التل كنيسة - اكتشف العلماء في كلية الطب بجامعة كارولينا الشمالية اكتشافًا مفاجئًا مفاده أن جزيءًا يسمى EdU ، والذي يشيع استخدامه في التجارب المعملية لتسمية الحمض النووي ، تم التعرف عليه في الواقع من قبل الخلايا البشرية على أنه تلف الحمض النووي ، مما يؤدي إلى عملية سريعة لإصلاح الحمض النووي. قاتلة للخلايا المصابة ، بما في ذلك الخلايا السرطانية.
هذا الاكتشاف المنشور في وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم، يشير إلى إمكانية استخدام EdU كأساس لعلاج السرطان ، نظراً لسميته وانتقائه للخلايا التي تنقسم بسرعة.
قال كبير مؤلفي الدراسة: "تشير الخصائص غير المتوقعة لـ EdU إلى أنه سيكون من المجدي إجراء مزيد من الدراسات حول إمكاناتها ، لا سيما ضد سرطانات الدماغ". عزيز سانكاص ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، أستاذ الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية في سارة جراهام كينان في كلية الطب بجامعة كارولينا الشمالية وعضو في مركز السرطان الشامل التابع لجامعة كارولينا الشمالية. نريد التأكيد على أن هذا اكتشاف علمي أساسي ولكنه مهم. أمام المجتمع العلمي الكثير من العمل لمعرفة ما إذا كان EdU يمكن أن يصبح بالفعل سلاحًا ضد السرطان ".
عزيز سنكار ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه (UNC-CH photo)
EdU (5-ethynyl-2′-deoxyuridine) هو في الأساس أداة علمية شائعة تم تصنيعها لأول مرة في عام 2008 كمحاكاة تناظرية أو كيميائية لبنة بناء الحمض النووي ثيميدين - والتي تمثل الحرف "T" في كود الحمض النووي للأدينين ( أ) ، السيتوزين (C) ، الجوانين (G) والثايمين (T). يضيف العلماء EdU إلى الخلايا في التجارب المعملية ليحلوا محل الثيميدين في الحمض النووي. على عكس نظائر الثيميدين الأخرى ، فإنه يحتوي على "مقبض" كيميائي مناسب ترتبط به جزيئات المسبار الفلوري بإحكام. وبالتالي يمكن استخدامه بسهولة وكفاءة نسبيًا لتسمية وتتبع الحمض النووي ، على سبيل المثال في دراسات عملية تكرار الحمض النووي أثناء انقسام الخلية.
منذ عام 2008 ، استخدم العلماء EdU كأداة بهذه الطريقة ، كما نُشر في آلاف الدراسات. سانكار ، الحائز على جائزة نوبل للكيمياء لعام 2015 عن عمله الأساسي في إصلاح الحمض النووي ، هو أحد هؤلاء العلماء. عندما بدأ مختبره في استخدام EdU ، لاحظ فريقه بشكل غير متوقع أن الحمض النووي الذي يحمل علامة EdU أدى إلى استجابة إصلاح الحمض النووي حتى عندما لم يتعرض للعوامل الضارة بالحمض النووي ، مثل الأشعة فوق البنفسجية.
قال سنكار: "كانت تلك صدمة كبيرة". "لذلك قررنا استكشافها بشكل أكبر."
متابعة للملاحظة الغريبة ، اكتشف الفريق أن EdU ، لأسباب لا تزال غير واضحة ، يغير الحمض النووي بطريقة تثير استجابة إصلاح تسمى إصلاح استئصال النوكليوتيدات. تتضمن هذه العملية إزالة جزء قصير من الحمض النووي التالف وإعادة تركيب الخيط البديل. هذه هي الآلية التي تصلح معظم الأضرار الناجمة عن الأشعة فوق البنفسجية ودخان السجائر والأدوية الكيماوية المعدلة للحمض النووي. حدد الباحثون إصلاح الختان المستحث بواسطة EdU بدقة عالية ووجدوا أنه يحدث عبر الجينوم ، ويبدو أنه يحدث مرارًا وتكرارًا ، نظرًا لأن كل خيط إصلاح جديد يشتمل على EdU وبالتالي يثير استجابة الإصلاح من جديد.
كان معروفًا أن مادة EdU شديدة السمية للخلايا ، على الرغم من أن آلية تسممها كانت لغزًا. تشير النتائج التي توصل إليها الفريق بقوة إلى أن EdU يقتل الخلايا عن طريق إحداث عملية غير مجدية لإصلاح الختان الذي لا طائل من ورائه ، مما يؤدي في النهاية إلى إنهاء الخلية من خلال عملية مبرمجة لموت الخلايا تسمى موت الخلايا المبرمج.
قال سانكار إن هذا الاكتشاف مثير للاهتمام في حد ذاته ، لأنه اقترح أن الباحثين الذين يستخدمون EdU لتسمية الحمض النووي يجب أن يأخذوا في الاعتبار تحفيز إصلاح الختان الجامح.
قال سانكار: "بينما نتحدث ، يستخدم المئات وربما الآلاف من الباحثين EdU لدراسة تكرار الحمض النووي وتكاثر الخلايا في التجارب المعملية دون معرفة أن الخلايا البشرية تكتشف ذلك على أنه تلف في الحمض النووي".
أدرك سانكار وزملاؤه أيضًا أن خصائص EdU قد تجعله أساسًا لعقار فعال لسرطان الدماغ لأن EdU يصبح مدمجًا في الحمض النووي فقط في الخلايا التي تنقسم بنشاط ، في حين أن معظم الخلايا السليمة في الدماغ لا تنقسم. وهكذا ، من حيث المبدأ ، يمكن أن يقتل EdU خلايا الدماغ السرطانية سريعة الانقسام بينما يحافظ على خلايا الدماغ السليمة غير المنقسمة.
يأمل سانكار وفريقه في متابعة تعاون المتابعة مع باحثين آخرين للتحقيق في خصائص EdU كعامل مضاد للسرطان.
قال سانكار: "لقد وجدت الدراسات السابقة بالفعل دليلًا على أن EdU يقتل الخلايا السرطانية ، بما في ذلك خلايا سرطان الدماغ ، ولكن الغريب ، لم يتابع أحد هذه النتائج على الإطلاق".
(ج) UNC-CH
