان احتمال جفت‌گیری نکردن را همراه دارند: رقابت، گرسنگی، تشنگی، عوامل محیطی، ویژگی ارثی مانند توان بیان ژن؛ همچنین هوش جاندار و کارایی روش شکار و عوامل متعدد در تداوم نسل مهم‌اند. مقابله با این فشارهای انتخاب و طبیعتی که این عوامل ساخته‌اند، سازگاری با طبیعت؛ گذر موفق تولیدمثل و کمینه آسیب طی آن، موفقیت سازگاری (برازش) نام دارد. در تکامل، هر دوره عمر که فشار انتخابی جاندار موفق به آن منتقل شود، دوره بیشترین انرژی و فعالیت هم به آن میل می‌کند. فرایند آشفته است و فقط آماده‌های فشار آینده از آن زنده می‌مانند.

عمر موش وحشی حدود 1 سال است، اما موش آزمایشگاهی 2 تا 3 سال زندگی می‌کند. سرطان در آزمایشگاهی از خویشاوند وحشی بیشتر دیده می‌شود؛ یکی از علت‌های مهم سالمند بودن آن است. سلول‌های ما با پیری عملکرد از دست می‌دهند؛ البته فراموش نکنید هر روز حدود 230 میلیارد سلول نو ساخته می‌شود، پس بحث بیشتر افت عملکرد سلول نو در گذر زمان است تا مرگ سلول. از دست رفتن این عملکرد، به دلایل گفته‌شده، برای انتقال «جوانی» جاندار، یعنی بیشترین انرژی و ظرفیت بهینه تولیدمثل، به دوره‌ای که فشار تکاملی به آن منتقل شده بسیار مهم است. این جابه‌جایی توزیع انرژی در طول عمر مستقیم با برازش ارتباط دارد.

- موضوع مرتبط: چرا سرطان بیشتر در سالمندی است؟ رویکرد درمان سن بالا

می‌توان گفت موش وحشی به‌سختی به سالمندی می‌رسد. بنابراین سلول بدنش هنوز نسبتاً «جوان» است و گروه‌های سلولی در کارآمدترین و نسبتاً فعال‌ترین وضعیت خود هستند. برازش بالای این گروه‌ها نشان‌دهنده آن است که سامانه‌های پیشگیری یا متوقف کردن سرطان در فعال‌ترین حالت کار می‌کنند.

اکنون در مقیاس سلول ببینیم:

یکی از علت‌های سرطانی شدن نوسان برازش گروه‌های سلولی بافت است. سرطان‌زا، مانند آزبست، کادمیم، نیکل و وینیل کلرید، در جاندار با ایمنی نامناسب نسبت به سن و کمبود سازگاری، هم عملکرد گروه سلولی را خراب و هم DNA را آسیب می‌زنند. با توجه به توان ترمیم متناسب سن، سازوکار خراب و سلول سرطانی می‌شود. سرطان‌زا در بعضی شرایط حتی گروه با برازش بالا را هم سرطانی می‌کند؛ بخشی به این وابسته است که، سرطان‌زا با چه دفعات و شدتی وارد بدن شود (ببینید, ماده سرطان‌زا چه زمانی سرطان ایجاد می‌کند).

افزون بر سلول سرطان‌شده با فشار تکاملی، سلول سرطان ناشی از، سلول بنیادی سرطان (CSC) هست. هر سلول بدن در محل منشأ نخست به‌عنوان بنیادی می‌آید؛ بنیادی هنوز عملکرد اختصاصی نگرفته است.

سلول بنیادی طبیعی دو گروه بالغ و جنینی دارد. هر دو توان تبدیل به انواع فراوان سلول دارند، اما جنینی می‌تواند هر سلول بدن را بسازد و هدف اصلی‌اش ساخت جنین است. بنیادی بالغ، مانند بنیادی سازنده گلبول قرمز مغز استخوان و بنیادی عصبی سازنده نورون، از جنینی ظرفیت کمتری دارد و به همه سلول‌های بدن تبدیل نمی‌شود. به یک اندام یا سامانه وابسته است و هدف اصلی آن ترمیم بافت است.

بنیادی بالغ از همه سلول پیکری و زایا عمر بیشتر دارد و تعداد مشخص در اندام نگه داشته می‌شود. چون بدن فقط هنگام نیاز نو می‌سازد، در ذخیره جهش انباشته می‌شود. با جهش سرطان‌زای کافی و مشخص ممکن است در محل استفاده تومور بسازد. با جهش اجازه‌دهنده متاستاز، بنیادی سرطان متاستاتیک (MCSC) نام دارد. پژوهش ادامه دارد؛ نقشه مولکولی متاستاز و فهم سرطان‌زایی بنیادی شاید برای شکست سرطان مهم باشد.

3 نوع ژن مرتبط با سرطان هست

عبارت‌اند از؛

زیست‌شناسی تکاملی چگونه به شکست سرطان کمک می‌کند؟

پاسخ را باز می‌توان به انتخاب ربط داد:

شیمی‌درمانی، گرچه اغلب تومور را کوچک می‌کند، سرطان گاهی راه عود پیدا می‌کند (ببینید کدام سرطان با چه نسبتی عود می‌کند). همین راه پیدا کردن موضوع زیست‌شناسی تکاملی است. انتخاب طبیعی در نظریه تکامل برای توضیح سرطان قوی‌تر عودکننده پس از شیمی‌درمانی از «بقای سازگارترین»، معروف به بقای بهترین یا قوی‌ترین، استفاده می‌کند: شیمی‌درمانی هم سرطان را می‌کشد و هم کمتر به سالم آسیب می‌زند. پس بازمانده بمباران برازش بالایی دارد. انتظار می‌رود این‌ها مستعدترین تغییر و جهش، یعنی سرطان، باشند. حتی یک سلول بازمانده احتمال عود می‌دهد. بااین‌حال سرطان بسیار حساس مانند بیضه، کولون و پستان با شیمی‌درمانی می‌تواند کاملاً درمان شود.

مشکل مقاومت دارویی سرطان برای مقابله با آن، مصرف درمان تطبیقی (AT) آزمایش می‌شود. هرچند روشی پرزحمت‌تر و غیرضروری معرفی شده، مبنای آن کمترین آسیب ممکن به بیمار است. در این درمان اجازه می‌دهند سلول سرطان قلمرو خودش را داشته باشد و در آن برازش نشان دهد. بدین ترتیب انرژی‌ای که برای سامانه‌های تکثیر صرف می‌شد، برای ثابت نگه داشتن برازش گروه مصرف می‌شود. فنوتیپ سلول‌های این گروه، ویژگی توپولوژیک و بازتاب جسمی بیان ژن مقاومت، همگن نگه داشته می‌شود. سپس از همین همگنی استفاده و شمار سلول‌های سرطان بازمانده از بمباران گروه با فنوتیپ مشابه را به حداقل می‌رسانند.

این روش آسیب واردشده به سلول سالم را کاهش می‌دهد. همچنین مانع بالا رفتن سلول سرطان از پله‌های تکامل و کسب غیرمستقیم مقاومت روی مقاومت می‌شود. در نتیجه دوز شیمی‌درمانی لازم برای این سلول‌ها کمتر و دوز اثرگذار بر سلول سالم نیز پایین نگه داشته می‌شود. این امر انرژی ذخیره‌شده سرطان برای سامانه‌هایی مانند تکثیر و پمپ سم را کمینه می‌کند و در بهترین حالت سبب می‌شود سرطان دیگر عود نکند.

بااین‌حال، ایمنی‌درمانی و درمان سرطان هدف‌گیرنده ژنتیک با توسعه آن‌ها علاقه به شیمی‌درمانی تطبیقی کمتر شده است.

نتیجه

سرطان از سریع‌ترین بیماری‌های تکامل‌یابنده است و سرعتش با شدت فشار تکاملی تناسب دارد. جز درمان، فشار بیشتر از محیط طبیعی و ژنتیک است. با روشن کردن این عوامل در پرتو نظریه تکامل، روش افزایش کارایی درمان موجود را کشف کرده و ادامه می‌دهیم.