ارتباط بین بی ثباتی کروموزومی و تغییرات اپی ژنتیکی

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، کنجکاوی یک دانشجوی فارغ التحصیل ارتباط ناشناخته قبلی بین دو نشانه مهم سرطان، بی ثباتی کروموزومی و تغییرات اپی ژنتیکی را کشف کرده است. مطالعه به دست آمده، نه تنها یک حوزه جدید از تحقیقات زیست شناسی علوم پایه را باز می کند، بلکه دستاوردهایی برای مراقبت های بالینی نیز دارد. بی ثباتی کروموزومی با تغییرات در تعداد کروموزوم هایی که هر سلول سرطانی حمل می کند، ارتباط دارد. تغییرات اپی ژنتیکی بدون تغییر کد DNA در سلول اینکه کدام ژن در سلول روشن یا خاموش می شود را تغییر می دهد. آگوستین در کنار یکی از همکاران آزمایشگاهی نشسته بود و از طریق میکروسکوپ نگاه می کرد. سلول هایی که او به آنها نگاه می کرد دارای مینی هسته های غیرطبیعی بودند که در سرتاسر سلول پراکنده شده بودند، یک پیامد رایج بی ثباتی کروموزومی. و آنها با نشانگرهای فلورسنت تنظیم شده بودند که وجود تغییرات اپی ژنتیکی را نشان می داد و ریزهسته ها بسیار درخشان تر از هسته اولیه بودند.

کروموزوم ها وحشی شدند

کروموزوم ها رشته های بسته بندی محکمی از DNA هستند که اطلاعات ژنتیکی ما را حمل می کنند. به طور معمول، هر یک از سلول های انسان دارای 46 کروموزوم است. نیمی از پدر و نیمی از مادر. وقتی یک سلول تقسیم می شود تا یک کپی جدید از خود بسازد، همه آن کروموزوم ها قرار است به سلول جدید ختم شوند، اما در سرطان این فرآیند می تواند به طرز وحشتناکی به اشتباه پیش برود. سوال بزرگی که باید پاسخ داده شود این است که چگونه بی ثباتی کروموزومی باعث تکامل، پیشرفت، متاستاز و مقاومت دارویی سرطان می شود. این یکی از ویژگی های سرطان، به ویژه سرطان های پیشرفته است، که در آن روند طبیعی تقسیم سلولی به هم می خورد. به جای 46 کروموزوم، می توانید یک سلول با 69 کروموزوم درست در کنار سلولی با 80 کروموزوم داشته باشید. فرضیه غالب در این زمینه این بوده است که سلول های سرطانی شانس بقای خود را با به هم ریختن مواد ژنتیکی خود در هنگام تقسیم افزایش می دهند. این فرآیند این احتمال را افزایش می دهد که برخی از تغییرات تصادفی به یک سلول دختر سرطانی اجازه می دهد تا در برابر حملات سیستم ایمنی و مداخلات پزشکی مقاومت کند. اما این تحقیقات جدید نشان می دهد که این تنها بخشی از داستان است. این به این دلیل است که شما می توانید دو سلول سرطانی داشته باشید که هر کدام دارای تعداد مشابهی از یک کروموزوم اضافی هستند، اما هر کدام دارای ژن های متفاوتی هستند که خاموش یا روشن هستند. این به دلیل تغییرات اپی ژنتیک اضافی است. تحقیقات اخیر بیشتر نشان می دهد که شما در واقع به جهش در ژن هایی که آنزیم های اصلاح کننده اپی ژنتیک را رمزگذاری می کنند تا ناهنجاری های اپی ژنتیکی رخ دهند، نیاز ندارید. تنها چیزی که نیاز دارید این است که بی ثباتی کروموزومی مداوم داشته باشید. این یک یافته غیرمنتظره است و همچنین توضیح می دهد که چرا اغلب بی ثباتی کروموزومی و ناهنجاری های اپی ژنتیکی را در سرطان های پیشرفته و مقاوم به دارو می یابیم، حتی زمانی که هیچ مدرکی از انواع جهش هایی وجود ندارد که انتظار داریم.

ریز هسته ها چه ارتباطی با سرطان دارند

هسته های کوچک و اضافی در سلول ها معروف به ریزهسته ها مانند آن هایی که آگوستینوس از طریق میکروسکوپ دید معمولاً نادر هستند و به سرعت توسط مکانیسم های ترمیم طبیعی سلول از بین می روند. هنگامی که شما یک دسته از آنها را دریافت می کنید، این سیگنالی است که چیزی به طرز وحشتناکی اشتباه پیش رفته است، همانطور که در سرطان اتفاق می افتد. مانند هسته اولیه سلول، این ریز هسته ها حاوی بسته هایی از مواد ژنتیکی هستند. تیم تحقیقاتی دریافتند هنگامی که این ریزهسته ها می ترکند، کاری که اغلب انجام می دهند، مشکلات بیشتری ایجاد می کند. این تحقیق نشان داد که جداسازی کروموزوم ها در ریزهسته ها سازماندهی کروماتین را مختل می کند. این منجر به اختلال در تنظیم اپی ژنتیکی می شود که مدت ها پس از ادغام مجدد میکرونوکلئوس در هسته اولیه سلول ادامه می یابد. هر چه تنوع بین سلول های سرطانی منفرد در یک تومور بیشتر باشد، احتمال اینکه برخی از سلول ها در برابر هر درمانی که به آن ها انجام می شود مقاوم باشند، بیشتر می شود و به آنها اجازه می دهد زنده بمانند و به رشد خود ادامه دهند.

محققان خاطرنشان می کنند که بیش از روشن کردن تغییراتی که در داخل سلول های سرطانی رخ می دهد، این تحقیق برای درمان بیماران نیز نویدبخش است. تغییرات اپی ژنتیکی شکل برگشت پذیر تنظیم ژن هستند و چندین دسته از داروها قبلاً برای کار بر روی آنها ساخته شده اند. همچنین یافته ها ممکن است راه را برای رویکردهای درمانی جدید هموار کند. این مطالعه همچنین نشان می دهد که تحقیقات در حال انجام روی داروهایی که مستقیماً بی ثباتی کروموزومی را هدف قرار می دهند، ممکن است از ترکیب شدن با تلاش ها برای سرکوب تغییرات اپی ژنتیکی سودمند باشد. در درازمدت، راه بالقوه دیگری کشف راه هایی برای هدف قرار دادن ریزهسته ها برای جلوگیری از پاره شدن آنها است، که این تحقیقات نشان داد که محرک بزرگی برای تغییرات اپی ژنتیکی است. بی ثباتی کروموزومی و تغییرات اپی ژنتیکی به سرطان کمک می کند تا به تنوع جمعیتی دست یابد که به آنها شانس بیشتری برای بقا و توسعه می دهد. اما مسلح به یک روش جدید با درک رابطه بین این دو پدیده، بهتر است بتوان آنها را از نظر درمانی هدف قرار داد.