قوانین پنهان تکامل سرطان کشف شد

به نقل از ساینس دیلی، دانشمندان مرکز سرطان اچ. لی موفیت برای نخستین بار قوانین پنهان حاکم بر تکامل سرطان را رمزگشایی کردند. آن‌ها با توسعهٔ ابزار محاسباتی جدید ALFA-K نشان دادند که تغییرات کروموزومی در سلول‌های سرطانی تصادفی نیست و می‌توان پیش‌بینی کرد تومورها چگونه رشد می‌کنند، با درمان‌ها مقاومت نشان می‌دهند و با محیط سازگار می‌شوند. این دستاورد می‌تواند رویکردهای درمانی آینده را دگرگون کند.

پژوهشگران مرکز سرطان اچ. لی موفیت اعلام کردند که تکامل سرطان، برخلاف باور پیشین، به‌طور کامل تصادفی و آشوبناک نیست؛ بلکه قوانین پنهانی بر پایه سود و زیان کروموزومی آن را هدایت می‌کند. این تغییرات ژنتیکی بزرگ به تومورها امکان می‌دهد سریع‌تر رشد کنند، با استرس‌های محیطی سازگار شوند و در برابر درمان‌ها مقاومت نشان دهند. نوئمی آندور، پژوهشگر ارشد مطالعه، توضیح داد: سلول‌های سرطانی در زمان تقسیم، در کپی‌برداری DNA اشتباه می‌کنند و بیشتر کروموزوم‌های کامل را از دست می‌دهند یا به دست می‌آورند. این خطاها تنوعی در تومور ایجاد می‌کند و برخی ترکیب‌ها به سلول‌ها برتری تکاملی می‌بخشد.

تیم تحقیقاتی ابزار محاسباتی ALFA-K را طراحی کرده که با استفاده از داده‌های تک‌سلولی طولی (بررسی هزاران سلول در طول زمان) کار می‌کند. این ابزار مسیر جابه‌جایی سلول‌های سرطانی میان حالت‌های مختلف کروموزومی را بازسازی می‌کند و مشخص می‌سازد کدام ترکیب‌ها توسط فرآیند تکامل ترجیح داده می‌شوند. ALFA-K بیش از ۲۷۰ هزار پیکربندی کروموزومی را تحلیل کرده و برتری تکاملی (fitness) هر کدام را محاسبه می‌کند. یکی از یافته‌های کلیدی این است که دوبرابر شدن کامل ژنوم (whole-genome doubling) مانند سپری عمل می‌کند و سلول‌ها را در برابر ناپایداری شدید کروموزومی محافظت می‌نماید.

آندور تأکید کرد: ALFA-K به ما امکان می‌دهد اثر بافری دوبرابر شدن ژنوم را به‌طور کمی ارزیابی کنیم و ببینیم سلول‌های دوبرابرشده تا چه حد بیشتر از سلول‌های معمولی قادر به تحمل خطاهای کروموزومی هستند.

این پژوهش که در مجلهٔ Nature Communications منتشر شده، نشان می‌دهد تغییرات کروموزومی اثاطی زمینه دارند و می‌توانند جهش‌های تکاملی بزرگی ایجاد کنند. محققان معتقدند ALFA-K می‌تواند از توصیف صرف تومورها فراتر رود و به پیش‌بینی واقعی تکامل آن‌ها کمک کند.در آینده، پزشکان ممکن است با کمک این ابزار بیوپسی‌های متوالی را بهتر تفسیر کنند، نقاط خطرناک تکاملی را شناسایی نمایند و درمان‌هایی انتخاب کنند که توانایی سرطان برای دسترسی به پیکربندی‌های مضر را محدود سازد.

هدف نهایی، دستیابی به درمان سرطان آگاه از تکامل است؛ درمانی که مقاومت را پیش‌بینی کند و از بروز آن جلوگیری نماید.این مطالعه با حمایت مؤسسهٔ ملی سرطان ایالات متحده انجام شده و می‌تواند تحولی اساسی در مقابله با یکی از پیچیده‌ترین ویژگی‌های سرطان، یعنی توانایی آن برای تکامل و فرار از درمان ایجاد کند.