چگونه لوسمی ژن های مورد نیاز سلول های بنیادی خون را ربوده است

لین اورلی در کودکی نمی‌دانست که یک تغییر ژنتیکی خاص به لوسمی میلوئید حاد (AML) او کمک می‌کند – تغییری که در نهایت به توضیح عدم پاسخ سرطان به شیمی‌درمانی کمک می‌کند. او همچنین نمی دانست که سرطان او مکانیسم ژنتیکی را برای حفظ سلول های بنیادی تشکیل دهنده خون، مانند سلول های پیوند مغز استخوان که زندگی او را نجات داد، ربوده است.

یک دهه پس از تشخیص و درمان او، جهش لین – که در حدود 10٪ از افراد مبتلا به AML یافت شد – به محققان مرکز سرطان و اختلالات خونی کودکان دانا فاربر/بوستون این امکان را داد تا بینشی در مورد چگونگی کنترل تولید سلول‌های بنیادی طبیعی و چگونگی سرطان‌ها به دست آورند. از همین روند استفاده کنید این مطالعه توسط Richard A. Voit، MD، Ph.D.، Liming Tao، Ph.D.، و Fulong Yu، Ph.D. کار در آزمایشگاه ویجی سانکاران، MD، Ph.D، در ایمونولوژی طبیعت در 15 دسامبر

تاثیر AML بر سلول های خونی

AML نوعی سرطان است که زمانی ایجاد می شود که سلول های بنیادی خون نتوانند به سلول های خونی سالم بالغ شوند. در عوض، سلول های خونی نابالغ در مغز استخوان انباشته می شوند و از رشد گلبول های سفید سالم، گلبول های قرمز و پلاکت ها جلوگیری می کنند. این امر مانع از آن می شود که افراد نتوانند با عفونت ها مبارزه کنند و می تواند باعث کم خونی و خونریزی شود.

درد غیرقابل توضیح در بازوی لین در کنسرت وان دایرکشن تنها یک هفته قبل از تولد 16 سالگی او اولین سرنخ برای تشخیص AML او بود. والدین لین که در آن زمان در کانکتیکات زندگی می کردند، زمانی که دستش شروع به متورم شدن کرد، او را به اورژانس محلی آوردند. در آنجا پزشکان تشخیص دادند که لین لخته خون دارد. نگران‌کننده‌تر، آزمایش خون او نشان داد که تعداد گلبول‌های سفید به طرز شگفت‌آوری بالایی دارد که منجر به تشخیص AML شد.

پس از تشخیص لین، چهار دور شیمی‌درمانی و یک داروی آزمایشی طول کشید تا سلول‌های سرطانی او از بین بروند تا پیوند مغز استخوان ادامه یابد. در آن زمان، پزشکان لین نمی دانستند که تهاجمی بودن AML او ناشی از یک تغییر ژنتیکی خاص است که اکنون شناخته شده است که درمان AML را بسیار دشوار می کند.

اتصال ژن های سلول های بنیادی و پیش آگهی AML

چند سال پس از پیوند موفقیت آمیز مغز استخوان او در دانا فاربر/بوستون کودکان، دانشمندان دریافتند که ژنی به نام MECOM در برخی از افراد مبتلا به AML از جمله لین فعال تر است.

MECOM به سلول‌ها می‌گوید پروتئینی بسازند که ژن‌های خاصی را در زمان‌های خاصی در طول رشد سلول‌های خونی روشن می‌کند. در موارد نادری که MECOM به اندازه کافی فعال نیست، افراد تمام سلول های بنیادی خون خود را از دست می دهند و نمی توانند سلول های خونی کافی تولید کنند. در نتیجه، آنها مانند لین برای زنده ماندن نیاز به پیوند مغز استخوان از یک اهدا کننده سالم دارند.

دکتر Voit و همکارانش در مطالعه اخیر خود می‌خواستند بفهمند MECOM دقیقاً چگونه بر حفظ سلول‌های بنیادی خون تأثیر می‌گذارد. آنها دریافتند که سلول های بنیادی خون انسان با بیان کمتر MECOM قادر به باقی ماندن به عنوان سلول های بنیادی نیستند، در عوض مجبور می شوند به یکباره به سلول های خونی بالغ تبدیل شوند. این توضیح می دهد که چگونه کاهش فعالیت MECOM باعث از بین رفتن کامل سلول های بنیادی می شود و تیم را به این فکر واداشت که چه ژن های دیگری ممکن است توسط MECOM برای حفظ سلول های بنیادی خون تنظیم شوند.

در طول تجزیه و تحلیل خود، محققان یک راه را کشف کردند که MECOM به AML کمک می کند: همان ژن هایی که MECOM به طور معمول کنترل می کند در لوسمی بیش از حد هستند. آنها همچنین اطلاعات بیان ژن بزرگسالان و کودکان مبتلا به AML را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند افرادی که سطوح بالاتری از ژن های تنظیم شده توسط MECOM را داشتند، پیش آگهی بدتری داشتند.

دکتر سنکاران توضیح می‌دهد: «لوسمی‌های پرخطر ویژگی‌هایی از سلول‌های بنیادی خون را می‌پذیرند که آن‌ها را واقعاً تهاجمی و در برابر شیمی‌درمانی مقاوم می‌کند». اما سلول های بنیادی معمولی زندگی لین را نجات دادند.

درمان های هدفمند برای لوسمی؟

اگرچه درک ما از MECOM برای تغییر مسیر درمان لین خیلی دیر به دست آمد، اما او از پرستارانی الهام گرفت که در کودکی از او مراقبت می کردند و امیدوار است که این الهام را به پیش ببرد. او اکنون یک پرستار انکولوژی در انستیتو سرطان دانا فاربر است و می‌خواهد افراد دیگر بدانند که در حین درمان در انتهای تونل نور وجود دارد. او می‌گوید: «می‌تواند بی‌پایان به نظر برسد، اما شما یک روز از آن عبور خواهید کرد».

در همین حال، تغییرات ژنتیکی یافت شده در نوع لوسمی لین به دانشمندان کمک کرده است تا تعیین کنند ژن های کنترل شده توسط MECOM چه کار می کنند و چگونه آن ژن ها بر عملکرد سلول های بنیادی تأثیر می گذارند. این می تواند به درک بهتری از نحوه نگهداری سلول های بنیادی خون در خارج از بدن منجر شود، مانند زمانی که آنها برای پیوند مغز استخوان آماده می شوند.

Sankaran و Voit همچنین امیدوارند که این کار آنها را یک قدم به توسعه درمان‌های جدید برای AML نزدیک‌تر کند. دکتر وویت می‌گوید: «تمام اکتشافات دارویی با درک بنیادی یک مکانیسم بیولوژیکی شروع می‌شود. “امید من این است که در آینده بتوانیم مستقیماً مسیر پایین دست MECOM در سرطان خون را برای درمان موثرتر و با عوارض جانبی کمتر بیماران هدف قرار دهیم.”