از بین بردن پیوند قطعات کروموزومی متلاشی شده ممکن است به جلوگیری از جهش های سرطانی کمک کند

سلول های سالم برای حفظ یکپارچگی DNA ما سخت کار می کنند، اما گاهی اوقات، کروموزوم ها می توانند از بقیه جدا شده و در طول تقسیم سلولی از هم جدا شوند. سپس قطعات ریز DNA به ترتیب تصادفی در سلول جدید دوباره جمع می شوند و گاهی جهش های ژنی سرطانی ایجاد می کنند.

این متلاشی شدن و بازآرایی کروموزومی “کروموتریپسیس” نامیده می شود و در اکثر سرطان های انسان، به ویژه سرطان های استخوان، مغز و بافت چربی رخ می دهد. کروموتریپسیس برای اولین بار بیش از یک دهه پیش توصیف شد، اما دانشمندان متوجه نشدند که چگونه قطعات شناور DNA می توانند دوباره کنار هم قرار گیرند.

در مطالعه ای که در 14 ژوئن 2023 در طبیعتمحققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو به این سوال پاسخ دادند و کشف کردند که قطعات DNA متلاشی شده در واقع به هم چسبیده اند. این به آن‌ها اجازه می‌دهد تا در طول تقسیم سلولی به‌عنوان یکی حرکت کنند و توسط یکی از سلول‌های دختر جدید کپسوله شوند، جایی که به ترتیب متفاوتی دوباره سرهم می‌شوند.

این شبیه به شیشه جلو ماشین شکسته است، جایی که شیشه ایمنی برای نگه داشتن تمام قطعات شکسته در جای خود طراحی شده است. کاری که ما در اینجا انجام داده‌ایم این است که شیشه ایمنی را پیدا کرده و چندین جزء اصلی آن را شناسایی کرده‌ایم که اکنون می‌توانیم آنها را به عنوان اهداف درمانی بررسی کنیم.

دان دبلیو کلیولند، دکترا، نویسنده ارشد مطالعه، استاد برجسته و رئیس گروه پزشکی سلولی و مولکولی در دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو

هنگامی که کروموزوم ها شکسته می شوند و خود را مجدداً مرتب می کنند، این می تواند از راه های مختلفی باعث شروع یا تشدید سرطان شود. به عنوان مثال، اگر یک ژن سرکوبگر تومور در این فرآیند شکسته شود، سلول در برابر تشکیل تومور آسیب پذیرتر می شود. در موارد دیگر، ژن‌هایی که معمولاً در کروموزوم به یکدیگر نزدیک نیستند، می‌توانند به طور ناگهانی به هم بخیه شوند تا یک پروتئین همجوشی انکوژنیک جدید تولید کنند. در طول کروموتریپسیس، بسیاری از چنین تغییراتی به‌جای تدریجی به‌طور هم‌زمان رخ می‌دهند، بنابراین رشد سرطان یا مقاومت آن در برابر درمان را تسریع می‌کنند.

اکنون که محققان گام اولیه ای را در این فرآیند شناسایی کرده اند -; اتصال قطعات DNA متلاشی شده – آنها فکر می کردند که آیا می توانند آن را متوقف کنند. با از بین بردن افسار، آنها ممکن است از تشکیل کروموزوم های بازآرایی شده جلوگیری کنند و در نتیجه تعداد سلول های حامل جهش های سرطانی را کاهش دهند.

برای انجام این کار، دکتر پراساد تریودی، همکار فوق دکترا و نویسنده اول مطالعه، نسخه اصلاح شده یکی از پروتئین های تتر را مهندسی کرد تا بتواند در صورت نیاز، تخریب آن را القا کند. هنگامی که او این کار را انجام داد، افسار متلاشی شد، قطعات DNA خوشه نشدند و سلول‌های حاصل بقای خود را کاهش دادند.

نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که پروتئین‌های این کمپلکس، به‌ویژه مهارکننده سلولی PP2A (CIP2A)، اکنون ممکن است یک هدف درمانی جذاب برای تومورهای کروموزومی ناپایدار باشد.

کلیولند می گوید: «فرایند مراقبت و ترمیم کروموزومی از طرق مختلف به سرطان کمک می کند، بنابراین هرچه بیشتر بدانیم چگونه کار می کند، بهتر می توانیم آن را برای درمان سرطان تنظیم کنیم.

نویسندگان مشترک این مطالعه عبارتند از: کریستوفر دی استیل، فرانکو کی سی او و لودمیل بی الکساندروف، همگی در UC San Diego.