رالف - المتبرع رقم 7042 . عندما يتحول الحلم الى كابوس

باختصار ، في العالم الحديث لعلم الوراثة، يشبه رالف بازيلاء مندل. كان يُعتبر متبرعا رائعًا، و كمورد "للعناصر الجينية الأساسية" التي من شأنها، جنبا إلى جنب مع المادة الوراثية للنساء في جميع أنحاء العالم، أن تنتج عددا لا يمكن التنبؤ به إلى حد ما من الأطفال ذوي القامة الطويلة والقوية وذات الشعر الفاتح.

 الدنمارك من اولى الدول التي بدات بفكرة التبرع بالحيوانات المنوية لانشاء بنوك خاصة بها Sperm Bank. و عندما بدأ عصر المتبرعين بالحيوانات المنوية، كان كل متبرع يتلقى 500 كرونة دانمركية، أصبح العديد من الشباب ذوي المهارات المناسبة (الخصائص الجسدية والفكرية المرغوبة عموما، بالإضافة إلى ارتفاع عدد الحيوانات المنوية)، متبرعين كما يقال بالبذور. احدهم و اشهرهم هو رالف.

رالف، هو متبرع يُعرف باسم Donor 7042. رالف، الذي ظهرت صورته في الملف (الذي قدم للاهالي و للامهات خصوصا) يقود دراجة ثلاثية العجلات مع شورت أديداس وقميص أحمر، كان شائعا جدا لدرجة أنه عندما توقف عن التبرع بالسائل المنوي بمحض إرادته، كان بعض الامهات المحتملين مهووسين بالرغبة في استغلال جيناته، بحيث كلفوا بعض الاشخاص "واسطة" بمحاولة الحصول على بضع عينات أخرى من حيواناته المنويه المجمدة.

 كان المتبرع 7042، وفقا للمعايير الاسكندنافية، غزير الإنتاج و اعتبر مثالا ممتازا بحيث لقب بالفايكينغ و اطلق على ابناءه لقب  Viking babies 👶. لكن رالف، دون أن يعرف ذلك، كان ينشر "بذرة سيئة"، ويمرر طفرة تسبب الورم العصبي الليفي من النوع 1 ، أو neurofibromatosis NF1، وهو مرض وراثي جسمي سائد، لهذا السبب ظلت حالة رالف المرضية "مخفية ". أصبح رالف الأب البيولوجي لما لا يقل عن 43 طفل في بلدان مختلفة.

يحدث NF1 بسبب طفرة جينية تظهر وراثة سائدة، بحيث يكون لدى أطفال أحد الوالدين الذي يحمل هذه الطفرة فرصة بنسبة 50% لوراثة الاضطراب. ومع ذلك، في بعض حالات المرض، لا يتم توريث الطفرة من الوالدين وتنشأ تلقائيا. NF1 هي حالة تتميز بالأورام الحميدة، تشوه العظام، ارتفاع ضغط الدم، صعوبات التعلم. لا يوجد علاج للمرض و لكن يمكن السيطرة على الأعراض.

تم بالفعل تشخيص عشرة من نسله بمرض NF1 - وهي حالة يمكن أن تزيد من خطر الإصابة بالسرطان، وتسبب صعوبات في التعلم وتقلل من عمر الشخص المصاب بما يصل إلى 15 عام. الطفل المولود من أحد الوالدين مع الجين المعيب لديه فرصة تصل إلى 50% للإصابة بالمرض.

منذ اكتشاف الحالات في عام 2009 و للان، قام عدد من العائلات/ الامهات بمقاضات بنك الحيوانات المنوية Nordisk Cryobank clinic في العاصمة كوبنهاغن. أثارت القضية تساؤلات بين خبراء الخصوبة حول تجارة و تصدير الحيوانات المنوية المزدهرة وغير المنظمة في الدنمارك.

بعد الحادثة الأخيرة، قدمت الدنمارك لائحة من القواعد الجديدة حول التبرع بالحيوانات المنوية، اهمها ، انه يمكن استخدام الحيوانات المنوية من متبرع واحد فقط في 12 عملية تلقيح كحد أقصى. للاطلاع على المزيد ويكيبيديا 

المصادر:

- المجلة الطبية البريطانية The bmj

- تقرير صحفي  BBC

- تقرير صحفي The Dailymail

- ويكيبيديا 

اكتشاف الحمض النووي

 

 كيف تم اكتشاف الحمض النووي لأول مرة ومن اكتشفه؟

 من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن جيمس واتسون وفرانسيس كريك اكتشفوا الحمض النووي في خمسينات القرن الماضي.  في الواقع، تم اكتشاف الحمض النووي قبل عقود. من خلال متابعة أعمال الرواد قبلهم ، تمكن جيمس و فرانسيس من التوصل إلى استنتاجهما الرائد حول بنية الحمض النووي في عام 1953.

لكن، تبدأ قصة اكتشاف الحمض النووي في القرن التاسع عشر.

جزيء الحياة

 تم التعرف على الجزيء المعروف الآن باسم DNA لأول مرة في ستينيات القرن التاسع عشر بواسطة كيميائي سويسري يُدعى يوهان فريدريش ميشر Johann Friedrich Miescher. 

 شرع يوهان في البحث عن المكونات الرئيسية لخلايا الدم البيضاء ، وهي جزء من جهاز المناعة في الجسم.  المصدر الرئيسي لهذه الخلايا كانت عبارة عن ضمادات مغلفة بالصديد تم جمعها من عيادة طبية قريبة.

أطلق يوهان على هذه المادة الغامضة اسم "نوكلين".  دون علمه ، اكتشف يوهان الأساس الجزيئي لكل أشكال الحياة - الحمض النووي.

أجرى يوهان تجاربه باستخدام المحاليل الملحية لفهم المزيد عن مكونات خلايا الدم البيضاء.  لاحظ أنه عندما أضاف حامضا إلى محلول الخلايا ، تكونت مادة مفصولة عن المحلول، ثم تذوب هذه المادة مرة أخرى عند إضافة مادة قلوية.  عند فحص هذه المادة، أدرك أن لها خصائص غير متوقعة تختلف عن خصائص البروتينات الأخرى  كان على دراية به.  أطلق يوهان على هذه المادة الغامضة اسم "نوكلين" ، لأنه اعتقد أنها أتت من نواة الخلية. دون علمه، اكتشف يوهان الأساس الجزيئي لكل أشكال الحياة - الحمض النووي DNA.  ثم شرع في إيجاد طرق لاستخراجها في شكلها النقي.

كان يوهان مقتنعًا بأهمية النوكلين واقترب جدا من الكشف عن دوره، على الرغم من الأدوات والأساليب البسيطة المتاحة له.  ومع ذلك ، فقد افتقر إلى المهارات اللازمة للتواصل والترويج لما وجده للمجتمع العلمي الأوسع.  كان دائما منشد الكمال، فقد تردد لفترات طويلة بين التجارب قبل أن ينشر نتائجه في عام 1874. قبل ذلك، ناقش النتائج التي توصل إليها في المقام الأول في رسائل خاصة إلى أصدقائه.  نتيجة لذلك، مرت عقود عديدة قبل أن يحظى اكتشاف يوهان فريدريش ميشر بتقدير كامل من قبل المجتمع العلمي.

 لسنوات عديدة ، استمر العلماء في الاعتقاد بأن البروتينات هي الجزيئات التي تحتوي على كل المواد الجينية.  لقد اعتقدوا أن النوكلين ببساطة ليس معقدا بما يكفي لاحتواء جميع المعلومات اللازمة لتكوين الجينوم.  من المؤكد أن نوعا واحدا من الجزيئات لا يمكن أن يفسر كل التباين الملحوظ داخل الأنواع.

اللبنات الأساسية الأربعة للحمض النووي:

 البريشت كوسيل Albrech kossel كان عالم كيمياء حيوية ألماني حقق تقدما كبيرا في فهم اللبنات الأساسية للبناء النووي.

عزل ألبريشت كوسيل القواعد النوكليوتيدية الخمس التي تشكل اللبنات الأساسية للحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA: الأدينين والسيتوسين والجوانين والثيمين واليوراسيل.

في عام 1881، حدد ألبريشت النوكلين على أنه الحمض النووي و قدم اسمه الكيميائي الحالي ، الحمض النووي الراسبوزي منقوص الاكسجين DNA. كما أنه عزل النوكليوتيدات الخمسة - القواعد التي هي اللبنات الأساسية للحمض النووي والحمض النووي الريبي: الأدينين A ، السيتوسين C، الجوانين G ، الثايمين T واليوراسيل U. تمت مكافأة هذا العمل في عام 1910 عندما حصل على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب.

نظرية الكروموسوم في الوراثة.

 في أوائل 1900s، أعاد إعادة اكتشاف عمل غريغور مندل وأفكاره حول مبادئ التوريث، حيث بدأت الابحاث في تقديرها بشكل صحيح. ونتيجة لذلك، بدأ فيض من البحوث في محاولة إثبات او دحض نظرياته من كيفية توريث الخصائص الفيزيائية من جيل الى اخر. 

في منتصف القرن التاسع عشر، اكتشفت والثر فليمنغ  Walther Flemming، وهو عالم تشريح ألماني، هيكل ليفي داخل نواة الخلايا. اسمى هذا الهيكل "كروماتين"، ولكن ما كان قد اكتشفه فعلا هو ما نعرفه الآن باسم الكروموسومات. من خلال مراقبة هذا الكروماتين، والثر عمل بشكل صحيح عن كيفية انفصال الكروموسومات خلال انقسام الخلايا، والمعروف أيضا باسم الانقسام المتساوي mitosis.

قدم والتر ساتون وثيودور بوفيري لأول مرة فكرة أن المادة الجينية التي تنتقل من الأب إلى الطفل موجودة داخل الكروموسومات.

تم تطوير نظرية الكروموسوم للوراثة بشكل أساسي من قبل والتر ساتون وثيودور بوفيري.  قدموا أولا فكرة أن المادة الجينية التي تنتقل من الأب إلى الطفل موجودة داخل الكروموسومات. عملهم ساعد في شرح نظم التوريث و الوراثة و الأنماط التي لاحظها جريجور مندل قبل أكثر من قرن من الزمان.

والتر ساتون (يسار) وثيودور بوفيري (يمين)

 ومن المثير للاهتمام أن والتر ساتون وثيودور بوفيري كانا يعملان بشكل مستقل خلال أوائل القرن العشرين. درس والتر كروموسومات الجندب، بينما درس ثيودور أجنة الدودة.  ومع ذلك، فقد اجتمع عملهم في اتحاد مثالي ، جنبا إلى جنب مع النتائج التي توصل إليها عدد قليل من العلماء الآخرين ، لتشكيل نظرية الكروموسوم للوراثة.

بناءً على النتائج التي توصل إليها والثر فليمنج مع الكروماتين، قدم عالم الأجنة الألماني ثيودور بوفيري الدليل الأول على أن الكروموسومات الموجودة في خلايا البويضة والحيوانات المنوية مرتبطة بالخصائص الموروثة.  من خلال دراساته حول جنين الدودة المستديرة، توصل أيضا إلى أن عدد الكروموسومات أقل في خلايا البويضات والحيوانات المنوية مقارنة بخلايا الجسم الأخرى.

 توسع والتر ساتون في ملاحظة تيودور من خلال عمله مع الجندب. وجد أنه من الممكن التمييز بين الكروموسومات الفردية التي تمر بالانقسام الاختزالي او المنصف  في خصيتي الجندب، ومن خلال ذلك، تعرف بشكل صحيح على كروموسومات الجنس. 

في البيان الختامي لورقته البحثية عام 1902 لخص نظرية الكروموسومات للوراثة على أساس هذه المبادئ:

 • تحتوي الكروموسومات على المادة الوراثية.

• تنتقل الكروموسومات من الأب إلى الأبناء.

 • توجد الكروموسومات في أزواج في نواة معظم الخلايا (خلال الانقسام الاختزالي، تنفصل هذه الأزواج لتشكل خلايا ابنة).

 • أثناء تكوين الحيوانات المنوية وخلايا البويضات عند الرجال والنساء ، على التوالي ، يتم فصل الكروموسومات.

• يساهم كل والد بمجموعة واحدة من الكروموسومات في نسله.

شكرا للمتابعة

تساؤلات - لماذا تنتشر الخلايا السرطانية عبر الأوردة لتصبح سرطانا خبيثا ولكن لا تنتشر عبر الشرايين؟

السلام عليكم،

بعد البحث في عدة مراجع و للاجابة عن ذلك نقول ان الاجابة المختصرة عن هذا التساؤل هي : اختلاف تركيب الاوردة مقارنة بالشرايين. لنتعرف على المقصود بذلك.

تركيب الاوعية الدموية و تلاؤمها مع وظيفتها:

 من اكبر الشرايين الى أصغرها تحاط تماما بالعضلات الملساء - و بسمك خلية صغيرة في أصغرها، ولكن غالبا ما تكون سميكة من خليتين إلى أربع خلايا. يتم أيضا ربط الخلايا البطانية التي تبطن الوعاء بإحكام ببعضها البعض.

 تحتوي الأوردة على جدران غير مكتملة أكثر مع وجود فجوات أكبر بين الخلايا. أصغرها (الأوردة بعد الشعيرات الدموية) ليس لها عضلات ملساء على الإطلاق والأكبر منها قليلا لا تحتوي إلا على عضلات ملساء غير مكتملة. و جدرانها مسامية أكثر بكثير من جدران الشرايين.

 لفهم كيفية ارتباط ذلك بانتقال السرطان، دعنا أولاً نفكر في مسألة ذات صلة - كيف تخرج الخلايا من مجرى الدم. تؤدي خلايا الدم البيضاء كما تعلم، أدوارها بشكل رئيسي في الأنسجة المحيطة بالأوعية الدموية وعليها مغادرة مجرى الدم.  مجرى الدم هو مجرد مترو انفاق الذي يأخذونه للعمل؛ يقع مكتبهم في الأنسجة الضامة والأنسجة الأخرى خارج مجرى الدم.

يسمى انتقالها و زحفها من وعاء دموي إلى النسيج المجاور بالهجرة emigration.  الشكل يظهر هجرة خلايا الدم البيضاء المتعادلة لنسيج تعرض للالتهاب.

تنجذب خلايا الدم البيضاء وخصوصا المتعادلة إلى موقع العدوى او الالتهاب بسبب إطلاق السيتوكينات من الأنسجة المصابة. تسمى هذه العملية بالانجذاب الكيميائي CHEMOTAXIS. خلال هذه الهجرة ، قد تترك العدلات الدورة الدموية وتدخل حيز الأنسجة عن طريق تسرب كريات الدم البيضاء DIAPEDESIS.

تصور العديد من الكتب والمصادر هذا الأمر وتصفه على أنه يحدث عبر جدران الشعيرات الدموية، كما يوحي الرسم التوضيحي أعلاه.  ولكن في الواقع يحدث هذا أكثر بكثير عبر الجدران الرقيقة للأوردة بعد الشعيرات الدموية، والتي تكون أكثر مسامية ويسهل على خلايا الدم البيضاء عبورها. وفقا للمبدأ نفسه، يبدو أنه من السهل بشكل خاص أن تدخل الخلايا السرطانية المنتشرة إلى مجرى الدم عبر الأوردة.

في هذه المقارنة الفوتوغرافية، يمكنك أن ترى بوضوح كيف أن الوريد الموجود على اليسار له جدار أرق بكثير من الشريان الموجود على اليمين. يحتوي جدار هذا الشريان على طبقتين إلى ثلاث طبقات من العضلات الملساء ، بينما يحتوي الوريد على القليل من العضلات أو لا يحتوي على أي شيء. الصورة التالية بعد هذا تظهر أيضا المبدأ جيدا. من السهل معرفة لماذا تجد الخلايا السرطانية أن دخولها إلى الوريد أسهل بكثير من دخولها إلى الشرايين.

مع ذلك، فإن الأوردة ليست هي الطريق الوحيد للورم الخبيث.  أحد الأسباب الشائعة الأخرى، لنفس سبب مسامية الأوعية، هو عن طريق الأوعية اللمفاوية والعقد الليمفاوية.  انتشار سرطان الثدي إلى الغدد الليمفاوية في الإبط (العقد الإبطية) هو حالة شائعة.  يمكن أن ينتشر السرطان أيضا على طول الأسطح الخارجية للأوعية الدموية والأعصاب وعلى طول الأسطح الظهارية. 

هذه نشرة موجزة بلغة واضحة قد يجدها البعض مفيدة.

حقائق حول انتشار السرطان metastasis

لقاحات RNA

 ترجمات : مقدمة حول سياسة لقاحات RNA

 المصدر: جامعة كامبريدج

https://www.phgfoundation.org

مقدمة:

يمكن للقاحات القائمة على الحمض النووي الريبي RNA، والتي تكون سريعة نسبيا وغير مكلفة الصنع وقد تكون أكثر أمانا في الاستخدام ، أن تبشر بمزيد من التحكم السريع في انتشار الأمراض المعدية ، بما في ذلك COVID-19.  يلخص موجز هذه السياسة هذا الأساسيات.

 موجز السياسة

 التطعيم هو أحد قصص النجاح الرئيسية للطب الحديث ، حيث يقلل بشكل كبير من الإصابة بالأمراض المعدية مثل الحصبة ، والقضاء على أمراض أخرى ، مثل الجدري.  لم تكن مناهج اللقاحات التقليدية فعالة ضد مسببات الأمراض سريعة التطور مثل الإنفلونزا أو تهديدات الأمراض الناشئة مثل فيروسات الإيبولا أو زيكا. يمكن أن يكون للقاحات التي تعتمد على RNA تأثير في هذه المناطق نظرا لقصر أوقات التصنيع وزيادة فعاليتها.  بالإضافة إلى الأمراض المعدية ، فإن لقاحات الحمض النووي الريبي RNA لها إمكانات كخيارات علاجية جديدة للأمراض الرئيسية مثل السرطان.

 ملخص

💢 على عكس اللقاح العادي ، تعمل لقاحات الحمض النووي الريبي (RNA) عن طريق إدخال تسلسل mRNA (الجزيء الذي يخبر الخلايا بما يجب أن تبني) والذي يتم ترميزه لمستضد معين لمرض معين ، بمجرد إنتاجه داخل الجسم ، يتم التعرف على المستضد من قبل الجهاز المناعي ، وإعداده  محاربة الشيء الحقيقي.

💢 لقاحات RNA أسرع وأرخص في الإنتاج من اللقاحات التقليدية ، كما أن لقاح RNA أكثر أمانًا للمريض ، حيث لا يتم إنتاجه باستخدام العناصر المعدية. يعتمد إنتاج لقاحات الحمض النووي الريبي على المختبر ، ويمكن توحيد standardised العملية وتوسيع نطاقها scaled ، مما يسمح بالاستجابة السريعة لتفشي الأوبئة والأوبئة الكبيرة.

 💢 معظم الأبحاث الحالية تتعلق بلقاحات الحمض النووي الريبي للأمراض المعدية والسرطان ، والتي يوجد لها العديد من التجارب السريرية في المراحل المبكرة ، وهناك أيضا بعض الأبحاث المبكرة حول إمكانات لقاحات RNA للحساسية

 💢 لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل أن تصبح لقاحات mRNA علاجات قياسية ، وفي غضون ذلك ، نحتاج إلى فهم أفضل لآثارها الجانبية المحتملة ، والمزيد من الأدلة على فعاليتها على المدى الطويل

 ما هي لقاحات RNA وكيف تعمل؟

 عادةً ما تحتوي اللقاحات التقليدية على كائنات أو بروتينات معطلة مسببة للأمراض يصنعها العامل الممرض (المستضدات Antigen) ، والتي تعمل عن طريق محاكاة العامل المعدي.  إنها تحفز الاستجابة المناعية للجسم ، لذلك فهي مهيأة للاستجابة بسرعة وفعالية أكبر إذا تعرضت للعامل المعدي في المستقبل.

 تستخدم لقاحات RNA أسلوبا مختلفا يستفيد من العملية التي تستخدمها الخلايا لصنع البروتينات: تستخدم الخلايا الحمض النووي كقالب لصنع جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) ، والتي تُترجم بعد ذلك لبناء البروتينات.  يتكون لقاح RNA من سلسلة mRNA التي ترمز لمستضد خاص بمرض معين.  بمجرد أن تصبح خيوط mRNA في اللقاح داخل خلايا الجسم ، تستخدم الخلايا المعلومات الجينية لإنتاج المستضد.  ثم يتم عرض هذا المستضد على سطح الخلية ، حيث يتعرف عليه الجهاز المناعي.

 كيف يتم إنتاج وإعطاء لقاحات RNA؟

 تتمثل الميزة الرئيسية للقاحات في أنه يمكن إنتاج الحمض النووي الريبي في المختبر من قالب الحمض النووي cDNA باستخدام مواد متاحة بسهولة ، وبكلفة أقل وأسرع من إنتاج اللقاح التقليدي ، والذي قد يتطلب استخدام بيض الدجاج أو خلايا الثدييات الأخرى.

 يمكن إعطاء اللقاحات باستخدام عدد من الطرق:

▪︎ عن طريق الحقن بالإبر أو الحقن بدون إبرة في الجلد.

▪︎ عن طريق الحقن في الدم أو العضلات أو العقدة الليمفاوية أو مباشرة في الأعضاء.

▪︎ عن طريق رذاذ الأنف.

الطريق الأمثل لإيصال اللقاح غير معروف بعد. يمكن أن تختلف عملية التصنيع والتسليم الدقيقة للقاحات RNA تبعًا للنوع.

 أنواع لقاح الحمض النووي الريبي

▪︎ mRNA غير قابل للتضاعف 

Non-replicating mRNA

 أبسط نوع من لقاح الحمض النووي الريبي ، وهو شريط mRNA يتم تعبئته وتسليمه إلى الجسم ، حيث يتم امتصاصه من قبل خلايا الجسم لصنع المستضد.

▪︎ لقاح mRNA داخل الجسم ذاتي التكرار

 In vivo self-replicating mRNA

 يتم تعبئة سلسلة العامل الممرض-mRNA بخيوط RNA إضافية تضمن نسخ اللقاح بمجرد دخول اللقاح داخل الخلية.  وهذا يعني أن كميات أكبر من المستضد مصنوعة من كمية أقل من اللقاح ، مما يساعد على ضمان استجابة مناعية أكثر قوة.

 ▪︎ لقاح mRNA غير متماثل للخلايا المتغصنة في المختبر

In vitro dendritic cell non-replicating mRNA vaccine

 الخلايا المتغصنة هي خلايا مناعية يمكنها تقديم مستضدات على سطح خلاياها لأنواع أخرى من الخلايا المناعية للمساعدة في تحفيز الاستجابة المناعية.  تُستخرج هذه الخلايا من دم المريض ، و تحمل بلقاح RNA، ثم تعاد إلى المريض لتحفيز التفاعل المناعي.

 ميزات و فوائد لقاحات mRNA على الطرق التقليدية:

 السلامة: 

لقاحات الحمض النووي الريبي ليست مصنوعة من جزيئات مسببة للأمراض أو ممرض معطل ، لذلك فهي غير معدية.  لا يندمج الحمض النووي الريبي في الجينوم المضيف وتتحلل خيوط الحمض النووي الريبي في اللقاح بمجرد تصنيع البروتين.

 الفعالية:

 تشير نتائج التجارب السريرية المبكرة إلى أن هذه اللقاحات تولد استجابة مناعية موثوقة ويتم تحملها جيدا من قبل الأفراد الأصحاء ، مع القليل من الآثار الجانبية.

 الإنتاج: 

يمكن إنتاج اللقاحات بسرعة أكبر في المختبر في عملية يمكن توحيدها ، مما يحسن الاستجابة لتفشي الأمراض الناشئة.

 

تحديات مهمة

 يمكن أن تكون طرق صنع لقاحات mRNA فعالة للغاية.  ومع ذلك ، هناك تحديات فنية يجب التغلب عليها لضمان عمل هذه اللقاحات بشكل مناسب:

 التأثيرات غير المقصودة: 

قد تثير خيوط mRNA في اللقاح تفاعلا مناعيا غير مقصود. لتقليل هذا ، تم تصميم تسلسل لقاح mRNA لتقليد تلك التي تنتجها خلايا الثدييات.

 الفعالية: 

يمثل توصيل اللقاح بفعالية إلى الخلايا تحديا نظرا لأن الحمض النووي الريبي الحر في الجسم يتفكك بسرعة.  للمساعدة في تحقيق التسليم ، يتم دمج حبلا RNA في جزيء أكبر للمساعدة في تثبيته و / أو حزمه في جزيئات أو ليبوزومات.

 التخزين: 

تحتاج العديد من لقاحات الحمض النووي الريبي ، مثل اللقاحات التقليدية ، إلى التجميد أو التبريد.  يتواصل العمل لإنتاج لقاحات موثوقة يمكن تخزينها خارج سلسلة التبريد ، حيث ستكون أكثر ملاءمة للاستخدام في البلدان ذات مرافق التبريد المحدودة أو التي لا توجد بها مرافق تبريد.

 كيف يمكن استخدام لقاحات RNA لصحة الإنسان؟

 أكثر مجالات البحث نشاطًا في لقاحات الحمض النووي الريبي هي الأمراض المعدية والسرطان حيث توجد أبحاث جارية بالإضافة إلى التجارب السريرية في المراحل المبكرة.  لا يزال العمل على استخدام لقاحات الحمض النووي الريبي لعلاج الحساسية في مرحلة البحث المبكرة 2.

¤ أمراض معدية

 كافح الباحثون الذين يستخدمون الأساليب التقليدية لتطوير لقاحات فعالة ضد عدد من مسببات الأمراض ، وخاصة الفيروسات التي تسبب العدوى الحادة (الإنفلونزا ، الإيبولا ، زيكا) والمزمنة (HIV-1 ، فيروس الهربس البسيط).  يتم استكشاف لقاحات الحمض النووي الريبي (RNA) كطريقة لإنتاج لقاحات أسرع وبتكلفة منخفضة لهذه الأمراض ، لا سيما استجابة لتفشي الأمراض المستجدة.  تم إجراء تجارب سريرية أو ما زالت جارية على لقاحات mRNA للأنفلونزا والفيروس المضخم للخلايا وفيروس نقص المناعة البشري وداء الكلب وفيروس زيكا.

• دراسة حالة: 

استكشفت دراسة حديثة استخدام لقاحات الحمض النووي الريبي ذاتية التكرار القابلة للبرمجة ، والمقدمة في جسيمات نانوية ، لمجموعة من الأمراض المعدية ، بما في ذلك فيروس الإيبولا ، وإنفلونزا H1N1 ، والتوكسوبلازما جوندي ، والتي كانت فعالة في الفئران.  يمكن تصنيع هذه اللقاحات في غضون أسبوع تقريبا وصنعها ضد مجموعة من الأمراض ، مما يدل على الشروط المحتملة للاستجابة السريعة لتفشي الأمراض.

 ¤ لقاحات السرطان

 لقاحات السرطان هي شكل من أشكال العلاج المناعي ، حيث يحفز اللقاح جهاز المناعة على استهداف السرطان.  يتم الآن استكشاف لقاحات الخلايا المتغصنة ولقاحات السرطان الشخصية ، حيث تم تصميم تسلسل RNA في اللقاح لترميز مستضدات خاصة بالسرطان.  أكثر من 50 تجربة سريرية مدرجة في Clintrials.gov لقاحات الحمض النووي الريبي في عدد من السرطانات ، بما في ذلك سرطان الدم وسرطان الجلد والورم الأرومي الدبقي (سرطان الدماغ) وسرطان البروستاتا.

 ▪︎ دراسة حالة: 

قام الباحثون بتسلسل جينومات الأورام من مرضى سرطان الجلد.  قاموا بعمل ترميز RNAs لبروتينات متحولة ، خاصة بسرطانات المرضى ، والتي يمكن أن تولد استجابة مناعية وتحويلها إلى لقاحات خاصة بالمريض.  ثمانية من أصل ثلاثة عشر شخصًا تم تطعيمهم ظلوا خاليين من الورم لمدة تصل إلى عامين بعد ذلك

 لقاحات الحمض النووي الريبي - من يشارك؟

 هناك عدد من الشركات والمبادرات المهتمة بلقاحات الحمض النووي الريبي بما في ذلك Merit Consortium ، وهي مبادرة أوروبية لتطوير لقاحات السرطان ، في حين أن UniVax هو تعاون بحثي لتطوير لقاح عالمي للإنفلونزا.  وتشارك شركات مثل Moderna Therapeutics و CureVac و BioNTech في تجارب المرحلة الأولى من لقاحات الحمض النووي الريبي في السرطان والأمراض المعدية.  تستكشف هذه الشركات أيضًا الاستخدام الأوسع نطاقًا لعلاجات الحمض النووي الريبي للأمراض التي تكون فيها البروتينات المهمة مفقودة أو معيبة ويمكن استخدام علاجات الرنا المرسال للتعبير عن نسخة وظيفية من البروتين.

 تسخير لقاحات الحمض النووي الريبي من أجل الصحة - ما هي التحديات والاعتبارات الرئيسية؟

 الأبحاث والتجارب السريرية: 

هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعالجة العقبات التقنية مثل استقرار اللقاح وإيصاله.  لم يتم التأكد بعد من طريقة (طرق) الإنتاج الأفضل حاليا. بيانات التجارب السريرية محدودة - هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات طويلة المدى لتحديد فعالية لقاحات الحمض النووي الريبي.

 الإنتاج: 

يتم إنتاج اللقاح حاليا على نطاق صغير وليس من الواضح ما إذا كانت الأساليب الحالية قادرة على إنتاج لقاح على مستوى الوباء.

 الموارد: 

النهج المخصص للقاحات السرطان يتطلب الكثير من الوقت والموارد ، وهناك حاجة إلى العمل لتحديد ما إذا كان هذا النهج فعالاً من حيث التكلفة.

 السلامة: 

هناك حاجة إلى فهم أفضل للتأثيرات الضارة للقاح - ويمكن أن تشمل هذه التأثيرات الالتهاب أو تفاعلات المناعة الذاتية.

دمتم بالف خير  و ان شاء الله يزول هذا الوباء قريبا.

Adenine 

قصة السيدة لاكس أو HeLa

‏

عندما تعلم أن هُناك جزء باقي على قيد الحياة ويتكاثر باستمرار من جسد والدتك المتوفاة منذ أكثر من عشرين عاما!! ، فكرة تقشعر لها الأبدان ولكن هذا ما حدث لأبناءالسيدة هنريتا لاكس Henrietta Lacks قصة اليوم الخلايا الخالدة للسيدة لاكس.

‏بدأت القصة عندما قامت السيدة لاكس بزيارة مشفى Johns Hopkins لإجراء الفحوصات💉، فقابلها الطبيب هوارد جونز Dr. Howard Jones وقام بفحصها، وقد لاحظ كتلة لامعة تُشبه الهلام الأرجواني ذاتَ حجمٍ كبيرٍ نسبياً ‏تنزف بسهولة بمجرّد لمسها وتتوضّع أسفل يمين عنق الرحم لدى السيدة. اعتقد الطبيب في بدايةالأمر أنه مرض الزهريّ وأجرى فحصاً للكشف عنه لكنّ النتائج كانت سلبية.ثم طلب أخذ خزعة للتشخيص وكانت النتيجة ورمٌ سرطانيّ!بعد عدة أيام قرر الأطباء وضع كبسولات الراديوم حول عنق الرحم للقضاء على الورم.

ولكنّ نموّ السرطان كان أسرع من أن تقتُله كبسولات الراديوم💊الى أن أتى الثامن من أغسطس عام 1951 ذهبت السيّدة لاكس إلى المشفى للمرّة الأخيرة. وبعد محاولات مُضنية كثيرة، توفيّت في الرابع من أكتوبر عام 1951⚰️.

‏

لكنَّ هذه لم تكن نهاية قصّة السيّدة لاكس، بل هي بدايةٌ لقصّةِ خلود خلاياها حتى يومنا هذا! بعد وفاة لاكس أجرى الأطباء تشريحاً كاملاً للجثة ليجدوا الكثير من الكتل السرطانية رصعت جسدها بالكامل! وبعد حوالي عشرين عاماً، استقبلت عائلة السيدة لاكس اتّصالاً غريباً☎️ . ‏أراد الباحثون أخذ عيّناتٍ من دم أبناء لاكس كي يتسنّى لهم  التعرُّف أكثر على التركيب الوراثيّ لوالدتهم المتوفية🔬

قام الباحث George Gey بإجراء الدراسات على الخزعة التي أُخِذت من الأم عام 1951، وقد كان يحاول لسنواتٍ جعل نسيجٍ بشريّ ينمو خارج الجسم، لكنّه فشل في تحقيق ذلك. ‏إلى أن أتى يوم موت السيدة لاكس شرعت الخلايا بالنمو في أطباق بتري (مخبرياً) وبدأت تتراكم وتنمو بشكلٍ خارجٍ عن السيطرة !!🧫

بعدها ظهر د.غاي على التلفاز في برنامجٍ يُدعى "Cancer Can Be Conquered" حاملاً خلايا لاكس أمام الكاميرات، مُعلناً عن إنجازه العظيم.

‏أوّل خط خلايا بشريّة يتمّ تنميته مخبرياً! وقد أطلق على هذه الخلايا اسم "HeLa" وهي تُمثل الحرفين الأولين من الإسم الأول والثاني للسيدة هنريتا لاكس 👩🏾‍🦱 . و اقتحمت بعد ذلك خلايا "HeLa" مُعظم مجالات البحث العلمي. ‏حيث ساهمت بإنتاج لقاح فيروس شلل الأطفال واستخدمتها بعض الشركات لاختبار مستحضرات التجميل،كما أنها ساهمت في معرفة آثار الأشعة المنبعثة ☢️ و تأثير انعدام الجاذبية على الخلايا البشرية كما ساعدت العلماءَ على اكتشاف الخرائط الوراثية!. ‏مؤخراً وُلدت العديد من خطوط الخلايا لكن"HeLa"بقيت المقياس الذهبي🥇لأن معظم الخلايا تتضاعف مخبريّاً خلال 36 ساعة تقريباً، لكن خلايا "HeLa" تتضاعف خلال 24 ساعة! علاوة على ذلك،فإن الصبغيات تتقلص مع كل عملية تضاعف حتى تعجز عن الإنقسام لكن هذا لا يحدث مع خلايا "HeLa" إنها خلايا خالدة!

‏تم منح جائزتي نوبل لبحثين لعبت خلايا "HeLa"دوراً جوهرياً في كلٍّ منهما،أحدهما يستكشف العلاقة بين فيروس HPV البشري وسرطان عنق الرحم، والآخر يستكشف دور التيلوميريز في منع تقلّص الكروموسوم. ولا زالت الدراسات قائمة لمعرفة ما يُميز هذه الخلايا وما يمنحها القدرة على الخلود!🔬 

‏

مُؤخراً بعام 2016 أُنتج فلم يجسد حياة السيدة لاكس تكريماً لها 🎬 استناداً لكتاب كاتبة المقالات الطبية Rebecca Skloot 🖋الذي دفعها فضولها لتبحث عن جذور هنريتا وتألف كتاب بعنوان الحياة الخالدة لـ هنريتا لاكس The Immortal Life of Henrietta وكانت من أكثر الكتب مبيعات في عام 2010 📚 

دمتم بخير

دور الحمض النووي رباعي السلاسل في سرطان الثدي

كشف الباحثون عن دور الحمض النووي رباعي السلاسل في سرطان الثدي.

 عادة ما يتم تكوين الجينوم البشري على شكل حلزون مزدوج double helix، ولكن يمكن افتراض وجود تكوينات configurations و أشكال  أخرى مثل الحمض رباعي السلاسل .  تُعرف سلاسل DNA الأربعة باسم G-quadruplexes (G4) وغالبًا ما توجد بالقرب من مناطق الحمض النووي التي تقوم بتشغيل أو إيقاف نشاط الجينات.  تم العثور على G4 سابقًا في فيروس نقص المناعة البشرية HIV ، فيروس الورم الحليمي البشري HBV ، وقد ارتبطت أيضًا بالجينات المسببة للسرطان.  مما يجعلها هدفا محتملا للأدوية المضادة للفيروسات ومستحضرات السرطان.  اكتشف العلماء من جامعة كامبريدج الآن ولأول مرة شكل G4 في أنسجة الورم المحفوظة وخزعات من سرطان الثدي.

الدراسة و التي بعنوان, “Landscape of G-quadruplex DNA structural regions in breast cancer,” تم نشرها في Nature Genetics بقيادة د. شانكار بالاسوبرامانيان Shankar Balasubramanian ، أستاذ الكيمياء الطبية في جامعة كامبريدج ، قائد مجموعة في معهد أبحاث السرطان في المملكة المتحدة في معهد كامبريدج ، وزميل كلية ترينيتي في كامبريدج.

يتشكل G4 في مناطق من الحمض النووي غنية بالغوانين (G) ، عندما ينفصل احد شريطي DNA و من ثم يتضاعف و يلتف على نفسه ، مشكلاً التركيب رباعي السلاسل.

 في عام 2013 ، بعد 60 عامًا من اكتشاف بنية اللولب المزدوج للحمض النووي ، نشر باحثو كامبريدج ، بما في ذلك بالاسوبرامانيان ، ورقة تثبت وجود G-quadruplexes أيضًا في الجينوم البشري.  طور بالاسوبرامانيان وزملاؤه تقنيات التسلسل والأساليب القادرة على اكتشاف G-quadruplexes في الحمض النووي والكروماتين.  أظهروا أن G4 تلعب دورًا في النسخ ، وحددوا السلاسل الأربعة في الخلايا السرطانية بمساعدة جسم مضاد يرتبط حصريًا بـ G4.  لمنعهم من الانهيار في الحمض النووي العادي ، قاموا بتعريض الخلايا لبيريدوستاتين pyridostatin ، وهو جزيء يحجز اللوالب الرباعية أينما تكون. 

من أجل اكتشافهم الحالي ، استخدم الفريق تكنولوجيا التسلسل الكمي لدراسة هياكل الحمض النووي G في 22 ورم.  تم عمل النماذج عن طريق أخذ خزعات من المرضى في مستشفى أدينبروك ومستشفى جامعة كامبريدج ثم زرع وزراعة الأورام في الفئران. 

"تختلف الاستجابة والمقاومة للعلاجات المضادة للسرطان بسبب عدم التجانس بين انواع الاورام intertumor و intratumor .  وأشار الباحثون إلى أننا هنا نرسم مناطق تكوين بنية الحمض النووي (∆G4Rs) المخصبة بشكل مختلف في 22 نموذجًا من الأورام المأخوذة من سرطان الثدي  tumor xenograft (PDTX). 

وأوضح بالاسوبرامانيان.

"نحن جميعًا على دراية بفكرة بنية DNA اللولبي مزدوج السلاسل، ولكن على مدار العقد الماضي أصبح من الواضح بشكل متزايد أن الحمض النووي يمكن أن يوجد أيضا على شكل سلاسل رباعية وأن هذه تلعب دورًا مهما في علم الأحياء البشري.  و توجد G4 بمستويات عالية بشكل خاص في الخلايا التي تنقسم بسرعة ، مثل الخلايا السرطانية.  هذه الدراسة هي المرة الأولى التي نجدها فيها في خلايا سرطان الثدي".

و اضاف مؤلف الدراسة د. روبرت هيرتش Robert Hänsel-Hertsch، من جامعة كولون، مركز الطب الجزيئي Center for Molecular Medicine Cologne.

" إن وفرة وموقع G4 في هذه الخزعات يعطينا فكرة عن أهميتها في بيولوجيا السرطان وعدم تجانس سرطانات الثدي.  "

يسلط الاكتشاف الضوء على هدف محتمل قد يستخدمه العلماء ضد سرطان الثدي.  هناك ما لا يقل عن 11 نوعا فرعيا من سرطان الثدي ، واكتشف الفريق أن لكل منها نمطًا مختلفًا من G4 فريدًا لبرنامج النسخ الذي يقود هذا النوع الفرعي المحدد.

 وأضاف كارلوس كالداس ، أستاذ طب السرطان ومدير مركز كامبريدج لابحاث سرطان الثدي: "على الرغم من أننا غالبًا ما نفكر في سرطان الثدي كمرض واحد ، إلا أن هناك على الأقل 11 نوعا فرعيا معروف ، كل منها قد يستجيب بطرق مختلفة لأدوية مختلفة".

"تم العثور على4G4 في معظم PDTXs (14 من 22) لارتباطها بأكثر من نوع فرعي واحد لسرطان الثدي ، والذي نسميه أيضًا مجموعة متكاملة integrative cluster (IC).  هذا يشير إلى فكرة وجود اكثر من حالة من الحالات متعددة لسرطان الثدي ضمن نموذج PDTX ، والتي تعرض معظمها نشاط جيني سلبي ثلاثي التاثير triple-negative IC10.  تكون الثقافات قصيرة المدى لنماذج PDTX مع زيادة مستويات G4 أكثر حساسية للجزيئات الصغيرة التي تستهدف G4 DNA.  وأشار الباحثون إلى أن اشكال G4 تكشف عن عدم تجانس داخلي intratumor داخل الخلايا الداخلية في خزعات PDTX ، مما يؤدي الى تحسين تراصف طبقات سرطان الثدي ، وربما تحديد استراتيجيات علاجية جديدة.

 حدد فريق الباحثين اثنين من الجزيئات الاصطناعية ، البيريدوستاتين و CX-5461 ، والتي يمكن أن تستهدف G-quadruplexes ، وقد تجعل من الممكن منع الخلايا من تكرار الحمض النووي وانقسام الخلايا ، مما قد يوقف تكاثر الخلايا المسبب للسرطان.

 يوفر اكتشافهم هدفا جديدا محتملاً وقد يؤدي إلى دراسات مستقبلية لسرطان الثدي والدور الذي تلعبه G-quadruplexes في أمراض أخرى.

تكشف تقنية جديدة عن طول التيلومير بهدف البحث في مجالات السرطان والشيخوخة.

التيلومير هو نهاية الكروموسوم، التي تجمع المعلومات الوراثية لتمريرها من الآباء إلى الأطفال.  عندما تنقسم الخلية ، تساعد هذه النهايات و التي تشبه الاغطية على الحفاظ على استقرار المعلومات الوراثية ومنع الكروموسومات من الاندماج معًا.  ولكن مع انقسام الخلايا ، تقصر التيلوميرات. في النهاية ، تتسبب في تلف الحمض النووي الذي يمكن أن يؤدي مع عوامل أخرى الشيخوخة وزيادة فرصة ظهور السرطان. 

 الآن ، حددت دراسة قام بها باحثون في المركز الطبي UT Southwestern Medical Center طريقة جديدة لتحديد طول التيلوميرات ، والغطاء النهائي للكروموسومات ، والتي يمكن أن تؤثر على تطور السرطان والشيخوخة.  تم نشر الدراسة في مجلة BioTechniques.

تظهر الدراسات السابقة أن التيلوميرات تساعد على تحديد ما إذا كانت الخلية تتكاثر بدقة.  عندما تنقسم الخلية ، تتدهور هذه الاجزاء مما يتسبب في التاثير على عمر الخلية ، ويعتقد أن هذا التدهور قد يؤدي إلى بعض جوانب الشيخوخة في البشر.  يعد العثور على أفضل الطرق وأكثرها حساسية لقياس التيلوميرات خطوة أولى مهمة يمكن أن تمكن العلماء في نهاية المطاف من تشجيع النمو الصحي للخلايا أو في حالة السرطان قد يؤدي الى الحد من نمو الخلايا أو إيقافه.

تعتمد الطريقة القياسية لقياس طول التيلومير على تحليل Southern Blot باستخدام مجسات probes ذات علامات مشعة أو غير مشعة تحتوي على عدة تكرارات DNA تيلوميرية.  ومع ذلك ، يتطلب هذا التحليل كميات كبيرة نسبيًا من عينة DNA ، مما يجعل من الصعب قياس طول التيلومير عند توفر كمية محدودة من العينة. احد المركبات المستخدمة هو مركب غير مشع يسمى DIG (ديجوكسيجينين digoxigenin ) هذا المركب كميات كبيرة من الحمض النووي و هو أقل حساسية.  تولد الدراسة الحالية مسبارات مبنية على DIG و ذلك للكشف عن سلاسل DNA التيلوميرية الغنية بـ C و G ، والتي تعزز بشكل كبير حساسية قياس طول التيلومير.

 تطور الدراسة طريقة غير مشعة تستخدم جزيئات DIG لزيادة كل من حساسية واستقرار الكشف عن التيلومير.  قام المختبر ، بعد تطبيق تفاعلات ملء  3′ fill-in reactions لعينة DNA، و من ثم تطبيق T4 DNA polymerase لمضاعفة و تقطيع DNA من أجل إزالة النيوكليوتيد الإضافي عند الطرف  3′ من قالب DNA المتولد عن تفاعلات تعبئة  3′.  أظهرت النتائج أن هذا التفاعل حسن بشكل كبير من حساسية مسبار DIG.

يعتقد الفريق أنهم يأملون في استخدام المعرفة بالتيلوميرات لإبطاء أو وقف الخلايا من الشيخوخة ، أو للمساعدة في إيقاف النمو غير المنضبط للخلايا السرطانية التي تحافظ على تيلوميراتها.  بالنسبة للمستقبل ، يشير الباحثون إلى أنهم مهتمون بفهم عملية الشيخوخة الخلوية هذه لإنشاء "خلية خالدة '' ، والتي يمكن أن تستمر في إنشاء خلايا جديدة دون التحلل ويمكن أن يكون لها آثار مهمة على الأمراض المتعلقة بالشيخوخة ، والتي ، في الاتجاه المعاكس  يمكن أن يسرع من معدل وفيات الخلايا السرطانية.

                                        دمتم بخير 

 المصدر:

        UT Southwestern’s Simmons Cancer Center

مسارات الاشارة في الخلية Cell-signaling pathways

مسارات الاشارة في الخلية او بشكل ابسط تأشير الخلية، هي أحد أجزاء نظام معقد للتواصل بين الخلايا يحكم الفعاليات الخلوية الأساسية والأفعال الخلوية الموجهة - فهي عمليا تبادل الإشارات بين الخلايا . قابلية الخلايا لتلقي والاستجابة بشكل صحيح لبيئتها المصغرة هو أساس النمو، ترميم الانسجة وإصلاحها، وأيضا المناعة بالإضافة للتوازن النسيجي الداخلي. أي خطأ في إجرائيات المعلومات الخلوية يكون مسؤولا عن أمراض خطيرة مثل السرطان وأمراض المناعة الذاتية وداء السكري.

بروتينات الاشارة و السرطان:

البروتينات المشفرة بواسطة العديد من الجينات المسببة للأورام proto-oncogene والجينات الكابتة للورم Tumor suppressor genes هي مكونات مسارات إشارات الخلية.  سنركز في حديثنا على منتجات اثنين من الجينات الرئيسية ، الجين راس ras proto-oncogene  والجين p53 الكابت للورم.

الجين راس ras proto-oncogene:

تحدث الطفرات في راس Ras في حوالي 30 ٪ من انواع السرطان في الإنسان ، والطفرات في P53 في أكثر من 50 ٪.  يتم تشفير بروتين Ras بواسطة جين ras (المسمى باسم ساركوما الجرذ rat sarcoma، وهو سرطان النسيج الضام) ، وهو بروتين G (البروتينات G المعروفة أيضًا باسم البروتينات المرتبطة بالنيوكليوتيد غوانين guanine nucleotide-binding proteins هي عائلة من البروتينات تشارك في نقل الإشارات الكيميائية الناشئة من خارج خلية الى داخل الخلية).  ينقل البروتين G إشارة من مستقبلات عامل النمو على غشاء البلازما إلى سلسلة من بروتينات الكينازيز kinases.  الاستجابة الخلوية في نهاية المسار هي تخليق بروتين يحفز دورة الخلية.

 عادة ، لن يعمل هذا المسار ما لم يتم تشغيله بواسطة عامل النمو المناسب.  لكن بعض الطفرات في جين راس يمكن أن تؤدي إلى إنتاج بروتين راس مفرط النشاط الذي يتسبب في شلال الكينيز حتى في غياب عامل النمو ، مما يؤدي إلى زيادة انقسام الخلايا.  في الواقع ، يمكن لعمليات النسخ مفرطة النشاط أو الكميات الزائدة لأي من مكونات المسار ان تؤدي لنفس النتيجة و هي انقسام الخلايا المفرط.

تأثير الجينات على نمو الخلايا السرطانية

السؤال الذي يطرحه الجميع، هل السرطان مرض وراثي؟

 

المؤكد الان ان السرطان هو من أكثر الأمراض الوراثية البشرية شيوعًا.  حيث اثبتت العديد من الابحاث إن التحول من خلية طبيعية إلى سرطان خبيث مدفوع بالتغييرات في الحمض النووي للخلية ، والمعروفة أيضًا باسم الطفرات. و هذه التغييرات تحفزها عدة مواد في بيئة الشخص منها: المواد الكيميائية،  الأشعة و بعض الفيروسات. في حديثنا اليوم سنركز على تاثير الجينات على نمو و تطور الخلايا و تحولها الى خلايا سرطانية.

الجينات المؤثرة على نمو الخلايا و مساهمتها في تطور السرطان:

يمكن أن تتحول طلائع الجينات الورمية  proto-oncogen الى جينات ورمية oncogene. 

حيث يتم تشفير طلائع الجينات الورمية للبروتينات الخلوية الطبيعية المشاركة في إشارات نمو الخلية.  عندما تتحول هذه الجينات إلى طفرة نتيجة التعرض للمواد الكيميائية أو الإشعاع أو مواد مسرطنة أخرى ، تسمى هذه الجينات الأورام السرطانية.

تشمل الجينات التي تنظم عادة نمو الخلايا وانقسامها خلال دورة الخلية جينات لعوامل النمو ومستقبلاتها والجزيئات داخل الخلايا لمسارات الإشارات.  يمكن أن تؤدي الطفرات التي تغير أيًا من هذه الجينات في الخلايا الجسدية إلى السرطان.  يمكن أن يكون عامل هذا التغيير عبارة عن طفرة عفوية عشوائية.  ومع ذلك ، فمن المحتمل أن العديد من الطفرات المسببة للسرطان تنتج عن التأثيرات البيئية ، مثل المواد الكيميائية المسرطنة والأشعة السينية وغيرها من الإشعاع عالي الطاقة ، وبعض الفيروسات.

يتحكم في تطور و نمو الخلايا و امكانية تحولها لخلايا سرطانية العديد من المركبات، تخضع بدورها لتاثير 3 انواع رئيسة من الجينات و هي:

1. طلائع الجينات الورمية proto-oncogens

2. الجينات الورمية oncogenes 

3. الجينات الكابتة او المثبطة للورم Tumor suppressor genes.

طلائع الجينات الورمية proto-oncogens عبارة عن مجموعة من الجينات التي تتسبب في أن تصبح الخلايا الطبيعية سرطانية عند تحورها.  عادة ما تكون الطفرات في الجينات السرطانية سائدة في الطبيعة ، وتسمى النسخة المتحولة من هذه  الجينات بالجينات الورمية oncogenes.  في كثير من الأحيان ، تعمل جينات الطلائع على تشفير البروتينات التي تعمل على تحفيز انقسام الخلايا ، وتمنع تمايز الخلايا ، وتوقف موت الخلايا.  كل هذه العمليات مهمة لنمو و تطور خلايا الجسم و ايضا لصيانة الأنسجة والأعضاء.

 ومع ذلك ، فإن الجينات الورمية تظهر عادةً زيادة في إنتاج هذه البروتينات ، مما يؤدي إلى زيادة انقسام الخلايا ، وانخفاض تمايز الخلايا ، وتثبيط موت الخلية ؛  مجتمعة ، تحدد هذه الأنماط الظاهرية الخلايا السرطانية.  وبالتالي ، فإن الأورام السرطانية هي حاليا هدف جزيئي رئيسي لتصميم الأدوية المضادة للسرطان.

تحول جينات الطلائع الورمية إلى الجينات الورمية:

 بشكل عام ، ينشأ الجين الورمي عن تغير جيني يؤدي إلى زيادة إما في كمية منتج بروتين الجين الورمي أو في النشاط الجوهري لكل جزيء بروتين.  تصنف التغييرات الجينية التي تحول جينات الطلائع إلى الجينات الورمية إلى ثلاث فئات رئيسية:

 1. حركة الحمض النووي داخل الجينوم movement of DNA within the genome.

و يقصد بها الطفرات الحادثة للكروموسومات من طفرات انتقال translocation، انقلاب inversion، مضاعفة duplication او غيرها من الطفرات. غالبا ما يتم العثور على خلايا سرطانية تحتوي على كروموسومات قد تكسرت و من ثم تم تجميعها بشكل غير صحيح ، مما يؤدي إلى نقل اجزاء من كروموسوم إلى آخر.  هذا بدوره سيؤثر على تنظيم التعبير الجيني gene expression.  إذا حدث انتقال لجين طلائع محفز للأورام بالقرب من منطقة محفز نشط active promoter ، فقد يزيد من معدل نسخها ، مما يجعلها من تتحول الى جين ورمي.

 2. زيادة تاثير جينات الطلائع الورمية. amplification of a proto-oncogene.

التضخيم amplification، يزيد من عدد نسخ جين الطلائع الورمي في الخلية من خلال تكرار الجين و زيادة معدلات النسخ و تعبير الجينات.

 3. الطفرات النقطية التي تحدث لعوامل تحكم في جين الطلائع أو طفرة في الجين نفسه.

point mutations in a control element or in the proto-oncogene itself.

الطفرات النقطية تحدث في:

 1. منطقة المحفز  promoter أو المحسن enhancer التي تحكم في جينات الطلائع الورمية ، مما يتسبب في زيادة تعبيره.

 2. في سلسلة الشيفرة الوراثية coding sequence، مما يغير البروتين الناتج الى بروتين أكثر نشاطًا أو الى بروتين أكثر مقاومة للتحلل degradation من البروتين العادي.

كل هذه الآليات يمكن أن تؤدي إلى تحفيز غير طبيعي لدورة الخلية وتضع الخلية على طريق الورم الخبيث.

الجينات الكابتة (المثبطة) للورم  Tumor suppressor genes.

 بالإضافة إلى الجينات التي تزيد من انقسام الخلايا ، تحتوي الخلايا على جينات تمنع او تنظم انقسام الخلايا.  تسمى هذه الجينات الجينات الكابتة للورم لأن البروتينات التي تشفرها تساعد في منع نمو الخلايا غير المنظم المؤدي للسرطان. أي طفرة تقلل من النشاط الطبيعي لبروتين كابت للورم قد تساهم في ظهور السرطان ، مما يحفز النمو من خلال غياب الكبت.

 المنتجات البروتينية للجينات الكابتة للورم لها وظائف مختلفة.  تعمل بعض بروتينات مثبطات الورم على إصلاح الحمض النووي التالف ، وهي وظيفة تمنع الخلية من تراكم الطفرات المسببة للسرطان. تتحكم بروتينات أخرى مثبطة للورم في التصاق الخلايا ببعضها البعض أو بالمادة خارج الخلية extracellular matrix.  يعد تثبيت الخلية السليم أمرًا بالغ الأهمية في الأنسجة الطبيعية - وغالبًا ما يكون غائبا في السرطان.  و هنالم بروتينات أخرى كابتة للورم تتحكم في الإشارات الخلوية cell-signalling pathways التي تمنع دورة الخلية. من اشهر الجينات الكابتة للورم جين p53 الذي يشفر بروتينا بنفس الاسم. سنتطرق له في منشوراتنا القادمة.

دمتم بخير 

أصل الخلايا السرطانية و عملية الانبثاث metastasis

أصل الخلايا السرطانية:

 تؤدي سلسلة من الطفرات في الخلية إلى تكاثرها بشكل اكبر من الخلايا المجاورة.  مع نمو كتلة الخلايا المنقسمة بمرور الوقت ، و مع زيادة معدل الطفرات تعاني الخلايا من تضخم بسبب زيادة إنتاج الخلايا في الأنسجة أو الأعضاء الطبيعية و تتحول إلى سرطان (carcinoma). 

 يحدث انتشار الخلايا السرطانية إلى الأنسجة والأعضاء الأخرى (الانبثاث او الارتحال metastasis) عندما ينهار التصاق هذه الخلايا السرطانية ، وتكون قادرة على الانتقال بسهولة إلى مواقع جديدة.

تتراكم الطفرات الجينية بمرور الوقت نتيجة لأحداث مستقلة.  وبالتالي ، فإن مسار السرطان ينطوي على خطوات متعددة.  في الواقع ، يرى العديد من العلماء أن تطور السرطان هو عملية تطورية صغرى او دقيقة Microevolution.

 لفهم ما يعنيه هذا ، ضع في اعتبارك ما يلي: 

عندما تمنح الطفرة الخلية السرطانية ميزة نمو ، يمكنها أن تنتج نسخًا أكثر من نفسها عن الخلية العادية - ويمكن أن يتفوق نسلها على نظيراتها غير السرطانية في المنافسة على الموارد. في وقت لاحق ، قد توفر الطفرة الثانية للخلايا السرطانية ميزة تكاثرية أخرى ، والتي بدورها تكثف ميزتها التنافسية أكثر.  وفي حالة عدم وجود نقاط تفتيش رئيسية أو تلف جينات الإصلاح ، فإن معدل تراكم الضرر يزداد أكثر. تستمر هذه العملية مع كل طفرة جديدة تقدم مثل هذه الفوائد ، وهي قوة دافعة في تطور الكائنات الحية - وليس فقط الخلايا السرطانية.

الانبثاث او الارتحال metastasis:

الانبثاث - تعني حرفيا "مكان جديد" - هي واحدة من المراحل النهائية للسرطان.  

الانبثاث metastasis، هو انتشار المرض من عضو أو جزء إلى عضو أو جزء آخر غير مجاور.

تعريف قاموس اوكسفورد الطبي للانبثاث metastasis 

" the development of secondary malignant growths at a distance from a primary site of cancer"

"تطور الأورام الثانوية على مسافة من موقع السرطان الأساسي".

كيف و لماذا يحدث الانبثاث:

خلال المراحل المبكرة من السرطان ، تكون الأورام عادة حميدة (أورام لا تنتشر) وتبقى محصورة داخل الحدود الطبيعية للأنسجة.  بينما تنمو الأورام وتصبح خبيثة ، فإنها تكتسب القدرة على اختراق هذه الحدود وغزو الأنسجة المجاورة.

 غالبًا ما تفرز الخلايا السرطانية الغازية البروتياز التي تمكنها من تحلل المصفوفة خارج الخلية عند حدود الأنسجة.  كما يمنح protease الخلايا السرطانية القدرة على إنشاء ممرات جديدة في الأنسجة.  على سبيل المثال ، يمكنهم تفكيك الوصلات التي تربط الخلايا معًا ، وبالتالي الوصول إلى مناطق جديدة.

في هذه المرحلة ، تدخل الخلايا السرطانية مجرى الدم أو الجهاز اللمفاوي وتنتقل إلى موقع جديد في الجسم ، حيث تبدأ في الانقسام ووضع الأساس للأورام الثانوية.  لا يمكن لجميع الخلايا السرطانية أن تنتقل.  من أجل الانتشار بهذه الطريقة ، يجب أن تمتلك الخلايا القدرة على اختراق الحواجز الطبيعية للجسم حتى تتمكن من الدخول والخروج من الدم أو الأوعية اللمفاوية.  حتى الخلايا السرطانية المنتقلة تواجه تحديات عند محاولة النمو في مناطق جديدة.

وبالتالي ، فإن السرطان هو نمو الخلايا دون رادع.  يمكن أن تسبب الطفرات في الجينات السرطان عن طريق تسريع معدلات انقسام الخلايا أو تثبيط الضوابط العادية على النظام ، مثل توقف دورة الخلية أو موت الخلية المبرمج.  مع نمو كتلة الخلايا السرطانية ، يمكن أن تتطور إلى ورم.  يمكن للخلايا السرطانية أيضًا أن تغزو الأنسجة المجاورة ، وأحيانًا تنفصل وتنتقل إلى أجزاء أخرى من الجسم ، مما يؤدي إلى تكوين أورام جديدة في تلك المواقع.