جينات الفيروسات القديمة في الحمض النووي البشري مرتبطة بتطور السرطان

اكتشفت دراسة جديدة مثيرة للاهتمام أجراها علماء الوراثة في جامعة كولورادو بولدر شيئًا مفاجئًا ومثيرًا للقلق بشأن بعض الحمض النووي الغريب الغامض الموجود في الجينوم البشري.

تم إدخال هذا الحمض النووي إلى جينومات أسلاف البشر منذ عشرات الملايين من السنين عن طريق الفيروسات القهقرية القديمة، وظل على حاله حتى في العصر الحديث.

في الماضي، تم استبعاد معظم هذه المادة الوراثية باعتبارها حمضًا نوويًا “غير مرغوب فيه”، مما يعني أنه كان يُعتقد أنها تظل غير نشطة ولا تساهم في التنمية البشرية أو التمثيل الغذائي بأي شكل من الأشكال. ولكن في مقال جديد نشر للتو في تقدم العلومأثبت علماء جامعة كاليفورنيا في بولدر أن بعض هذا الحمض النووي على الأقل يلعب دورًا حيويًا في نمو وانتشار الخلايا السرطانية، مما يعني أن هذا الحمض النووي القديم بشكل لا يصدق يكون أيضًا خطيرًا بشكل لا يصدق عند تنشيطه.

وأوضح كبير الباحثين في الدراسة، إدوارد تشونج، وهو أستاذ مساعد في علم الأحياء الجزيئي والخلوي والتنموي، في إحدى الجامعات: “تظهر دراستنا أن الأمراض اليوم يمكن أن تتأثر بشكل كبير بهذه الالتهابات الفيروسية القديمة، والتي حتى وقت قريب كان عدد قليل جدًا من الباحثين يهتمون بها”. كولورادو-بولدر بيان صحفي.

ومن اللافت للنظر أن حوالي ثمانية بالمائة من الجينوم البشري بأكمله يتكون من مادة وراثية مرتبطة بالفيروسات القهقرية القديمة. استعمر هؤلاء الغزاة القدماء أجساد أسلافنا من الرئيسيات، وتم الحفاظ على جيناتهم حتى من خلال تحول تلك الرئيسيات في نهاية المطاف إلى أنواع جديدة، بما في ذلك الإنسان العاقل.

إدوارد تشونغ وأتما إيفانسيفيتش في معهد BioFrontiers. (جلين أساكاوا/سي يو بولدر)

كيف يسبب فيروس من 30 مليون قبل الميلاد مشاكل صحية للإنسان اليوم

لا يستطيع الحمض النووي القديم من الفيروسات القهقرية إنتاج فيروسات جديدة. ما يفعله بدلاً من ذلك هو لعب دور “المفتاح” الجيني، حيث يقوم بتشغيل الجينات القريبة الأخرى ومن ثم تضخيم نشاطها، إن لم يكن طوال الوقت، فعلى الأقل في ظروف معينة.

وفي حين تم رفض الكثير من هذه المواد في السابق باعتبارها حمضًا نوويًا غير مرغوب فيه، فقد أظهرت الأبحاث الحديثة، بما في ذلك بعض الأبحاث التي أجراها إدوارد تشونج في معهد بيوفرونتيرز التابع لقسم الأحياء بجامعة كاليفورنيا في بولدر، بعض التأثيرات المفيدة. على سبيل المثال، لعبت بعض جينات الفيروسات القهقرية في الماضي دورًا في تطور المشيمة البشرية، وهو ما يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في التطور البشري. في الوقت الحاضر، تبين أن بعضًا من هذا الحمض النووي الفيروسي يحفز النشاط في جهاز المناعة البشري، مما يزيد من مقاومتنا للعدوى الفيروسية الحديثة.

“لقد كان هناك الكثير من العمل الذي يوضح إمكانية تدجين هذه الفيروسات القهقرية الداخلية لمصلحتنا، ولكن لم يتم إظهار الكثير من الكيفية التي يمكن أن تؤذينا بها”، قال تشوونج، معترفًا بتفرد النتائج التي توصل إليها فريقه.

فحص السرطان في الحمض النووي البشري

ولتحقيق هذا الإنجاز في فهم كيفية تطور بعض أنواع السرطان البشرية، قام تشونغ وزميله البحثي (ومؤلف الدراسة الرئيسي) أتما إيفانسيفيتش بفحص البيانات الجينية التي تم الحصول عليها من دراسة 21 نوعًا من أنواع السرطان البشري في مختبرات في جميع أنحاء العالم. لقد كانوا يبحثون عن دليل على تورط الفيروسات القهقرية، ووجدوا أنها مرتبطة بالفيروس القهقري القديم LTR10، الذي أصاب لأول مرة مجموعة الرئيسيات المبكرة منذ حوالي 30 مليون سنة.

خلال تحليلهم، لاحظ الباحثون أن LTR10 وجد أنه نشط للغاية لدى الأشخاص الذين تم تشخيص إصابتهم بعدة أنواع قاتلة من السرطان، بما في ذلك سرطان القولون والرئة. وعند النظر في البيانات التي تم جمعها من دراسة أورام مرضى سرطان القولون والمستقيم، اكتشفوا أن LTR10 وجد أنه نشط في أكثر من 30% من الحالات.

رغبةً في اختبار النتائج التي توصلوا إليها للتأكد من أنهم يتوصلون إلى الاستنتاجات الصحيحة، استخدم تشونغ وإيفسيفيتش تقنية تحرير الجينات كريسبر لإزالة أو إلغاء تنشيط تسلسلات LTR10 في مزارع الخلايا النشطة المأخوذة من أنسجة سرطان القولون والمستقيم. وعندما فعلوا ذلك، وجدوا أن الجينات الأخرى المعروفة بتعزيز نمو الخلايا السرطانية توقفت عن العمل على الفور. وقد أثبت هذا أن النشاط في جينات LTR10 كان بالفعل يحفز نمو السرطان بطريقة قابلة للقياس ويمكن اكتشافها.

وأكد إيفانسيفيتش: “لقد رأينا أنه عندما تقوم بإسكات هذا الفيروس القهقري في الخلايا السرطانية، فإنه يؤدي إلى إيقاف التعبير الجيني القريب”.

وقد دعم الباحثون هذه النتائج من خلال إجراء تجارب على الجينات المأخوذة من الفئران، واكتشفوا مرة أخرى أن تعطيل LTR10 يوقف نمو الخلايا السرطانية. يشرح تشونغ:

“نحن نعلم أن الخلايا السرطانية تعبر عن الكثير من الجينات التي ليس من المفترض أن تكون نشطة، ولكن لا أحد يعرف حقًا ما الذي يحفزها. وتبين أن العديد من المفاتيح التي تقوم بتشغيلها مستمدة من هذه الفيروسات القديمة.

ويحرص الباحثون على ملاحظة أن الحمض النووي للفيروس القهقري لن يكون “المفاتيح” الجينية الوحيدة المتورطة في نمو الأورام السرطانية. سيكونون نوعًا واحدًا من السائقين، ولكن ليس الوحيد. ومع ذلك، فإن هذا البحث الجديد مهم للغاية، لأنه حتى الآن لم يعرف العلماء أن المواد الفيروسية القديمة كانت عاملاً مساهماً على الإطلاق.

يمكن أن يكون LTR10 مميتًا… ومن المحتمل ألا يكون فريدًا

يوضح مؤلفو الدراسة أن LTR10 هو مجرد نوع واحد من الفيروسات القهقرية القديمة لدى الرئيسيات. ومع ذلك، يبدو أنه يساعد في تحفيز أو تنظيم ما يصل إلى 70 جينًا معروفًا بتورطها في التطور المستمر للسرطان.

ونظرًا للقوة العالية والخطرة لـ LTR10، فمن المعقول أن نفترض، كما يقول الباحثون، أن أنواعًا أخرى من الفيروسات القهقرية القديمة من المحتمل أيضًا أن تكون متورطة في تطور أشكال مختلفة من السرطان. وبطبيعة الحال، فإن الطريقة الوحيدة لمعرفة ذلك بشكل مؤكد هي البحث فعليًا عن مثل هذه العلاقات، وهذا بالضبط ما ينوي فريق البحث المسؤول عن هذا الاكتشاف الجديد القيام به.

وقال تود بيتس، المؤلف المشارك للدراسة، والأستاذ المشارك في علم الأورام الطبي في مركز السرطان بجامعة كولورادو في كلية أنشوتز الطبية: “في أي وقت يمكننا معرفة كيفية تنظيم الجينات أو المسارات التي تتغير بطبيعتها في الأورام، يكون ذلك مفيدًا حقًا”. حرم الجامعة. “إنه يسمح لنا بالعثور على علاجات جديدة أو العثور على مرضى قد يستجيبون بشكل أفضل للعلاجات الحالية.”

يقترح إدوارد تشونغ أن المادة الوراثية القديمة للفيروسات القهقرية قد تكون مرتبطة بتطور أنواع أخرى من الأمراض والمشاكل الصحية الخطيرة، بخلاف السرطان. لقد بدأ فريقه البحثي للتو في استكشاف مثل هذه الأسئلة، والنجاح الذي حققوه بالفعل سيحفز بلا شك علماء آخرين على إطلاق دراساتهم الخاصة حول تأثير الحمض النووي القديم للفيروسات القهقرية على الظروف الصحية الخطرة.

الصورة العليا: شريط الحمض النووي ومفهوم أبحاث أورام الخلايا السرطانية ثلاثي الأبعاد مصدر: كاتالين/أدوبي ستوك

بقلم ناثان فالدي