كيف يمكن للمضادات الحيوية أن توقف الأورام السرطانية الخبيثة.

الورم الخبيث يجعل من الصعب علاج السرطان!

عندما تهاجر الخلايا السرطانية وتستعمر في مواقع جديدة، فإنها تعتمد على الميتوكوندريا المنتجة للطاقة للتكيف مع البيئة الدقيقة المتغيرة.

لكن الآليات الدقيقة لكيفية دعم محطات الطاقة الخلوية هذه للانتشار الغازي للأورام لا تزال غير واضحة.

الآن، قام فريق دولي من العلماء بقيادة المركز الألماني لأبحاث السرطان (DKFZ) بإدخال بعض التعديلات على الحمض النووي الريبي للميتوكوندريا كمسؤول وراء الورم السرطاني الخبيث.

ومن المثير للاهتمام، أن بعض المضادات الحيوية المتاحة قادرة على تثبيط ترجمة الحمض النووي الريبي للميتوكوندريا إلى بروتينات.  و أفاد الفريق في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Nature أن العلاج بالمضادات الحيوية قلل من نقائل السرطان لدى الفئران.

عندما تغزو الخلايا السرطانية الأنسجة المحيطة وتنتقل إلى أعضاء بعيدة، فإنها تحتاج إلى التنقل في الظروف المعاكسة مثل نقص الأكسجين أو العناصر الغذائية. و للبقاء على قيد الحياة، تقوم الخلايا السرطانية بضبط نمط إنتاج الطاقة من خلال الميتوكوندريا.

في الدراسة الحالية، وجد الفريق بقيادة DKFZ أن عملية تعديل كيميائية محددة موجودة في الحمض النووي الريبي للميتوكوندريا، والمعروفة باسم مثيلة الحمض النووي الريبي السيتوزين 5 الميتوكوندريا (m5C) تدفع ترجمة الحمض النووي الريبي للميتوكوندريا لدعم ورم خبيث. و تضمن تعديلات tRNAs المعدل الدقيق والمثالي لتخليق البروتين في الميتوكوندريا.

في المقابل، وجد الفريق أن الخلايا السرطانية التي تفتقر m5C تتحول بدلاً من ذلك إلى آلية إنتاج طاقة أقل كفاءة نسبيًا تسمى تحلل السكر.

إنزيم يسمى NSUN3 مطلوب لتعديل RNAm5c.

أدى استنفاد NSUN3 إلى تقليل m5C في الحمض النووي الريبي للميتوكوندريا – وبالتالي نشاط الميتوكوندريا. في الفئران التي تحمل سرطان الرأس والرقبة، أظهرت الخلايا السرطانية NSUN3-deficient نقائل منخفضة في كل من الغدد الليمفاوية والرئتين.

أظهر تحليل أطلس جينوم السرطان أيضًا أنه في المرضى الذين يعانون من سرطان الرأس والرقبة، كانت  هناك مستويات أعلى من NSUN3 والمرتبطة بالجينات التي تشفر منظمي الورم الخبيث والاستجابة لمستويات الأكسجين المنخفضة.

ووجد الفريق أن المستويات NSUN3 كانت أيضًا تنبؤية لمرحلة المرض ووجود ورم خبيث في العقدة الليمفاوية وقت التشخيص.

و نظرًا لأن آليات تخليق البروتين الميتوكوندريا والبكتيرية متشابهة إلى حد كبير، اقترح العلماء أن بعض المضادات الحيوية قد تكون قادرة على الحد من نشاط الميتوكوندريا دون التأثير على إنتاج البروتين المهم الآخر في الخلايا البشرية.

في الواقع، أدى علاج خلايا سرطان الرأس والرقبة بالمضادات الحيوية tigecycline و doxycycline إلى تقليل عدد الخلايا الرائدة الغازية في العضيات الشبيهة بالورم. و أفاد الفريق أن العلاج بالمضادين الحيويين في الفئران قلل من عدد نقائل العقدة الليمفاوية من 80٪ إلى 20٪.

في المقابل، لم يكن للمضادات الحيوية الأموكسيسيلين، التي تستهدف جدار الخلية البكتيرية أي تأثير على ترجمة الميتوكوندريا أو الورم السرطاني الخبيث.

وأشار الفريق بقيادة DKFZ إلى أن بعض المضادات الحيوية تستخدم بالفعل كعلاج مساعد في علاج السرطانات، لكن طريقة عملها وتأثيرها على علاجات السرطان مثيرة للجدل.

وأضاف الفريق أن النتائج الحالية أظهرت أن فئات مختلفة من المضادات الحيوية يمكن أن يكون لها تأثيرات مميزة على الأورام.

بمجرد أن ينتشر الورم، يصبح من الصعب علاج السرطان، والورم الخبيث هو السبب الرئيسي لوفيات السرطان. لذا فإن إيجاد طرق لوقف انتشار الخلايا السرطانية من الأورام الأولية كان مجالًا بحثيًا مهمًا.

في دراسة علمية عام 2021، استخدم علماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة كاليفورنيا وبيركلي وجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو أداة تحرير الجينات CRISPR لرسم مسار التطور للورم الخبيث.

لقد اكتشفوا الجينات التي إما ساهمت في أو قمعت “القدرة النقيلية للخلايا، وكذلك” مراكز “الورم الخبيث الفيزيائي التي يعتقدون أنها يمكن أن تستهدف بعلاجات جديدة للسرطان. أحد الجينات يسمى KRT17، على سبيل المثال، كان مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بانخفاض القدرة النقيلية.

يقترح الفريق بقيادة DKFZ الآن أن تثبيط تعديلات الحمض النووي الريبي للميتوكوندريا يمكن أن يكون نهجًا واعدًا لوقف انتشار الخلايا السرطانية.

وكتب العلماء في الدراسة: «نقترح إضافة إنزيمات تعديل الحمض النووي الريبي للميتوكوندريا إلى القائمة المتزايدة لأهداف الأدوية المضادة للسرطان المعدلة للحمض النووي الريبي». «NSUN3 هدف دوائي واعد للغاية لأنه كإنزيم قائم بذاته، فهو المسؤول الوحيد عن تكوين m5C الميتوكوندريا».