تكنولوجيا الاختراق تكشف عن أهداف علاجية جديدة للسرطان

تكشف منصة الخلية الواحدة أن العديد من الطفرات الجينية تتلاقى في برامج خلوية مشتركة، مما يشير إلى استراتيجيات علاج أبسط وأكثر توحيدًا.

ماذا لو أمكن إرجاع مئات الطفرات الجينية المختلفة إلى نفس مفاتيح التحكم المخفية داخل الخلية؟

إن أمراضًا مثل السرطان والاضطرابات العصبية التنكسية مدفوعة بشبكة متشابكة من الأخطاء الجينية، لكن علاجها ظل صعبًا. وحتى عندما يحدد العلماء الجينات المعيبة، فإن العدد الهائل للطفرات وتنوعها يجعل من الصعب تحديد كيفية تسببها في المرض.

دراسة جديدة نشرت في طبيعة يشير إلى حل واعد. طور الباحثون منصة تسمى PerturbFate تتتبع كيفية إعادة تشكيل الخلايا الجينية المرتبطة بالأمراض ومكان تداخل آثارها. ومن خلال متابعة النشاط الجيني في الخلايا الفردية مع مرور الوقت، كشف الفريق عن العقد التنظيمية المشتركة عبر العديد من الطفرات.

باستخدام مقاومة أدوية سرطان الجلد كحالة اختبارية، أظهروا أن استهداف نقاط التحكم المشتركة هذه يمكن أن يمهد الطريق للعلاجات التي تعمل عبر أسباب وراثية متعددة.

سؤال أوسع في علاج الأمراض

“نحن نركز هنا على مقاومة أدوية السرطان، لكن الورقة تبدأ بالفعل من سؤال أوسع: بمجرد أن تعرف أن المرض يرتبط بمئات الجينات، كيف يمكنك تصميم علاج واحد لاستهدافه؟” يقول جونيو كاو، رئيس مختبر جينوم الخلية الواحدة وديناميكيات السكان. “لقد تساءلنا عما إذا كانت كل هذه الجينات المختلفة يمكن أن تتوسطها بعض الإشارات المشتركة التي يمكننا اكتشافها واستهدافها بدلاً من ذلك.”

ساعد التقدم في تسلسل الجينوم والفحص الجيني العلماء على تحديد العديد من الطفرات المرتبطة بالأمراض. ومع ذلك، فقد خلق هذا التقدم أيضًا تحديًا جديدًا. تنتمي هذه الجينات غالبًا إلى مسارات مختلفة جدًا، بدءًا من تنظيم الجينات وحتى إشارات الخلايا، مما يجعل من الصعب استهدافها معًا. ونتيجة لذلك، فإن المعرفة المتزايدة حول المرض لم تترجم إلى علاجات فعالة بنفس القدر.

وتساءل تساو عما إذا كانت هذه الطفرات تعمل بشكل مستقل حقًا. وإذا غذت بدلاً من ذلك العمليات النهائية المشتركة التي تتحكم في كيفية تصرف الخلايا، فمن الممكن أن تتغير استراتيجيات العلاج. بدلًا من استهداف كل طفرة، يمكن للباحثين التركيز على العقد التنظيمية المشتركة التي تسبب المرض.

يقول كاو: “أردنا تطوير تقنية لتحديد هذه العقد التنظيمية المشتركة كأهداف في حد ذاتها”.

بناء منصة لتتبع التغييرات الخلوية

وللقيام بذلك، احتاج الباحثون إلى طريقة لمقارنة العديد من الاضطرابات الجينية في وقت واحد ومتابعة كيفية تغيير كل منها للخلية. غالبًا ما تلتقط الطرق الحالية جزءًا فقط من الصورة، مثل طبقة جزيئية واحدة، أو تفشل في تتبع التغييرات فور حدوثها.

قام Zihan Xu، وهو طالب دراسات عليا في مختبر Cao، بتطوير PerturbFate لمعالجة هذه الفجوة. تتيح المنصة للعلماء مراقبة كيفية تغيير التغيرات الجينية للخلايا في الوقت الفعلي عن طريق القياس الحمض النووي إمكانية الوصول و الحمض النووي الريبي الإنتاج والتجهيز. ونظرًا لأن هذه القياسات تأتي من نفس الخلية المفردة، فيمكن للنظام رسم خريطة لشبكات الجينات والكشف عن متى تؤدي الطفرات المختلفة إلى نتائج مماثلة.

يقول كاو: “تتيح لنا هذه التقنية تعديل مئات إلى آلاف الجينات بالتوازي، ومن ثم قياس التغيرات الجزيئية التفصيلية في كل خلية على حدة”. “وهذا يسمح لنا بربط العديد من الاضطرابات الجينية المختلفة بتأثيراتها النهائية وتحديد العقد التنظيمية.”

اختبر الفريق دواء PerturbFate على مقاومة أدوية سرطان الجلد، حيث تنتج العديد من الطفرات نفس النتيجة. لقد اختاروا 143 جينًا مرتبطًا بمقاومة عقار سرطان الجلد Vemurafenib وقاموا بإيقافها بشكل منهجي في خلايا سرطان الجلد.

ثم قامت المنصة بتتبع كيفية تأثير كل تغيير على الخلايا. ومن خلال تصنيف الحمض النووي الريبوزي (RNA) المُنتج حديثًا، قام الباحثون بفصل نشاط الجينات الحالي عن الإشارات القديمة. وفي الوقت نفسه، أظهر تحديد ملامح الخلية المفردة الجينات النشطة، ومناطق الحمض النووي التي يمكن الوصول إليها، وكيف تغيرت هذه الأنماط بمرور الوقت. قدم هذا عرضًا تفصيليًا لكيفية تغيير الطفرات المختلفة لتنظيم الجينات وتداخل تأثيراتها.

يقول كاو: “إننا لا نلتقط التعبير الجيني فحسب، بل نلتقط أيضًا ديناميكيات الحمض النووي الريبي (RNA) وحالة الكروماتين”. “وهذا أمر بالغ الأهمية لتحديد الجهات التنظيمية الأولية التي تحرك هذه الحالات المرضية.”

رسم خرائط المسارات الجينية المتقاربة

قام شو أيضًا بتطوير خط أنابيب حسابي لدمج هذه البيانات وإعادة بناء شبكات تنظيم الجينات بمرور الوقت. ربط هذا التحليل التغيرات المبكرة في نشاط عامل النسخ بالتحولات في إمكانية الوصول إلى الحمض النووي، واندفاعات إنتاج الحمض النووي الريبي (RNA)، وأنماط التعبير الجيني المستقرة.

وبعد تحليل أكثر من 300 ألف خلية، وجد الباحثون أن العديد من الاضطرابات الجينية المختلفة دفعت خلايا سرطان الجلد إلى نفس الحالة المقاومة للأدوية. وعندما استهدفوا العقد التنظيمية المشتركة وراء هذا التحول، انخفضت مقاومة الأدوية بشكل ملحوظ. وهذا يشير إلى مسار جديد للعلاجات المركبة.

وكشفت الدراسة أيضًا عن تفاصيل رئيسية تتعلق بمركب الوسيط، وهو نظام يساعد في التحكم في نشاط الجينات. أدى تعطيل أجزاء مختلفة من هذا المجمع إلى ظهور مقاومة للأدوية من خلال آليات منفصلة. ومع ذلك، فقد تقاربت هذه المسارات على نفس إشارة البقاء في خلايا سرطان الجلد، المعروفة باسم VEGFC. أدى حجب هذه الإشارة إلى إيقاف نمو الخلايا المقاومة.

نحو استراتيجيات علاجية جديدة

بشكل عام، تشير النتائج إلى أن التنوع الجيني المعقد لا يتطلب دائمًا علاجات معقدة بنفس القدر. بدلًا من استهداف كل طفرة، قد يتمكن الباحثون من التركيز على العقد التنظيمية المشتركة التي تسبب المرض.

لقد جعل الفريق أدوات PerturbFate متاحة للعامة ويخطط لتوسيع العمل خارج الخلايا المستنبتة ليشمل الأنظمة الحية. من خلال تطبيق هذا النهج على ظروف مثل الشيخوخة و مرض الزهايمر ويهدف تساو وزملاؤه إلى الكشف عن نقاط الضعف الشائعة التي يمكن أن تؤدي إلى علاجات أكثر فعالية.

يقول تساو: “هذه مجرد نقطة بداية”. “والآن بعد أن أظهرنا هذا النهج في نموذج بسيط، فإننا نعمل على توسيع نطاقه ليشمل الأنظمة الحية لدراسة الأمراض الأكثر تعقيدًا.”

المرجع: “رسم خرائط للمنظمات المتقاربة لمقاومة أدوية سرطان الجلد بواسطة PerturbFate” بقلم Zihan Xu، وZiyu Lu، وAileen Ugurbil، وAbdulرؤوف عبد الرؤوف، وأندرو لياو، وJianxiang Zhang، وWei Zhou، وJunyue Cao، 15 أبريل 2026، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-026-10367-0

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.