تغییرات ژن ها و سرطان
بدن انسان از تریلیون‌ها سلول تشکیل شده است. این سلول‌ها به طور معمول با هم کار می‌کنند تا اندام‌هایی مانند قلب، کبد و پوست را تشکیل دهند. برای اینکه سلول‌ها با هم کار کنند، باید ویژگی‌ها یا خصوصیات خاصی داشته باشند.
گروه پزشکان بهایند، اولین مرکز هوشمند فوق تخصصی پیشگیری، تشخیص و درمان سرطان (اولین مرکز تخصصی درمان هدفمند و ایمنی درمانی)
ارتباط مستقیم با مرکز:
به عنوان مثال، آنها باید بتوانند در زمان مناسب تقسیم شوند تا سلول‌های جدید بسازند، در جایی که مورد نیاز هستند بمانند و سلول‌های مجاور را از بین نبرند.سرطان زمانی شروع می‌شود که سلول‌های بدن غیرطبیعی می‌شوند و شروع به رشد خارج از کنترل می‌کنند. این به دلیل تغییرات خاصی در ژن‌های سلول ایجاد می‌شود.
ژن‌ها چیستند؟
ژن‌ها قطعاتی از DNA در داخل هر سلول هستند. آنها به سلول می‌گویند که چگونه پروتئین‌های مورد نیاز خود را برای عملکرد بسازد. هر ژن حاوی کد (دستورالعمل) برای ساختن یک پروتئین خاص است و هر پروتئین کار خاصی دارد. به عنوان مثال، برخی از ژن‌ها پروتئین‌هایی را کد می‌کنند که به رشد و تقسیم سلول برای ساختن سلول‌های جدید کمک می‌کنند. ژن‌های دیگر پروتئین‌هایی را کد می‌کنند که به کنترل رشد سلول کمک می‌کنند.
ژن‌ها در کروموزوم‌ها قرار دارند که رشته‌های بلندی از DNA در هر سلول هستند. هر کروموزوم ژن‌های مختلف زیادی دارد.بیشتر سلول‌های انسان 23 جفت کروموزوم دارند. یک کروموزوم از هر جفت از مادر فرد به ارث می‌رسد و دیگری از پدرش. به همین دلیل است که کودکان شبیه والدین خود هستند و ممکن است تمایل به ابتلا به بیماری‌های خاصی داشته باشند که در خانواده‌هایشان وجود دارد.
همه سلول‌های بدن ژن‌های یکسانی دارند، اما هر سلول فقط از ژن‌هایی که نیاز دارد استفاده می‌کند. یعنی ژن‌هایی را که در زمان مناسب نیاز دارد روشن (فعال) می‌کند و ژن‌های دیگری را که نیازی به آنها ندارد خاموش می‌کند. روشن کردن برخی ژن‌ها و خاموش کردن برخی دیگر، نحوه تخصصی شدن سلول است، مثلاً تبدیل شدن به سلول ماهیچه‌ای یا سلول استخوانی.
برخی از ژن‌ها همیشه فعال می‌مانند تا پروتئین‌های مورد نیاز برای عملکردهای اساسی سلول را بسازند. ژن‌های دیگر وقتی کارشان تمام شد خاموش می‌شوند و در صورت نیاز می‌توانند دوباره روشن شوند.
تغییرات در ژن‌ها
انواع و جهش‌های ژنی
برخی از افراد در نوکلئوتیدهای یک ژن تغییراتی دارند که به عنوان انواع (variants) (یا جهش‌ها (mutations)) شناخته می‌شوند. به عنوان مثال، در مقایسه با ژن‌های اکثر افراد دیگر، ممکن است یک “حرف” نوکلئوتیدی با حرف دیگری عوض شود یا یک یا چند حرف از بین برود.انواع ژن می‌توانند اثرات متفاوتی بر پروتئین‌هایی که کد می‌کنند داشته باشند. مثلا:
- برخی از انواع ژن ممکن است هیچ اثر قابل توجهی بر پروتئین نداشته باشند.
- برخی از انواع ممکن است منجر به تغییرات بسیار جزئی در پروتئین شوند. به عنوان مثال، یک نوع ممکن است منجر به پروتئینی شود که کمی متفاوت شکل گرفته است و بنابراین کمی کمتر از نسخه “عادی” پروتئین موثر است.
- برخی از انواع ممکن است اثرات بزرگتری داشته باشند. به عنوان مثال، یک نوع ممکن است منجر به پروتئینی شود که اصلاً کار نمی‌کند.
انواع ژنی که منجر به تغییرات در پروتئین‌ها می‌شوند می‌توانند بر تمام سلول‌های دارای آن نوع تأثیر بگذارند، که حتی ممکن است بر کل بدن تأثیر بگذارد.اثرات کلی برخی از انواع ژن ممکن است لزوماً “خوب” یا “بد” نباشد. به عنوان مثال، انواع ژن تفاوت در رنگ مو یا چشم افراد را توضیح می‌دهد.
از سوی دیگر، برخی از انواع می‌توانند منجر به بیماری (مانند سرطان) شوند یا خطر ابتلا به بیماری را افزایش دهند. به اینها انواع بیماری‌زا (pathogenic variants) می‌گویند. (اینها همچنین همان چیزی است که بسیاری از مردم وقتی اصطلاح جهش را می‌شنوند به آن فکر می‌کنند.)
جهش‌های ژنی ارثی در مقابل اکتسابی
انواع ژن، از جمله جهش‌ها، می‌توانند ارثی یا اکتسابی باشند.یک جهش ژنی ارثی (inherited gene mutation)، همانطور که از نامش پیداست، از والدین به ارث می‌رسد، بنابراین در همان سلول اول (هنگامی که سلول تخمک توسط سلول اسپرم بارور می‌شود) که در نهایت به یک فرد تبدیل می‌شود، وجود دارد.
از آنجایی که تمام سلول‌های بدن از این سلول اول آمده‌اند، این جهش در هر سلول بدن وجود دارد و می‌تواند به نسل بعدی نیز منتقل شود. این نوع جهش را جهش زایا (germline mutation) (زیرا سلول‌هایی که به تخمک و اسپرم تبدیل می‌شوند سلول‌های زایا نامیده می‌شوند) یا جهش ارثی (hereditary mutation) نیز می‌نامند.معمولاً بیش از یک جهش ژنی طول می‌کشد تا یک سلول به سلول سرطانی تبدیل شود.
اما وقتی کسی یک نسخه غیرطبیعی از یک ژن را به ارث می‌برد، سلول‌های او از قبل با یک جهش شروع می‌شوند. این امر باعث می‌شود که جهش‌های دیگر راحت‌تر (و سریع‌تر) اتفاق بیفتند، که می‌تواند منجر به تبدیل شدن یک سلول به سلول سرطانی شود. به همین دلیل است که سرطان‌های مرتبط با جهش‌های ارثی در اوایل زندگی بیشتر از سرطان‌های هم نوع که ارثی نیستند رخ می‌دهند.جهش‌های ژنی ارثی علت اصلی بیشتر سرطان‌ها نیستند.
برای آشنایی با برخی از جهش‌های ژنی ارثی رایج‌تر که می‌توانند منجر به سرطان شوند، به سندرم‌های سرطان خانوادگی مراجعه کنید.یک جهش ژنی اکتسابی (acquired gene mutation) از والدین به ارث نمی‌رسد. در عوض، در مقطعی از زندگی فرد ایجاد می‌شود. جهش‌های اکتسابی در یک سلول رخ می‌دهند و سپس به هر سلول جدیدی که از آن سلول می‌آید منتقل می‌شوند. این جهش نمی‌تواند به فرزندان فرد منتقل شود، زیرا بر سلول‌های اسپرم یا تخمک آنها تأثیر نمی‌گذارد. این نوع جهش را جهش تک گیر (sporadic mutation) یا جهش سوماتیک (somatic mutation) نیز می‌نامند.
جهش‌های اکتسابی می‌توانند به دلایل مختلفی اتفاق بیفتند. گاهی اوقات زمانی اتفاق می‌افتند که DNA سلول آسیب ببیند، مانند پس از قرار گرفتن در معرض تشعشع یا مواد شیمیایی خاص. اما اغلب این جهش‌ها به طور تصادفی و بدون علت خارجی رخ می‌دهند. به عنوان مثال، در طول فرآیند پیچیده‌ای که یک سلول برای ساختن 2 سلول جدید تقسیم می‌شود، سلول باید یک کپی دیگر از تمام DNA خود بسازد و گاهی اوقات اشتباهاتی (جهش‌ها) در حین این اتفاق می‌افتد.
هر بار که یک سلول تقسیم می‌شود، شانس دیگری برای وقوع جهش‌های ژنی است. تعداد جهش‌ها در سلول‌های ما می‌تواند با گذشت زمان افزایش یابد، به همین دلیل است که با افزایش سن، خطر ابتلا به سرطان بیشتر می‌شود.جهش‌های ژنی اکتسابی علت بسیار شایع‌تر سرطان نسبت به جهش‌های ارثی هستند.
راه‌های دیگری که فعالیت ژن می‌تواند تغییر کند
برخی از تغییرات درون سلول‌ها که می‌توانند منجر به سرطان شوند، شامل انواع یا جهش‌های ژنی نمی‌شوند. سلول‌ها می‌توانند برخی از ژن‌های خود را به روش‌های دیگر روشن و خاموش کنند و برخی از این موارد ممکن است بر نحوه رشد و تقسیم سلول نیز تأثیر بگذارند.همانطور که قبلا ذکر شد، ژن‌های مختلف در برخی سلول‌ها بیشتر از سلول‌های دیگر فعال هستند.
حتی در یک سلول خاص، برخی از ژن‌ها در برخی مواقع فعال و در برخی دیگر غیرفعال هستند. روشن و خاموش کردن این ژن‌ها با تغییر توالی DNA (همانطور که در مورد انواع و جهش‌ها وجود دارد) انجام نمی‌شود. در عوض، تغییرات در فعالیت ژن از طریق وسایل دیگری که به عنوان تغییرات اپی ژنتیک (epigenetic changes) شناخته می‌شوند، رخ می‌دهد. انواع مختلفی از این تغییرات وجود دارد:
- متیلاسیون DNA (DNA methylation): در این نوع تغییر، یک گروه شیمیایی کوچک به نام گروه متیل (methyl group) به DNA متصل می‌شود به طوری که ژن نمی‌تواند فرآیند ساخت پروتئینی را که برای آن کد می‌کند، شروع کند. این اساسا ژن را خاموش می‌کند. از سوی دیگر، حذف گروه متیل (در فرآیندی به نام دستیلاسیون (demethylation)) می‌تواند یک ژن را روشن کند.
- استیلاسیون هیستون/اصلاح هیستون (Histone acetylation/histone modification): کروموزوم‌ها از رشته‌های DNA تشکیل شده‌اند که به دور پروتئین‌هایی به نام هیستون (histones) پیچیده شده‌اند. پروتئین‌های هیستون را می‌توان با اضافه کردن (یا کم کردن) یک گروه شیمیایی کوچک به نام گروه استیل (acetyl group) تغییر داد. افزودن گروه‌های استیل (استیلاسیون) می‌تواند آن قسمت از کروموزوم را فعال (روشن) کند، در حالی که حذف آنها (دئاستیلاسیون) می‌تواند آن را غیرفعال (خاموش) کند.
داروهایی به نام مهارکننده‌های هیستون داستیلاز (HDAC) (histone deacetylase (HDAC) inhibitors) می‌توانند با روشن کردن ژن‌هایی که به کنترل رشد و تقسیم سلولی کمک می‌کنند، در درمان برخی از انواع سرطان کمک کنند.
- تداخل RNA (RNA interference): در داخل هر سلول، DNA به عنوان ذخیره سازی طولانی مدت برای ژن‌های ما عمل می‌کند. اما DNA در همان قسمتی از سلول که پروتئین‌ها ساخته می‌شوند، نیست. برای ساختن یک پروتئین، ابتدا باید یک کپی از کد ژنتیکی آن (به شکل RNA پیام رسان یا mRNA) از DNA ساخته شود. سپس این قطعه mRNA می‌تواند دستورالعمل‌ها را به قسمتی از سلول که پروتئین‌ها در آن ساخته می‌شوند، برساند. mRNA فقط برای مدت کوتاهی برای ساختن پروتئین استفاده می‌شود و سپس تجزیه می‌شود. اگر سلول به پروتئین بیشتری نیاز داشته باشد، mRNA بیشتری می‌سازد.
تداخل RNA روش دیگری است که سلول‌ها می‌توانند ژن‌ها را خاموش کنند. یک سلول می‌تواند اشکال دیگری از RNA را بسازد که به mRNA می‌چسبند. این می‌تواند باعث تجزیه mRNA یا توقف آن از ارائه کد خود شود.داروها برای هدف قرار دادن اشکال RNA درگیر در تداخل RNA در حال توسعه هستند. این ممکن است به خاموش کردن ژن‌های خاصی که باعث سرطان می‌شوند کمک کند.
برای اطلاع در مورد نقش انکوژن‌ها و ژن‌های سرکوب‌گر تومور کلیک کنید.
چگونه تغییرات در ژن‌ها می‌تواند بر خطر سرطان تأثیر بگذارد؟
برخی از ژن‌ها به طور معمول به کنترل زمان رشد سلول‌های ما، تقسیم برای ساختن سلول‌های جدید، ترمیم اشتباهات در DNA یا مرگ سلول‌ها در زمان مناسب کمک می‌کنند. اگر این ژن‌ها به درستی کار نکنند، می‌تواند بر خطر سرطان تأثیر بگذارد. مثلا:
- تغییرات در ژن‌هایی که به طور معمول به رشد، تقسیم یا زنده ماندن سلول‌ها کمک می‌کنند، می‌تواند منجر به فعال‌تر شدن این ژن‌ها از آنچه باید باشد، شود و باعث شود که آنها به انکوژن (oncogenes) تبدیل شوند. این ژن‌ها می‌توانند منجر به رشد خارج از کنترل سلول‌ها شوند.
- ژن‌هایی که به طور معمول به کنترل تقسیم سلولی کمک می‌کنند یا باعث مرگ سلول‌ها در زمان مناسب می‌شوند، به عنوان ژن‌های سرکوب کننده تومور (tumor suppressor genes) شناخته می‌شوند. تغییراتی که این ژن‌ها را خاموش می‌کند می‌تواند منجر به رشد خارج از کنترل سلول‌ها شود.
- برخی از ژن‌ها به طور معمول به ترمیم اشتباهات در DNA سلول کمک می‌کنند. تغییراتی که این ژن‌های ترمیم کننده DNA (DNA repair genes) را خاموش می‌کند، می‌تواند منجر به تجمع تغییرات DNA در داخل سلول شود که ممکن است منجر به رشد خارج از کنترل آنها شود.
تغییرات DNA که انکوژن‌ها را ایجاد می‌کنند یا ژن‌های سرکوب‌کننده تومور یا ژن‌های ترمیم‌کننده DNA را خاموش می‌کنند، ممکن است منجر به سرطان شوند، اگرچه معمولاً قبل از اینکه یک سلول به سلول سرطانی تبدیل شود، چندین تغییر ژنی طول می‌کشد.
برای کسب اطلاعات بیشتر، به انکوژن‌ها، ژن‌های سرکوب‌کننده تومور و ژن‌های ترمیم‌کننده DNA مراجعه کنید.تغییرات در برخی ژن‌های دیگر به طور مستقیم منجر به سرطان نمی‌شوند، اما ممکن است همچنان احتمال ابتلا به سرطان را در فرد افزایش دهند. به عنوان مثال، برخی از تغییرات ژنی می‌توانند توانایی بدن در تجزیه برخی از سموم موجود در دود تنباکو را محدود کنند. در میان افرادی که سیگار می‌کشند، افرادی که این نوع تغییرات ژنی را دارند ممکن است بیشتر در معرض ابتلا به سرطان ریه و سایر سرطان‌های مرتبط با سیگار باشند.
تغییرات ژنی همچنین می‌تواند در سایر شرایطی که ممکن است بر خطر سرطان تأثیر بگذارد، نقش داشته باشد. به عنوان مثال، برخی از انواع ژن می‌توانند بر وزن بدن تأثیر بگذارند. افراد دارای اضافه وزن بیشتر در معرض ابتلا به برخی از انواع سرطان هستند، بنابراین این انواع ممکن است به طور غیرمستقیم بر خطر سرطان نیز تأثیر بگذارند. انواع ژن و سایر تغییرات رایج هستند. همه ما آنها را داریم و اثرات آنها می‌تواند برای تأثیرگذاری بر خطر سرطان ما جمع شود.
منبع: https://www.cancer.org/cancer/understanding-cancer/genes-and-cancer/gene-changes.html
