به گزارش پایگاه اصلاع رسانی بنیان، در مطالعه اخیر منتشر شده در مجله پزشکی تجربی، محققان بررسی کردند که آیا سلول‌های مشتق از مغز استخوان با از دست دادن هتروزیگوت Dnmt3a (Dnmt3a+/Δ)، شایع ترین تغییر ژنتیکی در خون سازی کلونال (CH)، به پاتوژنز سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت (CAC)کمک می‌کند یا خیر.

پیش زمینه

CH، گسترش کلونال سلول‌های بنیادی خونساز جهش یافته، با بقای کوتاه تر در بیماران تومور جامد، از جمله سرطان روده بزرگ، مرتبط است. دئوکسی ریبونوکلئیک اسید متیل ترانسفراز سه آلفا (DNMT3A) اغلب در خونسازی کلونال تغییر می‌کند، با جهش‌هایی که باعث از دست دادن عملکرد هتروزیگوت می‌شود. درک ارتباط بین خونسازی کلونال و فنوتیپ‌های تومور تهاجمی ‌برای رویکردهای درمانی بهینه و نرخ بقای بهبود یافته بسیار مهم است. DNA (سیتوزین-5) - متیل ترانسفراز A 3، آنزیمی است که انتقال گروه‌های متیل را به ساختارهای خاص CpG در DNA کاتالیز می‌کند، فرآیندی به نام متیلاسیون DNA. این آنزیم در انسان توسط ژن DNMT3A کدگذاری می‌شود. DNMT3A بخشی از خانواده آنزیم‌های DNA متیل ترانسفراز است که از زیرگروهایی شامل DNMT1، DNMT3A و DNMT3B تشکیل شده است. مطالعات نشان می‌دهند که DNMT3A ممکن است یک عامل محافظتی در برابر انواع سرطان و گروه‌های سرطان روده بزرگ باشد. جهش DNMT3A با لوسمی میلوئیدی حاد نیز مرتبط است.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان نقش خون سازی کلونال را در پاتوژنز سرطان کولون مرتبط با کولیت C که توسط تغییرات ژن DNMT3A هدایت می‌شود، بررسی کردند. سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت (CAC) به عنوان یک خوشه خاص از سرطان‌های روده بزرگ تعریف می‌شود که در نتیجه کولیت طولانی مدت در بیماران مبتلا به بیماری التهابی روده (IBD) ایجاد می‌شود. بیماران مبتلا به IBD، از جمله کولیت اولسراتیو و بیماری کرون، با افزایش خطر ابتلا به CAC شناخته شده‌اند. در این بررسی، این تیم از یک مدل موش استفاده کردند که CAC را با خونسازی کلونال تجربی که توسط Dnmt3a هدایت می‌شد، ترکیب کرد. بافت‌های کولون تحت کولونوسکوپی، بررسی هیستوپاتولوژیک، تعیین توالی اسید ریبونوکلئیک (RNA)، تعیین پروفایل ترانسکریپتومی، توالی یابی نسل بعدی، تجزیه و تحلیل غنی سازی مجموعه ژن (GSEA)، ایمونوفلورسانس، و آنالیز ایمونوهیستوشیمی قرار گرفتند. سلول‌های خونساز کلونال مبتنی بر Dnmt3a با یک مهارکننده رگ‌زایی، یعنی اکسیتینیب تحت درمان قرار گرفتند تا پتانسیل درمانی اکسیتینیب ارزیابی شود. برای بررسی تاثیر Dnmt3a+/Δ در‌اندام‌های خونساز مشخصه خونسازی کلونال بر توسعه سرطان کولون مرتبط با کولیت، موش‌ها ده هفته پس از شروع درمان سولفات دکستران سدیم (DSS) و آزوکسی متان (AOM) برای ارزیابی کولون قربانی شدند. برای تعیین ارتباط بین تغییرات ژنتیکی در سیستم خون و شدت CAC، این تیم حضور جهش‌های CH را در نمونه‌های جفتی خون و تومور به‌دست‌آمده از 66 بیمار CAC مورد بررسی قرار دادند. یک رویکرد مبتنی بر پیوند مغز استخوان برای مدل سازی خون سازی کلونال در موش‌ها به صورت تجربی استفاده شد.

برای شبیه سازی دقیق هماتوپویزیس کلونال انسانی که در آن کلون‌های ژنتیکی جهش یافته به تعداد سلول‌های بالغ در خون کمک می‌کنند ، موش‌های نوع وحشی با استفاده از 10درصد dnmt3a+/Δ  (گروه کنترل یا dnmt3a+/+) همراه با 90 درصد سلول های مغز استخوان رقیب نوع وحشی که می‌تواند با خوشه تمایز 45.1 و 45.2 نشانگرهای لکوسیتی متمایز شود ، پیوند داده شدند. حیوانات مبتلا به بیماری‌های خونی با استفاده از سیتومتری جریان و شمارش کامل خون از تجزیه و تحلیل حذف شدند.

نتایج

از دست دادن هتروزیگوت Dnmt3a در مغز استخوان منجر به یک فنوتیپ برجسته CAC، با نفوذ بیشتر تومور و افزایش بار تومور در مدل موشی شد که ترکیبی از سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت با خون‌سازی کلونال Dnmt3a تجربی در مقایسه با گروه شاهد بود. نارسایی Dnmt3a اختصاصی خونساز، شروع و پیشرفت سرطان را در سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت، مطابق با مطالعات قبلی، ترویج داد. یافته‌های هیستوپاتولوژیک نشان‌دهنده افزایش ارتشاح سلول‌های ایمنی، تشکیل زخم، آسیب اپیتلیال کولون، دیسپلازی و تشکیل آدنوکارسینوم بود. ناکافی بودن ژن Dnmt3a در مغز استخوان منجر به هیستوپاتولوژی سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت و افزایش بار سرطان شد. پروفایل رونویسی تومورهای کولون نشانه‌های افزایش تشکیل تومور کولون مرتبط با کولیت را در بین موش‌های دارای خون‌سازی کلونال تجربی مبتنی بر Dnmt3a، با غنی‌سازی ژن‌های مرتبط با سرطان‌زایی، از جمله رگزایی، شناسایی کرد. به طور خاص، افزایش بیان فاکتور رشد‌اندوتلیال عروقی (VEGF)، گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاست 1 (Ffgr-1)، انتقال اپیتلیال-مزانشیمی (EMT)، رگزایی، β-کاتنین/Wnt عضو خانواده 1 (Wnt)، دوک میتوزی ، فاکتور رونویسی E2F 1 (E2F)، تنظیم کننده اصلی ورود به چرخه سلولی و سیگنال دهی ژن متابولیسم تکثیری (MYC)، و نقطه بازرسی شکاف 2 (g2)/میتوز (m). در مقابل، کاهش ژن‌های مرتبط با آدیپوژنز یا متابولیسم اسیدهای چرب و فسفوریلاسیون اکسیداتیو مشاهده شد. یافته‌ها افزایش تکثیر در اپیتلیوم سلول‌های کولون در حال بازسازی را در بین موش‌های Dnmt3a+/Δ نشان داد که منجر به آسیب‌شناسی پیشرفته سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت می‌شود. درمان با اکسیتینیب اثرات تقویت کننده سرطان روده بزرگ مغز استخوان Dnmt3a+/Δ را مستقیماً از طریق کاهش تراکم عروقی تومور و به طور غیرمستقیم با عادی سازی خونسازی نابجای Dnmt3a-CH، با کاهش سلول‌های میلوئیدی در گردش و افزایش لنفوسیت‌های T در بین DnmtMchiamers+/Dnmt3a+ حذف کرد.  یافته‌ها نشان داد که اکسیتینیب می‌تواند اثرات نامطلوب خون سازی کلونال را در بین بیماران سرطانی کاهش دهد. نه هفته پس از شروع درمان AOM/DSS، معاینه کولونوسکوپی افزایش تیرگی دیواره روده بزرگ، تعداد زیادی تکه فیبرین و خونریزی را نشان داد که نشان دهنده افزایش آسیب شناسی کولون است. علاوه بر این، این تیم تومورهای بزرگتر و پرتعدادتری را در نواحی قابل دسترسی کولون در بین کایمراهای مغز استخوان Dnmt3a+/Δ در مقایسه با گروه کنترل پیوند شده Dnmt3a+/+  شناسایی کردند. شاخص‌اندوسکوپی اصلاح شده در موش‌ها،  نمرات شدت سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت (MEICS) در گروه Dnmt3a + / Δ به طور قابل توجهی افزایش یافت. یک بیمار مبتلا به خونسازی کلونال DNMT3A (R882) متاستازهای دوردست ایجاد نکرد، در حالی که هر دو بیمار با جهش‌های غیر R882 این کار را انجام دادند، که نشان دهنده احتمال تغییرات خونساز کلونال متفاوت است که پیامدهای عملکردی متفاوتی را ایجاد می‌کند.

نتیجه گیری

بر اساس یافته‌های مطالعه، از دست دادن هتروزیگوت اختصاصی خونساز Dnmt3a سرطان کولون مرتبط با کولیت را از طریق مکانیسم‌های مولکولی مختلف تشدید می‌کند. این تغییر در مغز استخوان بر پاتوژنز سرطان روده بزرگ مرتبط با کولیت از طریق مسیرهای غیر توموری-سلول مستقل تأثیر می‌گذارد و راهبردهای درمانی بالقوه را پیشنهاد می‌کند. تحقیقات بیشتری برای بررسی مکانیسم‌های زمینه‌ای از جمله درگیری ایمونولوژیک مورد نیاز است.

پایان مطلب./