โครโมโซมส่วนเกินอาจกระตุ้นการเติบโตของเนื้องอกในมะเร็งบางชนิด

โครโมโซมส่วนเกินอาจกระตุ้นการเติบโตของเนื้องอกในมะเร็งบางชนิด

หากไม่มีสารพันธุกรรมพิเศษนั้น เซลล์มะเร็งจะก่อตัวเป็นเนื้องอกในหนูน้อยลง

วอชิงตัน — มะเร็งบางชนิดเสพติดการมีโครโมโซมเกินมา จากการศึกษาในหนูทดลองชี้ เซลล์มักจะมีโครโมโซมแต่ละตัวเพียงสองชุด หนึ่งชุดที่สืบทอดมาจากแม่และอีกหนึ่งชุดจากพ่อ แต่ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ของเซลล์มะเร็งมีโครโมโซมเพิ่มเติม ซึ่งเป็นภาวะที่เรียกว่าแอนนูพลอยดี

เซลล์มะเร็งบางชนิดมักมีโครโมโซมชุดที่สามหรือบางส่วนของโครโมโซม ตัวอย่างเช่น มากกว่าครึ่งหนึ่งของเนื้องอกลำไส้ใหญ่และทวารหนักมีโครโมโซม 13 ส่วนเกิน และมากกว่า 40 เปอร์เซ็นต์มีโครโมโซมพิเศษ 7 หรือแขนยาวของโครโมโซม 8 ( SN: 5/31/18 ) การเก็บสำเนาโครโมโซมสำรองไว้นั้นสัมพันธ์กับผลลัพธ์ที่แย่ลงสำหรับผู้ป่วย เมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งมีสองสำเนาตามปกติ

Jason Sheltzer นักพันธุศาสตร์ มะเร็งรายงานเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม ในการประชุมประจำปีร่วมกันของ American Society for Cell Biology และ European Molecular Biology Organisation กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเนื้องอกมะเร็งติดโครโมโซมโบนัส

แนวคิดเรื่องเซลล์มะเร็งที่ “เสพติด” ไม่ใช่เรื่องใหม่ทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์ทราบมานานหลายทศวรรษแล้วว่าเซลล์มะเร็งสามารถเสพติดกับยีนบางรุ่นที่เปลี่ยนแปลงได้ ซึ่งหมายความว่ายีนเหล่านั้นจำเป็นสำหรับการเติบโตของเซลล์มะเร็งอย่างต่อเนื่อง

สำหรับโครโมโซม นักวิจัยคาดการณ์มานานกว่าศตวรรษว่ามะเร็งบางชนิดมีโครโมโซมส่วนเกินโดยเฉพาะที่กระตุ้นการเติบโต แต่ความสามารถในการลบโครโมโซมเฉพาะเจาะจงเพื่อทดสอบแนวคิดนี้ถือเป็นเรื่องใหม่ เบธ วีเวอร์ นักชีววิทยาด้านเซลล์มะเร็งจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้กล่าว

ในงานวิจัยชิ้นใหม่ 

Sheltzer จาก Cold Spring Harbor Laboratory ในนิวยอร์กได้พัฒนาวิธีการกำจัดสำเนาพิเศษของโครโมโซมทั้งหมดหรือบางส่วนของโครโมโซมออกจากเซลล์ เซลล์มะเร็งรังไข่ชนิดหนึ่งที่เรียกว่า A2780 มีโครโมโซม 1 แขนยาวที่รู้จักกันในชื่อ 1q Sheltzer ใช้เทคนิคการจัดการของเขาเพื่อลบสำเนาพิเศษของ 1q ออกจากเซลล์มะเร็ง จากนั้นจึงเปรียบเทียบว่าเซลล์มะเร็งดั้งเดิมและเซลล์มะเร็งที่ถูกกีดกัน 1q เติบโตได้ดีเพียงใดในจานทดลองและเมื่อปลูกถ่ายเป็นหนู

เซลล์ที่มีแขนโครโมโซมส่วนเกินก่อตัวเป็นอาณานิคมขนาดใหญ่จำนวนมากในจานและเติบโตเป็นเนื้องอกในหนู แต่เซลล์ที่สูญเสีย 1q “แทบจะไม่เติบโตเลย” Sheltzer กล่าว “พวกเขาเกือบจะสูญเสียความสามารถในการแสดงการเติบโตที่ร้ายกาจ” ยิ่งไปกว่านั้น เซลล์ที่เอาแขนเสริมออกไปในภายหลังก็ได้รับสำเนาอีกชุดหนึ่งกลับคืนมา ซึ่งจะช่วยฟื้นฟูการเติบโตของเซลล์ “ด้วยเหตุผลบางอย่าง เซลล์เหล่านี้ต้องการมีแขนโครโมโซมสามชุดจริงๆ” เขากล่าว

นักชีววิทยาด้านเซลล์มะเร็ง Adrian Saurin จาก University of Dundee ในสกอตแลนด์กล่าวว่าผลลัพธ์ดังกล่าวสามารถโน้มน้าวใจได้ “นั่นเป็นสัญญาณของการเสพติดอย่างแท้จริง ถ้าคุณเอามันออกไปและพวกเขาก็สามารถเอามันกลับมาได้อีกครั้ง” เขากล่าว

แนวคิดที่ว่าเซลล์มะเร็งสามารถติดยีนได้เป็นพื้นฐานสำหรับการรักษามะเร็งแบบเจาะจงเป้าหมายหลายอย่าง ซึ่งขัดขวางการทำงานของยีนที่ขับเคลื่อนมะเร็ง อย่างไรก็ตาม โครโมโซมมียีนหลายพันชนิด ดังนั้นการจำกัดยีนหรือการรวมกันของยีนเหล่านั้นให้แคบลงที่เป็นต้นเหตุของการเสพติดจึงซับซ้อนกว่ามาก

แต่การค้นหาว่ายีนใดที่เปลี่ยนเซลล์มะเร็งให้กลายเป็นสิ่งเสพติดนั้นเป็นสิ่งจำเป็นหากนักวิจัยจะพัฒนาวิธีการรักษาเพื่อลบล้างผลกระทบของโบนัสโครโมโซม Saurin กล่าว “เราอาจจำเป็นต้องเข้าใจชีววิทยา [ของเซลล์มะเร็ง] มากกว่านี้ก่อนที่ [งานวิจัยใหม่] จะมีประโยชน์ทางคลินิก” เขากล่าว “แต่ฉันมองเห็นได้ในอนาคต”

Sheltzer ได้ก้าวไปสู่การระบุว่าทำไม 1q ถึงมีเซลล์มะเร็งรังไข่ติดอยู่ แขนของโครโมโซมมียีนมากกว่า 1,000 ยีน แต่เชลต์เซอร์พบว่าอาจมีผู้กระทำผิดในยีนMDM4 ยีนนั้นผลิตโปรตีนที่ยับยั้งการทำงานของ p53 ซึ่งเป็นโปรตีนที่ช่วยป้องกันมะเร็ง ด้วยโปรตีน MDM4 รอบๆ มากขึ้น กิจกรรมการปราบปรามเนื้องอกของ p53 จะลดลง ทำให้เซลล์มะเร็งเติบโตได้โดยไม่ได้รับการตรวจสอบ Sheltzer ให้เหตุผล

เพื่อทดสอบแนวคิดนั้น เขาใช้ตัวแก้ไขยีน CRISPR/Cas9เพื่อลบ ยีน MDM4 ออกจากส่วนเกิน 1q ( SN: 8/14/19 ) เขาพบว่าเซลล์ที่ไม่มี MDM4สำเนาที่สามสร้างอาณานิคมในจานทดลองน้อยกว่าเซลล์ที่มีสำเนาสามชุด แต่การทดลองเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่ายีนไม่ใช่ยีนเดียวที่กระตุ้นการเติบโต

สำหรับตอนนี้ งานยังคงเป็นเบื้องต้น และ Sheltzer หวังว่าจะทำการทดลองที่คล้ายคลึงกันกับมะเร็งประเภทอื่น ๆ เพื่อตรวจสอบว่าการติด aneuploidy เป็นเรื่องปกติของมะเร็งทั้งหมดหรือไม่