يمكن أن يستمر تلف الحمض النووي لسنوات، مما يزيد من مخاطر الإصابة بالسرطان

منذ أن اكتشف العلماء الدور الحاسم للحمض النووي (DNA) في الحياة، عرفوا أن خلايانا تحتوي على أنظمة إصلاح مدمجة لإصلاح المادة الوراثية التالفة. لكن الأبحاث الحديثة كشفت عن أمر غير متوقع - بعض أنواع تلف الحمض النووي يمكن أن تتفادى آليات الإصلاح هذه وتختبئ في خلايانا لسنوات، مما يخلق فرصًا متعددة للطفرات المسببة للسرطان. توصل فريق البحث، بقيادة الدكتور مايكل سبنسر تشابمان من معهد ويلكوم سانجر ومعهد بارتس للسرطان، إلى هذا الاكتشاف من خلال دراسة مجموعة رائعة من أشجار العائلة الخلوية. تتحدى النتائج، المنشورة في مجلة نيتشر، المعتقدات الراسخة حول كيفية عمل تلف الحمض النووي.

بعض تلف الحمض النووي يستمر لسنوات

حلل العلماء أشجار العائلة لمئات الخلايا المفردة من الأفراد. توفر هذه الأشجار، التي تم تجميعها من أنماط الطفرات المشتركة، رؤى حول أصل الخلايا. من خلال فحص الخلايا الجذعية للدم، والخلايا الظهارية القصبية، وخلايا الكبد، اكتشف الباحثون أنماطًا غير متوقعة لوراثة الطفرات. في الخلايا الجذعية الدموية، تنشأ ما يصل إلى 20% من الطفرات من تلف محدد في الحمض النووي يبقى دون إصلاح لمدة سنتين إلى ثلاث سنوات أو أكثر. أوضح الدكتور تشابمان: "باستخدام هذه الأشجار العائلية، يمكننا ربط علاقات مئات الخلايا... أي أننا نستطيع تتبع الانقسامات التي مرت بها كل خلية". يعني هذا الاستمرار أن الحمض النووي التالف يمكن أن يُحدث طفرات متكررة أثناء انقسام الخلايا. كل محاولة لتكرار الحمض النووي التالف تُخاطر بتوليد أخطاء جديدة، مما يخلق فرصًا متعددة للطفرات المسببة للسرطان.

طفرات الحمض النووي والتغيرات الهيكلية

تلف الحمض النووي والطفرات مفهومان مترابطان ولكنهما مختلفان. تحدث الطفرة عندما تكون إحدى قواعد الحمض النووي (A، T، C، أو G)، وهي "حروف" الشفرة الوراثية، في موضع خاطئ. يشبه هذا خطأً مطبعيًا في جملة مكتوبة. على سبيل المثال، استبدال "C" بـ "T" يُغير معنى التعليمات الوراثية. من ناحية أخرى، يُشير تلف الحمض النووي إلى تغيرات كيميائية في بنية الحمض النووي نفسه. بدلاً من "حرف خاطئ"، يبدو الأمر أشبه بتشويه حرف أو تلطيخه، مما يجعله غير قابل للقراءة. هذا النوع من التلف قد يمنع نسخ الحمض النووي أو فهمه بشكل صحيح.

تلف الحمض النووي وخطر الإصابة بالسرطان

إذا فشلت آليات إصلاح الخلية في إصلاح التلف، فقد تُحدث طفرات دائمة أثناء انقسام الخلية. عندما تُكرر الخلية حمضها النووي، قد تُسيء تفسير الجزء التالف أو تُنسخه بشكل غير صحيح، مما يُدخل أخطاءً في الشفرة الوراثية. يمكن أن تتراكم هذه الأخطاء، ومع مرور الوقت، تُسهم في أمراض مثل السرطان. أشارت إميلي ميتشل، المؤلفة المشاركة في الدراسة: "عند استكشافنا لشجرة عائلة خلايا الدم الجذعية، وجدنا نوعًا من تلف الحمض النووي يُسبب حوالي 15 إلى 20% من الطفرات، ويمكن أن يستمر لعدة سنوات". تُثير هذه النتيجة أسئلةً جوهرية: لماذا يحدث هذا التلف المُستمر في خلايا الدم الجذعية دون غيرها من الأنسجة؟ ما هي طبيعة هذا التلف تحديدًا؟

الآثار المترتبة على أبحاث السرطان

يُمثل تلف الحمض النووي المُستمر تحديًا لما اعتقده العلماء سابقًا حول كيفية تكوّن طفرات السرطان. حتى الآن، كان الافتراض هو أن مُعظم تلف الحمض النووي إما يُصلح بسرعة أو يُزال، مما يمنع الآثار طويلة المدى. ومع ذلك، تكشف هذه الدراسة أن بعض أنواع تلف الحمض النووي يمكن أن تستمر لسنوات دون إصلاح، مُسببةً طفرات في كل مرة تنقسم فيها الخلايا. تُعيد هذه النتائج صياغة فهمنا لكيفية تراكم الطفرات بمرور الوقت ودورها في أمراض مثل السرطان. وصرح الدكتور بيتر كامبل، المؤلف المشارك في الدراسة، قائلاً: "لا تتوافق هذه النتائج مع ما اعتقده العلماء سابقًا. ويُضفي هذا التحول الجذري بُعدًا جديدًا على نظرتنا إلى الطفرات". ويُتيح فهم سبب عدم إمكانية إصلاح بعض أضرار الحمض النووي واستمرارها لسنوات آفاقًا جديدة للوقاية من السرطان وعلاجه. ويمكن للتدخل لإصلاح أو القضاء على هذه الأضرار أن يُقلل بشكل كبير من معدلات الطفرات. كما يُسلط البحث الضوء على أهمية الفضول في مجال العلوم. وأشار الدكتور تشابمان إلى أن "هذه الدراسة تُمثل مثالًا بارزًا على العلوم الاستكشافية - فأنت لا تعرف دائمًا ما ستجده حتى تبحث".

استهداف تلف الحمض النووي لمكافحة السرطان

تُغيّر هذه الدراسة، التي أجراها معهد ويلكوم سانجر ومعهد بارتس للسرطان، فهمنا لكيفية مساهمة تلف الحمض النووي في الإصابة بالسرطان. في السابق، اعتقد العلماء أن معظم تلف الحمض النووي يُصلح بسرعة بواسطة آليات الجسم الطبيعية. ومع ذلك، تُظهر الأبحاث أن بعض أنواع التلف قد تستمر لسنوات دون إصلاح. يمكن لهذه الأشكال طويلة الأمد من التلف أن تُحدث طفرات متكررة في كل مرة تنقسم فيها الخلايا، مما يزيد من خطر حدوث تغيرات ضارة تؤدي إلى السرطان. من خلال الكشف عن هذه العملية، أتاح العلماء فرصًا جديدة لدراسة السرطان ومكافحته. على سبيل المثال، قد يؤدي فهم سبب عدم إصلاح بعض تلف الحمض النووي إلى علاجات تستهدف هذه المشكلات المزمنة وتُعالجها، مما يُقلل من معدلات الطفرات ويمنع تطور السرطان. مع ازدياد معرفتنا بجينومنا - المجموعة الكاملة للحمض النووي في أجسامنا - تُسلط هذه الدراسة الضوء على كيف يُمكن حتى للتغيرات الطفيفة التي يصعب اكتشافها في الحمض النووي أن تُؤثر بشكل كبير على صحتنا. إنها تُذكّرنا بأن فهم هذه التغيرات الصغيرة هو مفتاح معالجة الأمراض الخطيرة مثل السرطان.