بقایای ویروس‌های میلیون‌هاساله؛ کلیدی تازه برای درمان سرطان

ویروسی باستانی که میلیون‌ها سال پیش نیاکان ما را آلوده کرده بود، ممکن است امروزه به تحریک سرطان کمک کند. مطالعه‌ای منتشرشده در 17 ژوئیه 2024 در مجله Science Advances نشان می‌دهد این بقایای ویروسی همچنان در DNA ما حضور دارند و ممکن است به درمان‌های مؤثرتر سرطان با عوارض کمتر منجر شوند.

چرا این مطالعه مهم است؟

تحلیل اپی‌ژنومی پان‌سرطان و روش‌های دیگر تحلیل ژنتیکی نسل جدید، درک بهتری از اثر توالی‌های رتروویروسی باستانی فراهم می‌کنند.

«رتروویروس‌های درون‌زاد» که پیش‌تر تصور می‌شد کارکرد زیستی ندارند، در واقع ژن‌ها را تنظیم می‌کنند و امکان روشن و خاموش شدن برخی ژن‌ها را می‌دهند.

پژوهش‌های سال‌های اخیر مطرح کرده‌اند که این بقایای ویروسی ممکن است در بیماری‌هایی مانند سرطان نقش داشته باشند.

جزئیات مطالعه

روش‌های پژوهش و یافته‌ها

Edward Chuong، زیست‌شناس ژنوم دانشگاه کلرادو بولدر و نویسنده ارشد مطالعه، می‌گوید بیشتر پژوهش‌ها بررسی کرده‌اند که آیا رتروویروس‌های درون‌زاد پروتئین رمزگذاری می‌کنند یا خیر. اما این توالی‌های ویروسی باستانی معمولاً پروتئین رمزگذاری نمی‌کنند. Chuong و گروهش از داده‌های تحلیل اپی‌ژنومی استفاده کردند تا نقش این بقایا در تنظیم ژن و کمک احتمالی آن‌ها به سرطان را بررسی کنند. اطلس ژنوم سرطان 21 نوع سرطان را نقشه‌برداری کرده بود. پژوهشگران با بررسی آن‌ها، 19 توالی DNA با منشأ ویروسی را شناسایی کردند که ممکن است سرطان‌زا باشند.

اپی‌ژنتیک، علمی است که چگونگی تنظیم بیان ژن، یعنی روشن و خاموش شدن ژن‌ها، را بدون تغییر توالی DNA بررسی می‌کند. این تنظیم از راه تغییرات شیمیایی مانند متیلاسیون DNA و تغییرات هیستونی رخ می‌دهد و بر نحوه استفاده از اطلاعات ژنتیکی اثر می‌گذارد.

تحلیل اپی‌ژنومی، روشی برای بررسی نظام‌مند تغییرات اپی‌ژنتیکی در سراسر ژنوم یک جاندار است. این تحلیل امکان نقشه‌برداری نشانه‌های اپی‌ژنتیکی مؤثر بر بیان ژن و شناخت کارکرد آن‌ها را فراهم می‌کند.

LTR10 و سرطان

توالی برجسته DNA: LTR10

پژوهشگران توالی LTR10 را بررسی کردند، زیرا در چند سرطان از جمله ریه و کولورکتال فعالیت بالایی داشت. این قطعه DNA که 30 میلیون سال پیش وارد ژنوم نیاکان ما شده بود، در یک‌سوم سرطان‌های کولورکتال فعال است. با استفاده از فناوری ویرایش ژن CRISPR ، گروه Chuong، LTR10 را خاموش کرد و در نتیجه فعالیت ژن‌های نزدیک آن که سرطان تحریکشان می‌کند، کاهش یافت.

درمان و گام‌های آینده

مهارکننده‌های MAP کیناز و درمان هدفمند

مطالعه همچنین مشخص کرد که عامل سوق‌دهنده LTR10 به تقویت سرطان، پروتئین کیناز فعال‌شونده با میتوژن (MAP) است که در حدود 40% سرطان‌های انسانی بیش‌فعال است. برخی داروهای موجود سرطان از قبل MAP کیناز را هدف می‌گیرند. این یافته‌های تازه می‌توانند به توسعه درمان‌های هدفمندتر یا بهینه‌سازی درمان‌های موجود کمک کنند.

بااین‌حال، برای به‌کارگیری یافته‌ها در بیماران واقعی سرطان، پژوهش آزمایشگاهی بیشتر، کارآزمایی انسانی و چند سال زمان لازم است. چون فناوری ویرایش اپی‌ژنوم CRISPR همچنان برای کاربرد بالینی در حال توسعه است، هدف‌گیری مستقیم این عناصر به‌عنوان درمان دست‌کم 5 سال فاصله دارد.

*

مطالعه بیشتر: اجزای DNA انسان

نمودار زیر به‌صورت درصدی نشان می‌دهد ژنوم ما از چه عناصری تشکیل شده است.

• ژن‌ها (1-2%): توالی‌های DNA رمزگذار پروتئین. ژنوم انسان حدود 20 هزار تا 25 هزار ژن دارد. این ژن‌ها در میان حدود 6 میلیارد جفت نوکلئوتید ژنوم ما قرار دارند و پروتئین‌های گوناگون بدن را رمزگذاری می‌کنند. بخش بزرگی از ژنوم از نواحی بیرون ژن‌ها تشکیل شده است که در تنظیم ژن و دیگر کارکردهای زیستی نقش دارند. 
• ترانسپوزون‌ها (45%): توالی‌های DNA که در ژنوم جابه‌جا و تکثیر می‌شوند. رتروترانسپوزون‌ها (8.3%)، LINE (20.4%) و SINE (13.1%) در این گروه‌اند.
• رتروویروس‌های درون‌زاد (ERV) (8%): قطعات DNA باقی‌مانده از عفونت‌های ویروسی قدیمی که می‌توانند بر بیان ژن اثر بگذارند.
• شبه‌ژن‌ها (1.2%): ژن‌هایی که کارکرد خود را از دست داده‌اند یا ناقص هستند.
• توالی‌های تکراری (3%): تلومرها و دیگر توالی‌های کوتاه تکراری DNA.
• سایر (40%): اینترون‌ها، عناصر تنظیمی و دیگر DNAهای غیررمزگذار.