ژنتیک سرطان

ژنتیک سرطان

تغییرات ژنتیکی و سرطان

سرطان یک بیماری ژنتیکی است. یعنی سرطان در اثر ایجاد تغییراتی خاص در ژن ‌هایی بوجود می آید که نحوه عملکرد سلول‌ های ما، به ویژه نحوه رشد و تقسیم آن ها را کنترل می‌ کنند.

ژن ‌ها دستور العمل ‌های ساخت پروتئین‌ ها را حمل می‌کنند که بسیاری از کارها را در سلول ‌های ما انجام می‌‌دهند. برخی تغییرات ژنی می ‌تواند باعث شوند سلول‌ها از کنترل رشد طبیعی خود را از دست داده و به سرطان تبدیل شوند.

به عنوان مثال، برخی تغییرات ژنی که باعث سرطان می شود، تولید پروتئینی را افزایش می‌دهند که باعث رشد سلول ها میشود. برخی دیگر منجر به تولید نوعی پروتئین بی شکل و در نتیجه فاقد عملکرد می‌شود که این پروتئین به طور معمول آسیب سلولی را ترمیم می‌کند.

اگر تغییرات ژنتیکی که باعث ایجاد سرطان می‌شوند، در سلول ‌های زایایی مانند سلول‌ های تولید مثلی بدن (تخمک و اسپرم) رخ داده باشند، می‌توانند از والدین به ما منتقل شده و به ارث برسد. چنین تغییراتی به نام تغییرات ژرملاین (germline) در هر یک از سلول های فرزندان یافت می‌شوند.

تغییرات ژنتیکی سرطان‌ زا می‌توانند در طول زندگی یک فرد هم به عنوان نتیجه‌ ی خطاهایی در تقسیم سلولی یا قرار گرفتن سلول ها در معرض مواد سرطان‌ زایی که به DNA آسیب می‌ رسانند – مانند برخی از مواد شیمیایی موجود در دود تنباکو و تشعشعات آفتاب، اشعه ‌های فرابنفش – رخ ‌دهد. تغییرات ژنتیکی که پس از لقاح رخ می دهند، تغییرات سوماتیک (یا اکتسابی) نامیده می شوند.

انواع مختلفی از تغییرات DNA وجود دارد. برخی تغییرات تنها بر یک واحد DNA به نام نوکلئوتید تأثیر می‌گذارند. یک نوکلئوتید ممکن است با نوکلئوتید دیگری جایگزین شود یا به طور کامل از بین برود. سایر تغییرات شامل بخش های بزرگتری از DNA می‌شود که ممکن است شامل بازآرایی (rearrangements)، حذف (deletions) یا تکرار شدن (duplications) بخش های طولانی از DNA باشد.

گاهی اوقات تغییرات ایجاد شده در طول توالی حقیقی DNAنیستند. به عنوان مثال، افزودن یا حذف نشانگر های شیمیایی، به نام تغییرات اپی ژنتیک (epigenetic)، بر روی DNA می‌تواند بر “بیان” ژن تأثیر بگذارد. یعنی اینکه آیاRNA  پیام رسان تولید شود یا خیر و مقدار تولید آن چقدر باشد. (RNA پیام رسان به نوبه خود برای تولید پروتئین های کد گذاری شده از روی DNA ساخته و ترجمه می‌شود.)

به طور کلی سلول های سرطانی تغییرات ژنتیکی بیشتری نسبت به سلول های طبیعی دارند. اما سرطان در هر فرد، دارای ترکیب منحصر به فردی از تغییرات ژنتیکی است. برخی از این تغییرات ممکن است نتیجه سرطان باشد نه علتی برای آن. با ادامه رشد سرطان، تغییرات بیشتری رخ خواهد داد. حتی در یک تومور، سلول های سرطانی ممکن است تغییرات ژنتیکی متفاوتی داشته باشند.

ژن ها، جهش ها و سرطان

سرطان نوعی بیماری است که در آن سلول ها بدون کنترل رشد می کنند. این پدیده به دلیل تغییر در برخی از ژن‌ های داخل سلول ‌ها اتفاق می‌افتد. ژن‌ ها قطعاتی از DNA هستند که نحوه ساخت پروتئین‌ های مورد نیاز بدن و همچنین حفظ تعادل سلول‌ ها را کنترل می‌کنند. ژن ‌های شما روی چیز هایی مانند رنگ مو، رنگ چشم و قد تأثیر می‌گذارند. آن ها همچنین می توانند بر شانس ابتلا شما به برخی بیماری ها مانند سرطان هم تأثیر بگذارند.

تقریباً هر سلول بدن شما دارای تمام ژن هایی است که شما با آن ها متولد شده‌اید. اگر چه همه سلول ها دارای ژن های یکسانی هستند، سلول های مختلف (یا انواع سلول ها) ممکن است از ژن های متفاوتی استفاده کنند. به عنوان مثال، سلول های ماهیچه‌ای از ژن های متفاوتی نسبت به سلول های پوست استفاده می‌کنند. ژن هایی که سلول به آن ها نیاز ندارد، خاموش شده و استفاده نمی شوند و ژن هایی که سلول از آن ها استفاده می کند، فعال یا روشن می شوند.

تغییر غیر طبیعی در یک ژن، جهش نامیده می شود. جهش در یک ژن می تواند بر عملکرد آن تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، یک جهش ممکن است از عملکرد یک ژن جلوگیری کند. یا ممکن است یک ژن را همیشه روشن نگه دارد (حتی زمانی که نیازی به آن نباشد). در هر صورت، این ها می توانند مشکلاتی را در داخل سلول ایجاد کنند.

جهش های ژنی می توانند ارثی یا اکتسابی باشند.

• یک جهش ژنی ارثی، در تخمک یا سلول اسپرمی که کودک را تشکیل داده است، بوجود آمده است. هنگامی که تخمک توسط اسپرم بارور می شود، یک سلول بوجود می آید که چندین بار تقسیم شده و در نهایت به یک نوزاد تبدیل می شود. از آن جایی که تمام سلول ها از این سلول اولیه بوجود می‌آیند، این نوع جهش در هر سلول (از جمله تخمک یا اسپرم) بدن نوزاد وجود دارد و بنابراین می‌تواند به نسل بعدی منتقل شود.
• یک جهش اکتسابی (سوماتیک) از والدین گرفته نمی شود بلکه مدتی بعد و در طول زندگی فرد به وجود می‌آید. این جهش ها از یک سلول شروع شده و سپس به سلول های جدیدی که از آن سلول ایجاد می‌شوند، منتقل می شوند. این نوع جهش در سلول های تخمک یا اسپرم وجود ندارد بنابراین به نسل بعدی منتقل نمی شود. جهش های اکتسابی بسیار شایع تر از جهش های ارثی هستند. بیشتر سرطان ها در اثر جهش های اکتسابی ایجاد می شوند.

ژنتیک سرطان ژنتیک سرطان

بسیاری از سندرم ‌های سرطانی خانوادگی به دلیل جهش ‌های ارثی در ژن‌ های سرکوب‌ کننده تومور ایجاد می‌شوند. این ها ژن‌ هایی هستند که معمولاً با کاهش سرعت تقسیم سلول ها (برای ساختن سلول ‌های جدید)، ترمیم اشتباهات DNA یا دستور دادن به سلول ‌ها برای مرگ در زمان مناسب، آن ‌ها را تحت کنترل نگه می‌دارند.

ژنتیک سرطان

شما 2 نسخه از اکثر ژن ها دارید – یک عدد از هر والد. وقتی فردی یک کپی غیر طبیعی از یک ژن را به ارث می‌برد، سلول های او در ابتدا با یک جهش شروع به تقسیم می‌کنند. اغلب این پدیده مشکل ساز نیست زیرا کپی ژن دیگر هنوز سالم بوده و کار می کند. اما اگر کپی ژن دیگر از کار بیفتد (مثلاً به دلیل یک جهش اکتسابی)، عملکرد ژن به طور کلی از بین می‌رود. زمانی که این ژن از کار افتاده یک ژن سرکوب کننده تومور باشد، سلول ها می توانند خارج از کنترل رشد کرده و در نتیجه منجر به ایجاد سرطان شوند.

فردی که با یک جهش ارثی در یک نسخه از ژن سرکوب کننده تومور خود متولد می‌شود، فقط باید یک جهش را در نسخه دیگر آن ژن به دست آورد تا ژن عملکرد خود را از دست بدهد. احتمال این پدیده بیشتر از به دست آوردن دو نسخه دارای جهش از یک ژن است، بنابراین خطر ابتلا به سرطان در این فرد بیشتر از فردی است که بدون هیچ گونه جهش ژنی متولد شده است.

سندرم های سرطانی ارثی (Hereditary Cancer Syndromes)

ژنتیک سرطان

جهش های ژنتیکی ارثی نقش عمده ای را در حدود 5 تا 10 درصد از سرطان ها دارند. محققان جهش در ژن ‌های خاصی را با بیش از 50 سندرم سرطانی ارثی مرتبط دانسته‌اند. این سندروم ها ممکن است افراد را مستعد ابتلا به سرطان ‌های خاص کنند.

آزمایشات ژنتیکی برای سندرم های سرطانی ارثی می تواند نشان دهد که آیا فردی از یک خانواده که دارای علائم چنین سندرمی هستند، یکی از این جهش ها را دارد یا خیر. همچنین این آزمایش ‌ها می‌توانند نشان دهند که آیا اعضای سالم و غیر بیمار خانواده، همان جهشی را عضو حامل جهش مرتبط با سرطان خانواده دارد، به ارث برده‌اند یا خیر.

بسیاری از متخصصان توصیه می کنند که آزمایش‌های ژنتیکی برای بررسی خطر ابتلا به سرطان زمانی در نظر گرفته شود که فرد دارای یک سابقه شخصی یا خانوادگی از احتمال ابتلا به سرطان باشد. این مسئله باعث می شود تا نتایج آزمایش به اندازه کافی قابل تفسیر باشد. (یعنی آن ها به وضوح تشخیص دهند که آیا یک تغییر ژنتیکی خاص وجود دارد یا وجود ندارد.) زمانی که نتایج، اطلاعات درستی را ارائه می دهد، می تواند به مراقبت های پزشکی مورد نیاز برای آینده فرد کمک کند.

گاهی اوقات سرطان هایی که به دلیل جهش های ژنتیکی ارثی ایجاد نمی شوند، می توانند «خانوادگی» به نظر برسند. به عنوان مثال، یک محیط یا سبک زندگی مشترک، مانند استفاده از تنباکو، می تواند باعث ایجاد سرطان‌های مشابه در بین اعضای یک خانواده شود. با این حال، الگو های خاصی در یک خانواده – مانند انواع سرطانی که ایجاد می‌شوند، سایر شرایط غیر سرطانی که در خانواده دیده می‌شوند و سنینی که افراد در آن‌ها به سرطان مبتلا می‌ شوند – ممکن است وجود یک سندرم سرطانی ارثی را نشان دهد.

حتی اگر یک جهش مستعد سرطان در یک خانواده وجود داشته باشد، همه کسانی که جهش را به ارث می برند لزوماً به سرطان مبتلا نمیشوند.

در اینجا نمونه هایی از ژن هایی وجود دارد که می توانند در سندرم های سرطانی ارثی نقش داشته باشند.

• شایع ترین ژن جهش یافته در همه سرطان ها TP53 است که پروتئینی را می سازد که رشد تومور ها را سرکوب می کند. علاوه بر این، جهش ‌های ژرماین در این ژن می‌توانند باعث سندرم Li-Fraumeni شوند. این سندروم یک اختلال نادر و ارثی است که منجر به افزایش خطر ابتلا به سرطان‌ های خاص می ‌شود.
• جهش های ارثی در ژن های BRCA1 و BRCA2 با سندرم‌ های سرطانی ارثی پستان و تخمدان مرتبط اند که باعث افزایش خطر ابتلا به سرطان سینه و تخمدان در طول زندگی زنان می شوند. چندین سرطان دیگر از جمله سرطان پانکراس و پروستات و همچنین سرطان سینه مردانه با این سندرم مرتبط هستند.
• ژن دیگری که پروتئینی را تولید می کند که رشد تومور ها را سرکوب میکند، PTEN است. جهش در این ژن با سندرم کاودن (Cowden) – یک اختلال ارثی که خطر ابتلا به سرطان سینه، تیروئید، آندومتر و سایر انواع سرطان را افزایش می‌دهد – مرتبط است.

ژنتیک سرطان

شناسایی تغییرات ژنتیکی در سرطان

تست های آزمایشگاهی به نام تست های توالی یابی DNA می توانند DNA را بخوانند. با مقایسه توالی DNA در سلول‌ های سرطانی با سلول‌ های طبیعی مانند خون یا بزاق، دانشمندان می‌توانند تغییرات ژنتیکی در سلول ‌های سرطانی را شناسایی کنند. این تغییرات ممکن است باعث رشد سرطان فرد شوند. این اطلاعات ممکن است به پزشکان کمک کنند تا تشخیص دهند که کدام روش درمانی می تواند در برابر یک تومور خاص به شکل بهتری عمل کند.

• تعیین توالی DNA تومور همچنین می تواند وجود جهش های ارثی را آشکار کند. در واقع، در برخی موارد، آزمایش ژنتیکی تومورها نشان داده است که سرطان بیمار می‌تواند با یک سندرم سرطانی ارثی مرتبط باشد در صورتی که خانواده وی از آن اطلاعی نداشتند.
• همانند آزمایش برای جهش های خاص در سندرم های سرطانی ارثی، تعیین توالی DNA بالینی پیامد هایی دارد که بیماران باید در نظر بگیرند. به عنوان مثال، ممکن است به طور اتفاقی از وجود جهش ‌های ارثی که ممکن است باعث بیماری‌ های دیگری در آن ها یا اعضای خانواده‌ شان شود، آگاه شوند.

ژنتیک سرطان

مترجم: فاطمه فریادرس

مطالعه صدها مطلب علمی در حوزه بیولوژی

آرشیو جدیدترین خبرهای روز دنیای بیولوژی