طبیعت سرطان (3)
منبع:راسخون
اختلاف های ایجاد شده بوسیله ی سه تئوری رقیب در زمینه ی سرطان زایی، به طور قابل توجهی، به کشف ژنتیک مگس میوه خوار، وابسته می باشد. در سال 1927، Hermann Muller کشف کرد که او می تواند جهش هایی را در ژنوم Drosophila melanogaster ایجاد کند. این مسئله بواسطه ی برخورداشعه ی X به این مگس ها، ایجاد می شود. از این مهم تر، این کشف نشان داد که ژنوم یک حیوان، دارای قابلیت جهش است و مفهوم اطلاعاتی آنها، می تواند از طریق عملیات های خاصی، تغییر کند. این مسئله مخصوصاً با تابش اشعه ی X رخ می دهد. در همین زمان، این کشف، حداقل یک مکانیزم پیشنهاد کرده است که بوسیله ی آن، اشعه ی X می تواند موجب ایجاد سرطان شود. شاید تابش قادر است تا ژن های مربوط به سلول های نرمال را جهش دهد و بدین وسیله، سلول های جهش یافته ای ایجاد می شود که حالت رشد بدخیم دارند.
این گمانه زنی ها به سختی نوع اول از این موارد می باشد. در سال 1914، بیولوژیست آلمانی، Theodor Boveri بررسی هایی بر روی مشاهده های قبلی مربوط به سایرین انجام داد و پیشنهاد کرد که کروموزوم ها، که در واقع عوامل انتقال دهنده ی اطلاعات ژنتیکی هستند، در داخل سلول های سرطانی، منحرف می شوند و سلول های سرطانی، ممکن است جهش پیدا کنند. مفهوم Boveri مشابه با بسیاری از گمانه زنی ها در مورد منشأ سرطان، به خوبی پیشرفت نکرده است. تا اینکه در سال 1960، کروموزوم غیر نرمال در یک بخش قابل توجهی از لوسمی میلوئید مزمن (CML) کشف شد. این کروموزوم ها، که به زودی کروموزوم فیلادلفیا نامیده شدند، به طور واضح به یک ویژگی متمایز از این نوع از سرطان، تبدیل شد (شکل 1). این ارتباط تکرار شونده، با این نوع از سلول های سرطانی، نقش واقعی تومورشناسی را نشان می دهد.
این مشکل، به گونه ای است که بر طبق آن، هیچ راه خوبی برای اندازه گیری قدرت جهش زایی گونه های مختلف وجود ندارد. بنابراین، Ames روش خود را توصیه کرده است. این روش شامل اعمال مواد شیمیایی سرطان زای مختلف بر روی یک کلونی از باکتری سالمونلا می باشد. با بررسی قابلیت این ماده ی سرطان زا برای ایجاد جهش در این باکتری ها، می توان میزان قدرت ماده ی شیمیایی را تشخیص داد. در اینجا، بررسی میزان رشد سالمونلا بعد از وارد شدن ماده ی سرطان زا، می تواند شاخص خوبی باشد.
به طور جزئی باید گفت که Ames از سویه های جهش دار سالمونلا استفاده کرده است که قادر به رشد در محیط فاقد هیستیدین آمینو اسیدی نیستند. آلل جهش یافته که موجب ایجاد این فنوتیپ می شود، مستعد بازگشت جهش به حالت آلل از نوع وحشی، نیستند. وقتی آلل نوع وحشی در پاسخ به ایجاد یک جهش، تشکیل می شوند، یک باکتری حامل این آلل، قادر به رشد در محیط انتخابی Ame می شود و از این رو واحدهای کلونی تشکیل شده، می توانند با چشم غیر مسلح، شمارش شوند (شکل 2).
ترکیبات اولیه و اصلاح نشده ای که به حیوان های آزمایشگاهی، خورانده می شود، پیش سرطان زا (procarcinogens) نامیده می شوند. این مواد قابلیت تبدیل به ترکیبات سرطان زای فعال را داشته و در کل، سرطان زا، نامیده می شوند. این مواد شیمیایی طراحی سیستم جهش زای Ames را پیچیده می کند. اگر بسیاری از ترکیبات نیازمند فعال سازی متابولیکی پیش از سرطان زایی، باشند، این مسئله به نظر جالب می رسد که قدرت های جهش زایی آنها، همچنین تنها بعد از یک چنین تبدیلی، مشهود است. این معلوم است که متابولیسم های مختلف باکتری ها و سلول های پستانداران، موجب می شود تا باکتری سالمونلا قادربه انجام فعالیت های متابولیکی مربوط به سرطان زایی باشد. این مورد در بافت حیوان های آزمایشگاهی، ایجاد می شود.
کارهای انجام شده بوسیله ی سایر محققین، نشان داده است که بسیاری از مواد شیمیایی که وارد بدن می شوند، متحمل تغییر متابولیکی می شوند مخصوصاً آنهایی که وارد کبد می شوند. علاوه بر این، بسیاری از این تبدیل ها، می توانند به سادگی و با مخلوط کردن این مواد شیمیایی در تیوب آزمایشگاهی، و سپس وارد کردن آنها به داخل پتری سالمونلا، شبیه سازی شود.
با افزوده شدن این مرحله ی اضافی، آزمایش Ames نشان داده است که یک تعداد از مواد سرطان زای شناخته شده، همچنین به طور فعال، موجب ایجاد جهش می شوند. حتی از این مهم تر، روابطی است که Ames پیدا کرده است. مواد شیمیایی که موجب بروز جهش می شوند، مواد سرطان زای قوی هستند. آن دسته از مواد شیمیایی که جهش زایی کمی دارند، از لحاظ سرطان زایی نیز ضعیف هستند. این روابط، همانگونه که در شکل 3 نشان داده شده است، از لحاظ قدرت به 5 درجه تبدیل می شود.
نتایج Ames منجر به استنتاج های دیگری شد: در واقع، اگر همانگونه که Ames استدلال کرده است، مواد سرطان زا، عوامل جهش زا هستند، بنابراین، این مسئله استدلال می شود که قدرت سرطان زایی عوامل مختلف به طور مستقیم از قابلیت آنها در تحریک جهش زایی در سلول های بافت هدف، مشتق می شود. همانگونه که قبلا نتیجه گیری شد، این به نظر غیر قابل اجتناب است که سلول های سرطانی، بوسیله ی عوامل سرطان زایی ایجاد می شود که حامل زن های جهت زا هستند. این ژن های جهت زا، باید تا حدودی مسئول فنوتیپ رشد نابهنجار یک چنین سلول های سرطانی باشد.
این منطق قابل انطباق با سرطان زایی حاصل از اشعه ی X می باشد. از آنجایی که اشعه های X جهش زا و سرطانی است، این نتیجه گیری می شود که آنها همچنین سرطان را از طریق قابلیت شان برای جهش زایی ژن ها، ایجاد می کنند. این همگرایی تحقیقات سرطان با ژنتیک، دارای اثر قابل توجهی بر روی محققین دارد. چیزی که هنوز اثبات نشده است، این است که این احتمال وجود دارد که بیماری سرطان، می تواند از لحاظ ژن های جهت زای ایجاد شده، بوسیله ی سلول های سرطانی، فهمیده شود.
جهش زایی ممکن است مسئول بروز برخی از سرطان های انسانی شود
این به نظر می رسد که ارتباط میان سرطان زایی و جهش زایی منجر به اطلاعاتی در زمینه ی نحوه ی بوجود آمدن تومورهای سرطانی شود. شاید بسیاری از این نئوپلاسمی ها، نتیجه ی مستقیمی از اقدامات جهش زایی باشد که بواسطه ی عوامل سرطان زا ایجاد می شوند. مواد شیمیایی جهش زا، مخصوصاً پیش سرطان زاها، باید از احتراق دی اکسید کربن خارج شوند. این به نظر محتمل است که گونه های شیمیایی که به صورت طبیعی در مواد غذایی وجود دارد و یا در طی طبخ وارد آن می شود، می تواند موجب بروز سرطان شود. حتی اگر غذاها حاوی مواد شیمیایی سرطان زا نباشد، مواد شیمیایی که وارد سلول های ریه می شود، ممکن است موجب بروز گونه های سرطان زا و جهش زا می شود.
همین طور که تحقیقات بر روی سرطان های انسانی در حال انجام است، این مشخص شده است که تقریباً تمام ترکیبات که در سلول های انسانی، جهش زا هستند، به احتمال زیاد، سرطان زا نیز هستند. به هر حال، عکس این صحبت، صحیح نیست: ترکیبات شیمیایی که سرطان زا هستند، ضرورتاً موجب ایجاد جهش نمی شوند. بنابراین، در سال 1990، استفاده ی گسترده از آزمون Ames نشان داد که 40 % از ترکیباتی که برای جوندگان، سرطان زاست، هیچ تحریک جهش زایی در سالمونلا، ایجاد نکرده است. بنابراین، نتیجه گیری بدست آمده از استفاده از آزمون Ames نیازمند بررسی کلی است. در واقع، برخی از مواد سرطان زا، موجب ایجاد جهش در DNA می شوند ، در حالی که سایر مواد، از طریق مکانیزم های غیر ژنتیکی، موجب افزایش ظهور تومورها می شوند. این مواد سرطان زای غیر جهش زا اغلب ارتقا دهنده (promoters) نامیده می شوند.
Ames و سایر افراد در نهایت از آزمون خود برای بررسی قدرت جهش زایی یک گروه متنوع از مواد شیمیایی و غذاهای طبیعی، استفاده کرده اند. همانگونه که Ames استدلال کرده است، حضور یک چنین ترکیباتی در غذاهای مشتق شده از گیاهان، جالب توجه است. زیرا گیاهان از هزاران ترکیب سمی متمایز استفاده می کنند تا بدین صورت، خود را در برابر حیوانات و حشرات، ایمن کنند. برخی از این ترکیبات سمی طبیعی، در اصل، مواد دفاعی هستند که ممکن است همچنین دارای اثرات جانبی ناخواسته بر روی انسان باشد و موجب بروز جهش گردد (جدول 1).
یک گروه متنوع از کشف های انجام شده، منجر به ایجاد مدل هایی شده است که البته از نظر بسیاری جنبه ها، به اثبات نرسیده است. مثلاً بخش قابل توجهی از سرطان های انسانی به طور مستقیم به مصرف مواد غذایی ارتباط دارد که جهش زا هستند. این جهش زایی منجر به بروز سرطان می شود.
مثلا، از بین این مواد غذایی، گوشت قرمز بعد از پخته شدن در دمای بالا، ترکیباتی همچون آمین هتروسیکلیک تولید می کند. این ترکیبات، به طور بالقوه جهش ایجاد می کنند.
مشکلات مربوط به اثبات این مدل ها، در واقع از چندین بخش نشئت می گیرد. هر غذای مشتق شده از یک گیاه یا حیوان، از هزاران ترکیب شیمیایی مختلف تشکیل شده است. تقریباً تمام این ترکیبات، بعد از بلعیده شدن، متحمل تغییرات متابولیکی می شوند (اول در دستگاه گوارش و بعد در کبد). با توجه به این مسئله، تعداد گونه های شیمیایی متمایزی که وارد بدن ما می شوند، غیر قابل شمارش هستند. هر کدام از این ترکیبات، ممکن است سپس در برخی از سلول ها متمرکز شوند و به سرعت وارد متابولیسم بدن می شوند. این مسئله پیچیدگی کار را افزایش می دهد.
علاوه بر این، جهش زایی واقعی ترکیبات مختلف در انواع مختلف سلولی، ممکن است متغیر باشد. این مسئله به دلیل تفاوت در متابولیسم این سلول ها، ایجاد می شود. برای مثال، برخی از سلول ها مانند سلولهای کبدی، دارای سطح بالایی از گونه های بیوشیمیایی هستند که برای خنثی سازی ترکیبات جهش زا، طراحی شده اند. این در حالی است که سایر مواد مانند فیبروبلاست ها، سطح پایین تری دارند. در کل، قابلیت ایجاد ارتباط میان جهش زایی مواد غذایی و نرخ واقعی جهش زایی و سرطان زایی در انسان هاف بحثی است که باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد.
خلاصه و چشم انداز
توصیف سرطان و توسعه ی سلول های سرطانی در طی نیمه دوم از قرن نوزدهم و نیمه ی اول از دهه ی بیستم، نشاندهنده ی این است که تومورها، چیزی بیش تر از جمعیت های سلولی نرمالی نیستند که از کنترل خارج شده اند. علاوه بر این، این به نظر می رسد که بسیاری از تومورها، از یک سلول منفرد تشکیل شده اند که این سلول منفرد، از حالت نرمال، به حالت بدخیم تغییر یافته است. این مسئله موجب شده است تا میلیون ها سلول از این سلول اولیه ایجاد شده و توده ای نئوپلاست، تشکیل دهند. این مدل توجه را به سمت طبیعت سلول ها و مکانیزم هایی معطوف کرده است که در تومور یافت می شوند و موجب می شود تا آنها به حالت سرطانی تبدیل شوند. اگر یک نفر در مورد این مسئله اطلاع کسب کند که چرا یک سلول به صورت کنترل نشده، تکثیر می شود، تا حدی سایر قطعات پازل سرطان را نیز پیدا کرده است.البته هنوز هم، مشاهدات موجود و روش های تجربی، جوانب محدودی از این مورد را به ما نشان داده است. از لحاظ جنبه ی سرطان زایی، تئوری جهش، برخی طبقه بندی ها را به ما ارائه کرده است. در واقع این تئوری ژن های سلول جهش یافته را به عنوان عواملی در نظر گرفته است که مسئول بروز بیماری می باشند . شاید ژن های جهش زایی وجود داشته باشند که در داخل سلول های سرطانی فعال می شوند و موجب سرکش شدن این سلول ها می شوند اما جوانب مربوط به کشف یک چنین ژن هایی و یادگیری نحوه ی عمل آنها نزدیک نیست. هیچ کس نمی داند که چند ژن در داخل ژنوم انسانی، وجود دارد. هیچ کس در مورد نحوه ی آنالیز این ژن ها، اطلاعاتی ندارد. اگر ژن های جهش یافته نقش مهمی در ایجاد سرطان، ایفا کنند، آنها به احتمال زیاد، تعداد اندکی دارند و در داخل تعداد زیادی از ژن های سالم، قرار گرفته اند. این مورد مشابه پیدا کردن سوزن در داخل یک انبار کاه می باشد.
این تئوری سازی ها در مورد منشأ سرطان، بوسیله ی دو ملاحظه ی دیگر، پیچیده تر می شود. یکی اینکه، بسیاری از مواد سرطانی را نمی توان با آزمون Ames بررسی کرد و این آزمون آنها را بی ضرر تلقی می کند. دوم اینکه، برخی از عفونت های ویروسی به طور نزدیکی با برخی از سرطان های انسانی در ارتباط هستند. قدرت سرطان زایی تا حد زیادی، با عوامل سرطان زا و ژن های ایجاد کننده ی جهش سلولی، در ارتباط است.
در میانه ی دهه ی 1970، تکنولوژی ترکیب مجدد DNA شامل شبیه سازی ژنی، بر روی بسیاری از تحقیقات مربوط با بیوپزشکی، تأثیرگذار شد. در حالی که این روش جدید، روشی مناسب برای ایزوله کردن و شناسایی ژن هاست، محققین مختلف که بر روی سرطان کار می کنند، قادر به بررسی و ردیابی ژن های جهش یافته نبودند. یک چیز، واضح است، به هر حال، دیر یا زود، نیاز است تا پاتوژنیز سرطان از لحاظ مولکولی فهمیده و توصیف شود. در واقع، الگوهای مربوط به DNA، RNA و پروتئین ها، باید مورد بررسی قرار گیرد.
در انتها، باید بر روی ویروس های مولد تومور بررسی های مناسب انجام شود. این ویروس ها، نقش اندکی در سرطان های انسانی، ایفا می کنند. ویروس های توموری، از لحاظ ژنتیکی، ساده هستند و قدرت سرطان زایی بالایی دارند.
یک چالش اساسی در آینده، فهمیدن نحوه ی اثر فاکتورهای بیولوژیکی و محیط زیستی مختلف است. در واقع فاکتورهای محیط زیستی شامل نحوه ی زندگی، مشارکت در بروز سرطان و بسیاری از فاکتورهای دیگر می باشد. برای مثال، بروز سرطان هایی مانند سرطان، روده بزرگ، پستان، پروستات، به تفاوت های جغرافیایی، وابسته است. در حقیقت، اپیدمیولوژیست ها، بسیاری از روابط میان فرآوانی این سرطان ها و سایر سرطان ها، و همچنین اثر فاکتورهای محیطی بر روی تشکیل آنها را کشف کرده اند. به هر حال، به جز استثناهای اندک، آگاهی های ماد مورد مکانیزم های بیولوژیکی و بیوشیمیایی هنوز در مراحل اولیه می باشد. در حقیقت، این روابط، یکی از رموز حل نشده ی مربوط به تحقیقات سرطان می باشد(جدول 2).
جنبه های کلیدی
• کشف قرن نوزدهم که طی آن، فهمیده شد، تمام سلول های یک اندام، از یک تخمک لقاح یافته ی اولیه بوجود می آید، منجر شد تا این مسئله تشخیص داده شود که تومورها، بخش های خارجی از بدن نیستند بلکه از بافت های نرمال بدن، ایجاد می شوند. معماری نسبتاً آشفته ی بافت تومور، نشان می دهد که این بیماری، یک بیماری مرتبط با سلول های با عملکرد ناقص است.
• تومورها می توانند خوش خیم یا بدخیم باشند. متاستاز که بوسیله ی تومورهای بدخیم ایجاد می شود، مسئول بسیاری از مرگ و میرهای انسانی است.
• اگر چه برخی استثناها وجود دارد، بیشتر تومورها از لحاظ منشأ به 4 گروه اصلی تقسیم می شوند (مخاطی، مزانشیمی، هماتوپوئتیک و نورواکتودرمال).
• از لحاظ بصری، تمام انواع سلول ها، می توانند سرطانی شوند اما بیشتر سرطان های انسانی، منشأ مخاطی دارند. بیشتر سرطان های مخاطی، به دو گروه طبقه بندی می شوند: سرطان های سلول موزاییکی که از مخاط ایجاد می شود و آدنوکارسینوم که از سلول های اپیتلیوم ترشحی ایجاد می شود.
• تومورهای بدخیم غیر مخاطی شامل: 1) تومور بدخیم بافت همبند (سارکوم) 2) سرطان های مربوط به خون، 3) تومورهای نورواکتودرمال می باشند.
• اگر سلول های تومور دچار تقسیم سلولی نامطلوب شودو منشأ این مسئله نیز قابل تشخیص نباشد، به آن، آناپلاستی می گویند.
• این به نظر می رسد که سرطان ها به تدریج گسترش می یابند و مراحلی بین حالت خوش خیم و بدخیم دارند.
• تومورهای خوش خیم، ممکن است هیپرپلاست یا متاپلاستیک باشند. بافت هیپرپلاست یک بافت نرمال است اما دارای تعداد زیادی سلول است. در حالی که بافت های متاپلاست، دارای جابجایی سلول نرمال بوسیله ی سلول های نرمال دیگر است. متاستاز در نواحی انتقال مخاطی، متداول است.
• تومورهای دیسپلاستیک شامل سلول هایی هستند که از لحاظ سیتولوژی، نرمال نیستند. دیسپلاسی، یک حالت انتقالی میان بدخیمی کامل و خوش خیمی است. رشد آدنوماتوزی در واقع در تومورهای مخاطی دیسپلاستیکی اتفاق می افتد که خوش خیم تلقی می شوند.
• تومورهایی که به غشای پایه می رسند و بافت های پایینی را آلوده می کنند، بدخیم هستند. یک درجه ی بالاتر از نرمال نبودن، متاستاز است. این مسئله موجب می شود تا کلونی های سلولی متعددی در بدن، تشکیل شود. متاستاز نه تنها نیازمند حالت تهاجمی است، بلکه همچنین نیازمند جوانب دیگری مانند تحرک و انطباق با محیط های بافت خارجی می باشد.
• این به نظر می رسد که مارکرهای ژنتیکی و بیولوژیکی، در تومورهای انسانی، مونوکولونی هستند نه چند کلونی.
• بیشتر سلول های نرمال، گلوکز را از طریق فرایند گلوکزیز، وارد متابولیسم می کنند و سپس پیروات را به میتوکندری انتقال می دهد. در آنجا، این ماده فرآوری شده و به ATPs 36 و دی اکسید کربن، تبدیل می شود. بیشتر سلول های سرطانی، به طور قابل توجهی به گلوکزیز وابسته اند. در این فرایند، لاکتات و 2 ATP تولید می شود.
• بروز بسیاری از سرطان ها، به طور قابل توجهی در کشورهای مختلف، متفاوت است. این مسئله نشاندهنده ی این است که این بیماری، تنها یک فرایند منحرف شده ی ژنتیکی نیست. در حالی که تفاوت ها در محیط یا وراثت می تواند این مسئله را توجیه کند، مطالعات اپیدومیولوژی نشان داده است که محیط یک عامل تعیین کننده ی مهم است که در هر کشور، نسبت به کشور دیگر، متفاوت است.
• تحقیقات آزمایشگاهی، از مطالعات اپیدلوژیکی حمایت می کند و نشان می دهد که عوامل فیزیکی یا شیمیایی عامل ایجاد سرطان می باشد. به هر حال، احتمال بروز سرطان، به عنوان یک بیمار ی عفونی، از این مسئله نشئت می گیرد که ویروس ها می توانند منجر به بروز لوسمی و سارکومای در پرندگان شوند.
• یک مکانیزم محتمل که از مشارکت عوامل شیمیایی و فیزیکی در بروز سرطان، حمایت می کند، از بررسی ها بر روی مگس میوه بدست آمده است.
• در سال 1975، آزمون َAmes از این ایده حمایت کرد و نشان داد که بسیاری از مواد سرطانی، می توانند به عنوان عوامل جهش زا، عمل کنند. تحقیقات بیشتر در این زمینه، نشان داد که اگر چه بسیاری از ترکیبات که جهش زا هستند، سرطان زا می باشند، اما عکس این جمله، صحیح نیست و بنابراین، به طور کلی باید گفت: برخی از عوامل سرطان زا وجود دارند که قابلیت ایجاد جهش در DNA را دارند و برخی دیگر، موجب افزایش تومورسازی از طریق مکانیزم غیر ژنتیکی می شوند.
• ترکیب آزمون Ames با سایر روش ها منجر به ارائه ی یک مدل گردید که هنوز به اثبات نرسیده است. البته این فهمیده شده است که سهم قابل توجهی از بروز سرطان، به طور مستقیم و غیر مستقیم به مواد غذایی مورد مصرف، ربط دارد. در برخی از این مواد غذایی، عوامل سرطان زا، وجود دارد.
/ج
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}