سرطان القولون والمستقيم (CRC) يمثل 15% من الأورام الخبيثة على مستوى العالم، وهو السبب الثالث للوفاة بالسرطان لدى الرجال والثاني لدى النساء بعد سرطان الثدي. تُسجل سنوياً حوالي مليون حالة جديدة و500,000 وفاة بسبب هذا المرض. تظهر معدلات الإصابة بالسرطان في القولون بين الرجال والنساء بشكل مشابه، إلا أن الرجال يعانون من معدلات أعلى في سرطان المستقيم. يعتبر سرطان القولون مرضاً معقداً يتأثر بعوامل وراثية وبيئية. حيث تلعب أنماط الحياة مثل التدخين ونمط التغذية وقلة النشاط البدني دوراً كبيراً في زيادة خطر الإصابة. لذك تطلبت الدراسة عن التباين الوراثي لجين KRAS.
تظهر الدراسات أن قلة النشاط البدني قد تساهم في 10% من عبء سرطان القولون والمستقيم. يُعتبر وجود عوامل بيئية وأنماط حياة معينة من الأسباب التي تفسر ارتفاع معدلات الإصابة في العالم الغربي. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط مرض التهاب الأمعاء بزيادة خطر الإصابة بسرطان القولون. هناك عوامل متعددة يمكن أن تقلل من خطر الإصابة، مثل استخدام الأسبرين الذي ثبت أنه يقلل من المخاطر ويحسن البقاء بعد التشخيص. تستخدم نظامان شائعان لتصنيف السرطان، هما نظام TNM ونظام Dukes، حيث يمكن علاج الأورام في المراحل المبكرة جراحياً.
تتضمن تطورات سرطان القولون عملية متعددة الخطوات تتسم بتراكم التغيرات الجينية، وأحد الجينات المهمة هو KRAS، الذي يعمل كعامل إشاري. يُظهر هذا الجين طفرات في نسبة تتراوح بين 30% إلى 50% من حالات سرطان القولون. تعتبر طفرات KRAS مؤشراً على مقاومة العلاج بـ Cetuximab، مما يزيد من سوء prognosis المرض. تهدف هذه الدراسة إلى الكشف عن تعدد الأشكال النوكليوتيدية في جين KRAS (التباين الوراثي لجين KRAS) المرتبطة بحدوث سرطان القولون لدى المرضى العراقيين، من خلال جمع عينات من الدم والأنسجة وعزل الحمض النووي.
جين KRAS
جين KRAS (Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog) هو جين ورمي يشفر بروتينًا صغيرًا يعرف باسم K-ras. ويقع هذا الجين على الذراع القصير من الكروموسوم 12 (12p). يعتبر KRAS من الجينات المهمة في دراسة سرطان القولون والمستقيم، حيث يظهر طفرات في 40-50% من الحالات العرضية للمرض. وتظهر هذه الطفرات بشكل رئيسي في الكودونات 12 و13 و61. تلعب هذه الطفرات دورًا أساسيًا في تطور السرطان، حيث تؤثر على قدرة الخلية على تنظيم عملياتها الحيوية.
يعتبر بروتين K-ras بروتينًا مُفعلًا يستجيب للإشارات الخارجية مثل عوامل النمو والسيتوكينات والهرمونات، من خلال مستقبلات موجودة على سطح الخلايا. عند تنشيطه، يمكن لبروتين KRAS أن يُوقف مسارات الإشارات من خلال تحفيز التحلل المائي للغوانوزين ثلاثي الفوسفات (GTP) إلى غوانوزين ثنائي الفوسفات (GDP). هذه العملية هي جزء من آلية تنظيم الإشارات، حيث تُساعد الخلايا على التحكم في النمو والانقسام. ومع ذلك، فإن الطفرات الشائعة في الكودونات 12 و13 تؤدي إلى تنشيط مستمر لهذه المسارات، مما قد يسهم في تطور الأورام.
تعتبر الطفرات في جين KRAS (التباين الوراثي لجين KRAS) مؤشرات حيوية مهمة في سرطان القولون، حيث تستخدم لتوجيه خيارات العلاج. تظهر الدراسات أن هذه الطفرات قد ترتبط بمقاومة العلاجات المستهدفة مثل Cetuximab، مما يزيد من تعقيد استراتيجيات العلاج. فهم هذه الطفرات وآثارها على مسارات الإشارات يمكن أن يُساعد الباحثين والأطباء في تطوير علاجات أكثر فعالية، وتحسين النتائج للمرضى الذين يعانون من سرطان القولون والمستقيم.
تركيب جين KRAS
جين Kras هو جين يشفر لبروتين صغير يعرف باسم GTPase، ويحتوي على 188 أو 189 حمض أميني حسب النوع الفرعي. تحدث الطفرات الجسدية في الأورام عند الكودونات 12، 13، 61، و146. تقع الأحماض الأمينية 12 و13 في حلقة ربط GTP. بينما يقع الحمض الأميني 61 في منطقة “السويتش-2″، والتي تتحكم في ارتباط البروتينات المنظمة والمؤثِّرة. يظهر جين Kras منطقة G-domain المحفوظة بشكل كبير. بينما تتحكم المنطقة الفائقة التغير في تحديد موقع البروتين في الغشاء من خلال الفارنيزيلاتيون والبالميتويليشن. تعتبر طفرات Kras شائعة في عدة أنواع من السرطان. بما في ذلك سرطان القولون والمستقيم (30-60%) وسرطان البنكرياس (60%) وسرطان المبيض (17%).
تشير الدراسات إلى أن طفرات Kras تؤدي عادةً إلى تقليل كبير في نشاط GTPase، مما يؤدي إلى تنشيط مستمر لإشارات Ras. في الأنظمة التجريبية، يمكن أن يحوّل Kras الطافر خلايا جسم البالغين من مجموعة متنوعة من الأعضاء، مما يساهم في تكوين الأورام. في سرطان القولون، تحدث الطفرات بشكل شبه حصري في الإكسون 2. وغالبًا ما تشمل الكودونات 12 أو 13، مما يجعل معظم الدراسات تركز على تسلسل هذين الكودونين. ومع ذلك، وُصفت طفرات في الكودونات 61 و146، وقد تمثل حوالي 10% من المرضى الذين يحملون أورام Kras-mutant.
تشمل الطفرات الأكثر شيوعًا في الأورام المستقرة جينيًا G12D وG12V. بينما في سرطان القولون غير المستقر جينيًا وسرطان القولون الوراثي غير البوليبوزي، تكون طفرات G12D وG13D الأكثر شيوعًا. بالإضافة إلى ذلك، تم اكتشاف طفرات في المنطقة غير المترجمة 3′ (3′-UTR) من جين Kras. والتي ترتبط بتوقعات سلبية في المرضى الذين يتلقون علاج cetuximab/irinotecan. كما أن بروتين PARP1 يرتبط مباشرة بمعزز جين Kras ويزيد من تعبير Kras وإشاراته، مما يبرز أهمية البيئة الجينية المحيطة بتفعيل هذا الجين ودوره في تطور السرطان.
طفرات KRAS في نشوء سرطان القولون
يعتبر جين KRAS (التباين الوراثي لجين KRAS) لاعبًا رئيسيًا في إشارات الخلايا الداخلية. حيث يتم تفعيله بواسطة مستقبلات عوامل نمو مثل مستقبل EGF، بالإضافة إلى مستقبلات كيناز التيروزين الأخرى. من خلال تفاعله مع كيناز الفوسفاتيديلينوزيتول-3 (PI3K) وتفعيل مؤشرات ثانوية مثل هدف الماماليات للراپاميسين (mTOR)، يعدل KRAS بشكل غير مباشر بقاء الخلايا. كما يؤثر على تضاعف الخلايا من خلال مسار Braf/mitogen-activated kinase (MAPK). رغم أن دور طفرات KRAS في نشوء سرطان القولون لا جدال فيه، إلا أن البيانات المتعلقة بدور KRAS في تقدم الورم متضاربة. فقد أبلغ عن أن تكرار طفرات KRAS مستقل عن مرحلة الورم. بينما تشير دراسات أخرى إلى أن احتمال وجود الطفرات يزداد في الحالات التي تتواجد فيها نقائل رئوية.
تشير البيانات السريرية إلى أن وجود طفرات KRAS في النقائل يعد مؤشرًا مستقلًا على سوء البقاء على قيد الحياة بعد استئصال النقائل في الكبد. تشير الأدلة المبدئية إلى أن KRAS قد يعزز تقدم الورم وتشكيل النقائل من خلال آليات مختلفة، بما في ذلك زيادة انقسام خلايا الورم من خلال إشارات Braf وMEK. ومع ذلك، فإن مدى حدوث تضاعف الورم يعتمد على السياق الخلوي. في بعض خطوط خلايا سرطان القولون وخلايا الأمعاء في الفئران، لا تؤدي إشارات KRAS وBraf وMEK بالضرورة إلى تنشيط MAPK. مما يشير إلى أن هذه الإشارات قد تحدث جزئيًا عبر مسارات مستقلة عن MAPK.
بالإضافة إلى دوره في تعزيز الانقسام الخلوي، يظهر KRAS الطافر أيضًا قدرة على تحفيز تكوين الأوعية الدموية من خلال تحفيز إنتاج السيتوكين interleukin-8 (IL-8). إن التعبير عن KRAS الطافر في الفيبروبلاستات الفئران كافٍ لزيادة تنظيم الجينات المرتبطة بالتضاعف وتكوين الأوعية الدموية. أخيرًا، يظهر KRAS المفعّل تأثيرًا مثبطًا على الجينات المرتبطة بإصلاح الحمض النووي في الكريبتات القولونية في نظام زراعة ثلاثي الأبعاد. مما يبرز دوره المتعدد في تقدم الورم وتشكيل النقائل.
ملخص الرسالة
تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف دور المورث KRAS في المرضى العراقيين المصابين بسرطان القولون والمستقيم. تم جمع عينات من الدم من 40 مريضًا و20 عينة نسيجية من مرضى تم تشخيصهم بسرطان القولون والمستقيم بين نوفمبر 2016 ويناير 2017 في مستشفى الأمل ببغداد. كما تم جمع 40 عينة دم من أشخاص أصحاء لتكون مجموعة السيطرة. أظهرت النتائج أن الفئة العمرية الأكثر تأثرًا بالمرض هي بين 61 و70 عامًا. حيث تمثل 40% من الحالات، كما كانت الإصابات أكثر شيوعًا بين الرجال بنسبة 57.5% مقارنة بالنساء بنسبة 42.5%.
تم تحديد حالات الإصابة بسرطان القولون والمستقيم باستخدام الفحص الخاص CA19.9، وبعد ذلك تم استخلاص الحمض النووي الريبي من عينات الدم والأنسجة. تم تضخيم الحمض النووي باستخدام جهاز التضخيم التسلسلي المتعدد، مع استخدام 11 بادئًا متخصصًا لجين KRAS. بعد عملية التضخيم، تم استقراء تسلسل الحمض النووي الناتج، مما أتاح تحليل الطفرات الموجودة في الجين.
أظهرت نتائج التحليل وجود طفرات نقطية، تضمنت طفرات استبدال وإدخال. حيث كانت طفرات الاستبدال من نوع الطفرة المغلوطة، بينما أدت الطفرات الإدخالية إلى حدوث إزاحة. وقد أسفرت هذه الطفرات عن تغيرات في إنتاج البروتينات، مما ساهم في زيادة خطر الإصابة بسرطان القولون والمستقيم. تؤكد هذه النتائج على أهمية دراسة المورث KRAS كعامل مؤثر في تطور المرض.
