العلماء يكتشفون أخيرًا محطة الالتحام التي تستخدمها بكتيريا الأمعاء لإصابتك بسرطان القولون

لما يقرب من عقدين من الزمن، عرف العلماء أن بكتيريا شائعة في الأمعاء تنتج سمًّا يضر بالقولون ويساعد في تكوين الأورام. ما لم يستطيعوا تفسيره هو كيف يلتصق السم أولاً بخلايا الأمعاء ليبدأ هجومه. الآن، كشف الباحثون عن تلك الخطوة المفقودة - مما يكشف عن ثغرة مفاجئة يمكن أن تؤدي إلى طرق جديدة لحماية القولون. لأن لا شيء يقول "اختراق" مثل اكتشاف كيف يدخل الشرير من الباب أخيرًا.

يأتي هذا الاختراق من فريق بقيادة علماء في مركز جونز هوبكنز كيميل للسرطان، ومعهد بلومبرغ~كيميل لأبحاث السرطان المناعي، وكلية الطب بجامعة جونز هوبكنز. تحدد نتائجهم، المنشورة في مجلة نيتشر، بروتينًا يسمى كلودين-4 كنقطة الالتحام الأساسية لسم بكتيري يعرف باسم BFT. والأكثر وعدًا، أن الباحثين استخدموا هذا الاكتشاف بالفعل لتطوير طُعم جزيئي يعترض السم قبل أن يتمكن من إتلاف خلايا القولون. نجحت الاستراتيجية في حماية الفئران من الآثار الضارة للسم، مما يشير إلى نهج جديد محتمل للوقاية من الضرر البكتيري المرتبط بسرطان القولون والمستقيم. تلقى البحث دعمًا جزئيًا من المعاهد الوطنية للصحة.

تقول المؤلفة الرئيسية سينثيا سيرز، دكتورة في الطب، أستاذة بلومبرغ~كيميل لأبحاث السرطان المناعي وأستاذة الطب في جونز هوبكنز: "لقد قمنا بعدة محاولات على مر الوقت لتحديد المستقبل، لذا هذه لحظة مثيرة". "فهم كيفية عمل السموم البكتيرية يمكن أن يفتح الأبواب لنهج جديدة للكشف والعلاج للأمراض المرتبطة، بما في ذلك الإسهال وسرطان القولون والمستقيم والالتهابات bloodstream." الترجمة: بعد سنوات من ضرب رؤوسهم ضد طاولة المختبر، وجدوا أخيرًا مكان وقوف السيارة المفضل للجاني.

يتمحور التحقيق حول بكتيريا Bacteroides fragilis، وهي بكتيريا توجد في أمعاء ما يصل إلى 20% من الأشخاص الأصحاء. وجودها لا يعني تلقائيًا الإصابة بالسرطان، لكن سلالات معينة تنتج سمًّا قويًا قادرًا على تعطيل البطانة الواقية للقولون، مما يسبب الالتهاب ويشجع نمو الأورام. السم، المعروف باسم سم B. fragilis أو BFT، كان قيد التحقيق لسنوات. في دراسة بارزة عام 2009 نشرت في Nature Medicine، أظهر سيرز وزملاؤه أن السم يمكن أن يعزز أورام القولون، مما ساعد في إثبات العلاقة بين البكتيريا المنتجة للسم في الأمعاء والالتهاب المزمن وسرطان القولون والمستقيم.

كشفت التجارب السابقة أن BFT يتلف بروتينًا يسمى E-cadherin، والذي يساعد في ربط الخلايا المجاورة معًا والحفاظ على الحاجز الواقي للقولون. عندما يتم تفكيك E-cadherin، يصبح الحاجز مخترقًا، مما قد يسمح للمواد الضارة والبكتيريا بالتدخل في الأنسجة المحيطة. لكن بقي سؤال حاسم واحد: على الرغم من أن BFT يمكن أن يحلل E-cadherin، لم يبدو أن السم يلتصق به مباشرة. اشتبه الباحثون في أن جزيئًا آخر يساعد السم في الوصول إلى هدفه، لكن المحاولات المتكررة لتحديده فشلت. فلتبدأ الموسيقى الدرامية.

لحل اللغز، لجأ الباحثون إلى CRISPR، تقنية تحرير الجينات التي تسمح للعلماء بتعطيل الجينات بشكل انتقائي والتحقيق في وظائفها. قاد ماكسويل وايت، مرشح دكتوراه/دكتور في الطب في مختبر سيرز، جهد فحص CRISPR على مستوى الجينوم بالتعاون مع مختبر ماثيو والدور في كلية الطب بجامعة هارفارد. قام الفريق بإيقاف الجينات بشكل منهجي في الخلايا الظهارية للقولون - الخلايا التي تبطن القولون - لتحديد أي منها ضروري لالتصاق السم والتسبب في الضرر.

برز جين واحد بشكل درامي. إنه ينتج كلودين-4، وهو بروتين يساعد الخلايا المجاورة في تشكيل الوصلات المحكمة - الأختام التي تحد من حركة المواد بين الخلايا وتساعد في الحفاظ على حاجز الأمعاء. عندما عطل الباحثون الجين المسؤول عن كلودين-4، لم يعد BFT قادرًا على الارتباط بخلايا القولون. بدون ذلك الالتصاق الأولي، لم يتمكن السم من مهاجمة E-cadherin. كشف الاكتشاف أن كلودين-4 هو نقطة الالتحام المفقودة.