کشف سرنخ‌های بیماری سرطان در دی ان ای

به گزارش تابناک به نقل از مهر، سال‌های سال است که سرطان درد بی درمان به حساب می‌آید، اما در قرن بیست ویکم با پیشرفت فناوری‌های نوین، چند روش برای مقابله با آن ابداع شد و این روند اکنون در حال تکامل است.

محققان حوزه‌های مختلف در سال‌های اخیر دانش خود را به کار گرفته‌اند تا تومور‌های سرطانی را مهار کنند. اکنون درمان سرطان فقط به جراحی، شیمی درمانی و پرتو درمانی محدود نمی‌شود. توسعه واکسن‌های شخصی سازی شده، استفاده از هوش مصنوعی برای تشخیص و ردیابی زودهنگام سرطان و همچنین توسعه دارو‌های جدید، ابزار‌های مهندسی ژنتیک، بررسی دی ان‌ای انسان و ... برای مقابله با انواع مختلف سرطان به کار گرفته می‌شوند. هرچند برخی از این نوآوری‌ها در مراحل اولیه هستند، اما نویدبخش توسعه درمانی جدید برای سرطان‌ها هستند.

واکسن مخصوص برای هر بیمار مبتلا به سرطان

یکی از دستاورد‌های جدید در زمینه سرطان ساخت واکسن‌های شخصی سازی شده برای بیماران مبتلا به آن است. به زودی هزاران نفر از افراد مبتلا به سرطان در انگلیسی می‌توانند در آزمایش واکسن‌های جدید سرطان شرکت کنند.

این نوع درمان طوری طراحی شده تا سیستم ایمنی بدن را برای هدف گرفتن سلول‌های سرطانی و کاهش ریسک بازگشت بیماری آماده کند. همچنین کارشناسان امیدوارند واکسن‌های مذکور عوارض جانبی کمتری نسبت به شیمی درمانی معمول داشته باشند. تاکنون ۳۰ بیمارستان به پروژه «راه اندازی واکسن سرطان» (Cancer Vaccine Launch Pad) پیوسته‌اند. در این پروژه از همان فناوری‌ام آر ان‌ای که در واکسن‌های کووید استفاده شد بهره گرفته می‌شود و به بیماران تزریق می‌شود. بیش از ۲۰۰ بیمار از انگلیس، آلمان، بلژیک، اسپانیا و سوئد تا ۱۵ دوز از واکسن‌های شخصی سازی دریافت می‌کنند. پیش بینی می‌شود این تحقیق تا ۲۰۲۷ میلادی تکمیل شود.

آزمایشی برای شناسایی ۱۸ سرطان در مراحل اولیه

از سوی دیگر محققان آمریکایی تستی ابداع کرده‌اند که می‌تواند ۱۸ سرطان را در مراحل اولیه شناسایی کند تست شرکت Novelna به جای روش‌های تهاجمی و پر هزینه، پروتئین‌های خون بیمار را تحلیل می‌کند. در آزمایشی که روی ۴۴۰ فرد مبتلا به سرطان انجام شد، این تست سرطان را در مرحله اولیه در مردان با دقت ۹۳ درصد و در زنان با دقت ۸۴ درصد شناسایی کرد.

محققان معتقدند یافته‌های مذکور مسیر را برای ایجاد تست‌های ردیابی چند نوع سرطان که دقت بالایی دارند و ارزان هستند، فراهم می‌کند. چنین تست‌هایی را می‌توان برای مقیاس کلان اجرا کرد. هرچند اکنون این تست در مراحل اولیه است، زیرا نمونه مورد بررسی کوچک است و از سوی دیگر اطلاعات درباره شرایط مشابه وجود دارد. به همین دلیل تست را می‌توان نقطه آغازی برای توسعه نسل جدیدی از تست‌های ردیابی سرطان در مراحل اولیه آن دانست.

آنکولوژی دقیق

به گفته سیژن وانگ مدیر ارشد شرکت «Genetron Health» آنکولوژی دقیق بهترین اسلحه برای شکست دادن سرطان است. این فرایند شامل مطالعه ترکیبات ژنتیک و مشخصات مولکولی تومور‌های سرطان در هر بیمار است. آنکولوژی دقیق تغییرات در سلول‌هایی که ممکن است سرطان را ایجاد کنند و گسترش دهند، شناسایی می‌کند.

پس از به کارگیری این روش می‌توان درمان‌های شخصی سازی شده را توسعه داد. پروژه ۱۰۰ هزار ژنوم که به سرویس سلامت ملی انگلیس تعلق دارد به طور موفقیت آمیز داده‌های ژنومیک را با درمان‌های موثر یکپارچه کرده است. درمان‌های مبتنی بر آنکولوژی دقیق برخلاف درمان‌های عمومی مانند شیمی درمانی، هدفمند هستند و بافت‌ها و سلول‌های خاص را هدف می‌گیرند. این بدان معناست که به سلول‌های سالم کمتری آسیب می‌رسانند و در نتیجه عوارض کمتری دارند.

هوش مصنوعی برای مقابله با سرطان

کشور‌های عضو مجمع اقتصاد جهانی از فناوری‌های نوین مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای تغییر مراقبت‌های سرطان استفاده کرده‌اند. به عنوان مثال پروفایل ریسک مبتنی بر هوش مصنوعی می‌تواند به بررسی سرطان‌های شایع مانند سرطان سینه و تشخیص زودهنگام آنها کمک کند. فناوری هوش مصنوعی را می‌توان برای تحلیل اشعه‌های ایکس جهت شناسایی سرطان در نقاطی از بدن که تصویربرداری از آنها سخت است، به کار برد.

از سوی دیگر سرطان‌هایی مانند سرطان ریه از جمله مرگبارترین انوع این بیماری است. ردیابی این نوع سرطان در مراحل اولیه با اشعه ایکس و اسکن کار سختی است، اما محققان دانشگاه‌ام آی تی یک مدل هوش مصنوعی ابداع کرده‌اند که می‌تواند احتمالا ایجاد سرطان ریه در فرد را از ۶ سال قبل و با کمک سی تی اسکنی با دوز پایین دارو تشخیص دهد. این سیستم هوش مصنوعی با استفاده از داده عکس‌های پیچیده آموزش دیده می‌تواند ریسک کوتاه مدت و بلند مدت سرطان ریه را شناسایی کند.

کشف سرنخ‌های سرطان در دی ان‌ای

در بیمارستان‌های دانشگاه کمبریج در انگلیس دی ان‌ای تومور‌های سرطانی ۱۲ هزار بیمار، سرنخ‌های جدیدی درباره عوامل سرطان کشف کرده است. محققان با تحلیل داده‌های ژنومیک جهش‌های مختلف تومور در هر بیمار مبتلا به سرطان را بررسی کردند.

به عنوان مثال قرار گرفتن در معرض دود سیگار یا اشعه ماوربنفش یا حتی عملکرد نادرست داخل سلول‌ها ممکن است عامل ایجاد سرطان باشد. این موارد در حقیقت مانند اثر انگشت در صحنه جنایت هستند و هر روز تعداد بیشتری از آنها کشف می‌شوند. دکتر آندریا دگاسپری از دپارتمان آنکولوژی دانشگاه کمبریج می‌گوید: ما ۵۸ جهش ژنتیکی جدید کشف کردیم و دانش درباره سرطان را وسیع‌تر کردیم.

بیوپسی‌های مایع و سنتتیک

بیوپسی‌ها روش اصلی پزشکان برای تشخیص سرطان است، اما این فرایند تهاجمی و شامل برداشتن بخشی از بافت بدن است که گاهی اوقات طی عمل جراحی انجام می‌شود.

بیوپسی‌های مایع روش راحت‌تر و کم تهاجمی‌تر هستند. در این روش نمونه خون برای وجود نشانه‌های سرطان آزمایش می‌شود.

بیوپسی‌های سنتتیک نیز نوآوری جدیدی هستند که سلول‌های سرطانی را در مراحل اولیه بیماری وادار می‌کنند خود را نشان دهند.

درمان سلول CAR-T

یکی از روش‌های درمان که سلول‌های ایمنی را وادار به شکار سلول‌های سرطانی و از بین بردن آنها می‌کند در سال ۲۰۲۲ برای درمان بیماران مبتلا به لوکیمیا موفقیت آمیز بود.

این روش که به عنوان درمان سلول CAR-T شناخته شده، شامل حذف و تغییر ژنتیکی نوعی سلول‌های ایمنی به نام سلول‌های T در بدن بیماران سرطانی است. در مرحله بعد به سلول‌های تغییریافته پروتئین‌هایی به نام گیرنده‌های آنتی ژن کایمریک (chimeric antigen receptors) تولید می‌کنند که قادر به شناسایی و نابودسازی سرطان است. محققان دانشگاه پنسیلوانیا در پژوهشی که در نشریه نیچر منتشر شده، اعلام کردند ۲ فرد با استفاده از این روش درمان شدند و پس از ۱۲ سال سرطان آنها بازنگشته است.

البته سازمان غذا و داروی آمریکا پس از مشاهده ۳۳ مورد از بیمارانی که این درمان را دریافت کردند و دوباره به سرطان مبتلا شدند، هم اکنون مشغول بررسی است که آیا این فرایند سرطان را ایجاد می‌کند یا خیر.

نقش ابزار‌های جدید مهندسی ژنتیک

محققان استرالیایی نخستین گروهی هستند که نسل جدید ابزار‌های مهندسی ژنتیک را برای مدلسازی و بررسی بیماری‌های انسانی ابداع کرده‌اند. یک مدل پیش بالینی جدید نسخه ارتقا یافته از یک آنزیم ژنومی مهندسی شده به نام Cas ۱۲ a توسط این محققان توسعه یافته است. آنزیم Cas برای بریدن بخش خاصی از دی ان‌ای یا آر ان‌ای طی آزمایش‌های کریسپر به کار می‌رود.

کریسپر نیز یک روش اصلاح ژنتیک است که برای تحقیقات سرطان به کار می‌رود و هم اکنون در مراحل اولیه به کارگیری بالینی در بیماران است. محققان همچنین توانستند روی موش‌های مدل کامل سازگار با Cas ۱۲، ژن‌هایی را که منجر به رشد سریع لنفوم در مدل پیش‌بالینی می‌شوند را با استفاده از «مخزن CRISPR» شناسایی کنند.

این تحقیق جدید به درک بهتر از محدودیت‌های فناوری کریسپر منجر شد و هدف نهایی آن فراهم ساختن گزینه‌ای برای درمان سرطان در بیماران بود. طی دهه گذشته، آنزیم Cas که بیش از همه استفاده می‌شد، Cas ۹ است که به اکتشافات مهمی در زمینه تحقیقات پزشکی منجر شده است. محققان Cas ۱۲ a را با ترکیبی از ابزار‌های ژنتیکی دیگر به کار گرفتند که امکان دستکاری ژن مولتی پلکس شده را فراهم کرد.

ایمونوتراپی درمان سرطان را متحول می‌کند

همچنین محققان مشغول انجام تحقیقات بالینی روی درمان‌های شخصی سازی شده سرطان هستند که چشم اندازی واقعی از کارآمدی درمان‌ها برای پزشکان فراهم می‌کند.

این همکاری که بین ۵صندوق سرویس سلامت ملی، خیریه و شرکت علمی انجام شده تاثیرگذاری درمان‌های ایمونوتراپی را آزمایش و روش‌های نوینی برای ردیابی سرطان را بررسی می‌کند.

این یکی از چند پروژه تحقیقاتی جدید در انگلیس در ۲۰۲۴ میلادی است که وزارت علم، نوآوری و فناوری این کشور تحت یک بسته ۱۱۸ میلون پوندی تایید کرده تا ۵ هاب جدید در انگلیس برای توسعه فناوری‌های سلامتی از جمله اسکنر‌های ارزانتر، تشخیص سرطان با هوش مصنوعی و تست دارو‌های جدید با سرعت بیشتر از طریق دوزبندی میکرو است.

این طرح به ایجاد موج جدیدی از درمان‌های ایمونوتراپی سرطان منجر می‌شود که کارآمدتر هستند.

ایمونوتراپی یک شکل نوید بخش از درمان سرطان به حساب می‌آید، زیرا سیستم ایمنی بدن بیمار را شبیه سازی می‌کند تا به جای جراحی، پرتودرمانی و شیمی درمانی تومور‌ها را از بین ببرد.

تاکنون انبوهی از درمان‌های ایمونوتراپی در سراسر جهان ایجاد شده، اما مطالعات انجام شده روی آن در مقیاس کوچک بوده‌اند به همین دلیل پزشکان به سختی متوجه می‌شوند چه درمانی برای بیماران خاص مناسب است. نشانگر‌های زیستی به طور معمول یک راه حل احتمالی هستند. محققان در همین راستا می‌خواهند از این نشانگر‌ها برای تعیین کارآمدی درآمد روی بیماران به کار می‌روند. به اعتقاد کارشناسان هیچ نشانگر زیستی به تنهایی پاسخ کاملی در این باره ارائه نمی‌کند، زیرا پیچیدگی‌های زیادی در کنش و واکنش بین سرطان و سیستم ایمنی وجود دارد.

به همین دلیل محققان اقدامات متعددی روی بیماران انجام می‌دهند که شامل نمونه برداری از تومور، خون و میکروبوم بیمار و همچنین ترکیب کردن آنها در تستی است که بالاترین قابلیت پیش بینی را داشته باشد.