Science Advances: ویروس‌های باستانی در سرطان‌های مدرن نقش دارند

به گزارش مجله خبری نگار،  اگر به ژنوم انسان نگاه کنید، در میان تقریباً ۲۰، ۰۰۰ ژنی که به عنوان بلوک‌های سازنده حیات عمل می‌کنند، بخش‌هایی از DNA را نیز خواهید یافت که توسط ویروس‌هایی که ده‌ها میلیون سال پیش اجداد نخستی‌ها را آلوده کرده‌اند، به جا مانده‌اند.

این همسفران باستانی که به عنوان رتروویروس‌های درون‌زا شناخته می‌شوند، مدت‌ها تصور می‌شد که DNA بی‌اثر یا «زائد» هستند و هیچ توانایی ایجاد آسیبی ندارند. اکنون، یک مطالعه در دانشگاه کلرادو بولدر که در مجله Science Advances منتشر شده است، نشان می‌دهد که وقتی دوباره بیدار می‌شوند، ممکن است نقش مهمی در بقا و سرطان داشته باشند.

این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که سرکوب برخی از رتروویروس‌های درون‌زا می‌تواند اثربخشی درمان‌های سرطان را بهبود بخشد.

ادوارد چونگ، نویسنده ارشد این مقاله و استادیار زیست‌شناسی مولکولی، سلولی و تکوینی در موسسه BioFrontiers دانشگاه کلرادو، گفت: «مطالعه ما نشان می‌دهد که بیماری‌های مدرن ممکن است به طور قابل توجهی تحت تأثیر این عفونت‌های ویروسی باستانی قرار گرفته باشند، که تا همین اواخر مورد توجه تعداد کمی از محققان قرار گرفته بود.»

تحقیقات نشان می‌دهد که حدود ۸٪ از ژنوم انسان از رتروویروس‌های درون‌زا تشکیل شده است که به سلول‌های اجداد تکاملی ما حمله کرده و میزبانان خود را مجبور به کپی کردن و حمل مواد ژنتیکی خود کرده‌اند. با گذشت زمان، آنها به اسپرم، تخمک و جنین نفوذ کرده و DNA آنها را مانند فسیل به نسل‌های آینده منتقل کرده‌اند و در طول مسیر تکامل را شکل داده‌اند.

اگرچه آنها دیگر نمی‌توانند ویروس‌های کاربردی تولید کنند، تحقیقات خود چوانگ نشان داده است که رتروویروس‌های درون‌زا می‌توانند به عنوان "سوئیچ‌هایی" عمل کنند که ژن‌های مجاور را روشن می‌کنند. برخی از این ژن‌ها در توسعه جفت، یک نقطه عطف حیاتی در تکامل انسان، و همچنین پاسخ ایمنی ما به ویروس‌های مدرن مانند کووید نقش داشته‌اند.

او گفت: «کار‌های زیادی انجام شده است که نشان می‌دهد این رتروویروس‌های درون‌زا می‌توانند به نفع ما اهلی شوند، اما تحقیقات کمی نشان می‌دهد که چگونه می‌توانند به ما آسیب برسانند.»

برای بررسی نقش آنها در توسعه سرطان، چونگ و نویسنده اول این مطالعه، آتما ایوانسویچ، دانشجوی فوق دکترا در آزمایشگاه او، داده‌های ژنومی ۲۱ نوع سرطان انسانی را از مجموعه داده‌های موجود در دسترس عموم تجزیه و تحلیل کردند.

آنها دریافتند که یک رده خاص از رتروویروس درون‌زا به نام LTR۱۰ که حدود ۳۰ میلیون سال پیش برخی از نخستی‌سانان را آلوده کرده بود، به طرز شگفت‌آوری سطح بالایی از فعالیت را در چندین نوع سرطان، از جمله سرطان ریه و روده بزرگ نشان داد. تجزیه و تحلیل بیشتر تومور‌های ده‌ها بیمار مبتلا به سرطان روده بزرگ نشان داد که LTR۱۰ در حدود یک سوم آنها فعال است.

وقتی این تیم از ابزار ویرایش ژن CRISPR برای حذف یا غیرفعال کردن توالی‌هایی که وجود داشتند استفاده کردند، دریافتند که ژن‌های حیاتی که به عنوان محرک توسعه و رشد سرطان شناخته می‌شوند نیز غیرفعال شده‌اند.

ایوانسویچ گفت: «ما دیدیم که وقتی این رتروویروس را در سلول‌های سرطانی سرکوب می‌کنید، بیان ژن‌های مجاور را خاموش می‌کند.»

آزمایش‌ها روی موش‌ها نتایج مشابهی به همراه داشت: وقتی «سوئیچ» LTR۱۰ از سلول‌های تومور حذف شد، ژن‌های کلیدی پیش‌برنده سرطان، از جمله ژن XRCC۴، نیز خاموش شدند و درمان‌های کوچک‌کننده تومور مؤثرتر شدند.

چونگ گفت: «ما می‌دانیم که سلول‌های سرطانی ژن‌های زیادی را بیان می‌کنند که نباید روشن شوند، اما هیچ‌کس واقعاً نمی‌داند چه چیزی آنها را روشن می‌کند. معلوم شده است که بسیاری از کلید‌هایی که آنها را روشن می‌کنند از این ویروس‌های باستانی می‌آیند.»

نکته قابل توجه این است که به نظر می‌رسد رتروویروس درون‌زا که آنها مورد مطالعه قرار دادند، ژن‌هایی را در مسیر به اصطلاح MAP kinase فعال می‌کند، یک مسیر سلولی شناخته شده که در بسیاری از سرطان‌ها به طور نامطلوبی برنامه‌ریزی مجدد می‌شود. این مطالعه نشان می‌دهد که دارو‌های موجود که به عنوان مهارکننده‌های MAP kinase شناخته می‌شوند، احتمالاً تا حدی با خاموش کردن سوئیچ رتروویروس درون‌زا عمل می‌کنند.

نویسندگان خاطرنشان می‌کنند که این خانواده‌ی واحد از رتروویروس‌ها حدود ۷۰ ژن مرتبط با سرطان را در این مسیر تنظیم می‌کنند. دودمان‌های مختلف احتمالاً بر مسیر‌های متفاوتی که در ایجاد سرطان‌های مختلف نقش دارند، تأثیر می‌گذارند.

چونگ گمان می‌کند که با افزایش سن، دفاع ژنومی افراد ضعیف می‌شود و به ویروس‌های باستانی اجازه می‌دهد دوباره ظهور کنند و به سایر مشکلات سلامتی کمک کنند.

چونگ گفت: «ریشه‌های چگونگی بروز بیماری‌ها در سلول همیشه یک راز بوده است. رتروویروس‌های درون‌زا تمام داستان نیستند، اما ممکن است بخش بزرگی از آن باشند.»