العلماء يكتشفون"المفتاح الذكي" لمحاربة السرطان

تُغلق أدوية السرطان المُثبطة لإنزيم CDK7 بسرعة المسارات المسؤولة عن تكاثر الخلايا في غضون دقائق، لكي تنمو الأعضاء وتتجدد يجب أن تنقسم الخلايا وتتكاثر، وهي عملية تُعرف باسم التكاثر ومع ذلك، عندما تُضطرب هذه العملية، فقد يؤدي ذلك إلى نمو خلوي غير مُتحكم فيه وتطور السرطان.

يُقدم بحث جديد من جامعة كولورادو بولدر، نُشر في مجلة Science Advances، رؤيةً ثاقبةً حول دور إنزيم غامض يُسمى CDK7 في تنظيم هذه العملية، تكشف الدراسة أن أدوية السرطان التجريبية التي تستهدف CDK7 يُمكنها، وفي غضون دقائق، تعطيل مسارات التعبير الجيني التي تُغذي تكاثر الخلايا عبر مجموعة واسعة من الأنسجة.

قال الباحث الرئيسي ديلان تاتجيس، الأستاذ في قسم الكيمياء الحيوية: 'يُعالج هذا العمل لغزًا طويل الأمد يُحيط بإنزيم أساسي لتنظيم دورة الخلية وتكاثرها'،  وأضاف: 'لا يُساعدنا هذا العمل فقط على فهم عملية بيولوجية أساسية مهمة للنمو، بل له أيضًا تطبيقات علاجية واسعة النطاق'.

لعقود، اهتم باحثو السرطان وشركات الأدوية بإنزيم الكيناز المعتمد على السيكلين (CDK7) نظرًا لدوره كـ'منظم رئيسي' لتكاثر الخلايا، يقوم CDK7 بهذه الوظيفة بطريقتين: فهو يُفعّل إنزيمات أخرى تُعرف باسم الكينازات، بما في ذلك CDKs 1 و2 و4 و6، والتي تُحفّز الخلايا على الانقسام والتكاثر، كما يُنظّم التعبير الجيني بطرقٍ ظلت غامضة حتى الآن، وقد وجدت الدراسة الجديدة أنه يتحكم في وظيفة البروتينات التي تُسمى عوامل النسخ، والتي تؤثر على توقيت وكيفية التعبير عن الجينات.

في حين أن CDK7 ضروري للتطور الطبيعي، فإن بعض أنواع السرطان، بما في ذلك سرطان الثدي 'الثلاثي السلبي' العدواني وصعب العلاج، تُسيطر على هذه العملية لتحفيز نموٍّ مُفرط.

في السنوات الأخيرة، طوّرت العديد من الشركات مثبطات CDK7 التي نجحت، في التجارب السريرية، في إبطاء نمو الأورام، ولكن ليس من الواضح تمامًا كيف تفعل ذلك، لهذه الأدوية آثار جانبية خطيرة، وفي التجارب السريرية، لم تنجح في القضاء على الأورام تمامًا.

ولفهم آلية عمل هذا المُنظِّم الرئيسي بشكل أفضل، تعاون تاتجيس مع روبن دويل، أستاذ علم الأحياء الجزيئي والخلوي والتنموي؛ وتايلور جونز، طالب دراسات عليا في الكيمياء الحيوية آنذاك؛ وزملائه في معهد بيوفرونتيرز بجامعة كولورادو في بولدر.

طبّق الباحثون مثبط CDK7، الذي تقدّمه شركة Syros Pharmaceuticals، والمُستخدم بالفعل في التجارب السريرية، على خلايا أنسجة بشرية سرطانية، ثم استخدموا تقنيات حاسوبية متطورة لمراقبة ما يحدث لاحقًا، آنيًا تقريبًا.

ووجدوا أنه في غضون 30 دقيقة، تم إيقاف تشغيل مجموعة أساسية من عوامل النسخ التي تُفعّل الجينات التي تُحفّز الخلايا على التكاثر بشكل مُوحّد، وفي تجارب أخرى، وُجد أن هذه المجموعة نفسها من عوامل النسخ تعمل باستمرار في جميع سلالات الخلايا المتكاثرة التي تم اختبارها، وشمل ذلك 79 سلالة خلوية، معظمها من سرطانات بشرية، تُمثّل 27 نوعًا مختلفًا من الأنسجة.

وصرح تاتجيس قائلًا: 'يشير هذا، ولأول مرة، إلى آلية عالمية يتحكم بها CDK7 في تكاثر الخلايا البشرية'.

وأضاف تاتجيس: 'وجدنا أنه في اللحظة التي يتم فيها تثبيط CDK7، تتوقف جميع عوامل النسخ الأساسية هذه دفعةً واحدة، مما يُوقف التكاثر في مساره'.

يشير فريق البحث إلى بروتين معين، يشبه غطاءً يُلقى على رقعة من اللهب المتصاعد، إذ يبدو أنه يُخمد جميع عوامل النسخ دفعةً واحدة عند تثبيط CDK7، يُعرف هذا البروتين، المعروف باسم بروتين الشبكية 1 (RB1)، بأنه جين رئيسي لقمع الأورام، وغالبًا ما تُضعف وظيفته الطبيعية بسبب السرطان، إلا أن الجهود المبذولة لاستهداف RB1 بالأدوية باءت بالفشل إلى حد كبير.

وصرح تاتجيس: 'تكشف هذه الدراسة أن CDK7 يتحكم في وظيفة RB1، وهو اكتشاف قد يفتح آفاقًا جديدة لاستهداف RB1 علاجيًا'.

في هذه الأثناء، يُعيق المثبط الذي اختبروه أيضًا الدور الآخر لإنزيم CDK7 - وهو تحفيز الإنزيمات التي تدفع الخلايا إلى الانقسام والتكاثر - ولكن هذا يحدث ببطء أكبر ولا يعتمد على مجموعة عوامل النسخ الأساسية.

بالنظر إلى هذه النتائج مجتمعةً، فإنها تشير إلى إمكانية تطوير علاجات جديدة تُعطّل بعض وظائف الإنزيم المسببة للأمراض بسرعة، مع الحفاظ على أدواره المفيدة.

بدلاً من استخدام مطرقة ثقيلة لإيقاف جميع أنشطة CDK7، يُمكن إيقاف فرع واحد فقط من أنشطته، وهو أكثر أهمية لتكاثر الورم، مع الحد الأدنى من تعطيل الوظيفة الخلوية الطبيعية'، كما يقول تاتجيس.

المصدر: scitechdaily