تُظهر استراتيجية علم البصريات الوراثي المستندة إلى AR3 فعالية عالية في تحفيز موت الخلايا المبرمج وتأثيرات مضادة للأورام

تُظهر استراتيجية علم البصريات الوراثي المستندة إلى AR3 فعالية عالية في تحفيز موت الخلايا المبرمج وتأثيرات مضادة للأورام

إحدى السمات المميزة للخلايا السرطانية هي قدرتها على الهروب من موت الخلايا المبرمج، أي موت الخلايا المبرمج، من خلال التغيرات في التعبير البروتيني. أصبح تحفيز موت الخلايا المبرمج في الخلايا السرطانية محورًا رئيسيًا لعلاجات السرطان الجديدة لأن هذه الأساليب قد تكون أقل سمية للأنسجة السليمة من العلاج الكيميائي التقليدي أو الإشعاع. يتم حاليًا اختبار العديد من العوامل الكيميائية للتأكد من قدرتها على تحفيز موت الخلايا المبرمج، ويستكشف الباحثون بشكل متزايد الجزيئات التي يتم تنشيطها بالضوء والتي يمكن استهدافها باستخدام الليزر لمواقع الورم دون الحفاظ على الأنسجة السليمة المحيطة.

تحتوي الخلايا السرطانية على الميتوكوندريا، التي توفر الطاقة للنمو والانقسام السريع. ومع ذلك، يُعتقد أن البيئة القلوية جدًا تعطل وظيفة الميتوكوندريا وتؤدي إلى موت الخلايا المبرمج.

قد يكون البروتين الميكروبي المسمى أرتشيرودوبسين -3 (AR3) هو المفتاح لموت الخلايا المبرمج الناجم عن القلوية. عند تعرضه للضوء الأخضر، يضخ AR3 أيونات الهيدروجين خارج الخلية، مما يزيد القلوية، ويعطل وظائف الخلية، ويؤدي في النهاية إلى موت الخلايا المبرمج. تم تسليط الضوء على قدرة AR3 على تحفيز موت الخلايا المبرمج في خطوط الخلايا الخاصة بالسرطان في مقال حديث للبروفيسور يوكي سودو، والدكتور كييتشي كوجيما، والدكتور شين ناكاو وفريقها من كلية الدراسات العليا للطب وطب الأسنان والعلوم الصيدلانية في جامعة أوكاياما باليابان. وتم نشر نتائجهم على الإنترنت فيمجلة الجمعية الكيميائية الأمريكيةفي 4 نوفمبر 2025.

"في دراستنا السابقة، أنشأنا طريقة بصرية وراثية جديدة للحث على موت الخلايا المبرمج من خلال قلونة الرقم الهيدروجيني داخل الخلايا باستخدام AR3."قال البروفيسور سودو. وأضاف:"في هذه الدراسة، قمنا بتطبيق استراتيجيتنا الجينية المستندة إلى AR3 على خطوط الخلايا السرطانية لدى الفئران وأظهرنا فعاليتها العالية في إحداث موت الخلايا المبرمج وتأثيرات مضادة للأورام سواء في المختبر أو في الجسم الحي."

استخدم الباحثون في البداية فيروسات معدلة وراثيًا لإدخال جينات AR3 في خط خلايا سرطان القولون لدى الفئران (MC38)، وخط خلايا سرطان الجلد (B16F10). نجت الخلايا التي لا تحتوي على تعبير AR3 بشكل طبيعي عند تعرضها للضوء الأخضر. في المقابل، أظهرت الخلايا المعبرة عن AR3 معدلات موت خلايا عالية - أكثر من 40% لـ MC38 وأكثر من 60% لـ B16F10 - بالإضافة إلى علامات واضحة على اضطراب الميتوكوندريا كسبب لموت الخلايا المبرمج. وفي غياب الضوء الأخضر، لم يحدث موت الخلايا المبرمج، مما يؤكد أن نشاط AR3 كان ناجمًا على وجه التحديد عن طريق الضوء.

وبتشجيع من هذه النتائج، استخدم الفريق خطوط الخلايا هذه للحث على تكوين الورم في الفئران السليمة. وعندما تعرضت هذه الأورام لضوء الليزر الأخضر بعد ستة أيام، أظهرت الأورام التي تعبر عن AR3 موتًا كبيرًا للخلايا وانخفاضًا في تكاثر الخلايا في الطبقات الخارجية للورم. والأهم من ذلك، أن الأورام التي تعبر عن AR3 كانت أصغر بنسبة 65 إلى 75% من الأورام غير AR3 بعد 13 يومًا من زرع الورم.

"والجدير بالذكر أنه في الأورام المشتقة من خلايا MC38، لوحظ انخفاض في حجم الورم بين الأيام 10 و13 بعد زرع الخلايا. قد لا يعكس هذا الانحدار المتأخر التأثيرات المباشرة لتحريض موت الخلايا المبرمج وتثبيط تكاثر الخلايا فحسب، بل يعكس أيضًا تنشيط الاستجابات المناعية المضادة للورم.يضيف البروفيسور سودو.

على الرغم من أن هذه النتائج واعدة جدًا، فقد استخدمت الدراسة خلايا سرطانية معدلة وراثيًا قبل زرعها، وهناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان من الممكن جعل الأورام الموجودة مسبقًا تعبر عن AR3 بشكل فعال. لاحظ المؤلفون أيضًا أن اختراق الضوء يظل عائقًا، حيث أن ضوء الليزر الأخضر لا يمكن أن يؤدي إلا إلى موت الخلايا المبرمج على عمق حوالي 1 مم.

"من خلال إظهار موت الخلايا المبرمج الناجم عن الضوء والقمع الكبير لنمو الورم في نموذجين مختلفين للسرطان، MC38 وB16F10، فإننا نسلط الضوء على قابلية تعميم هذا النهج وفعاليته."وقال البروفيسور سودو مؤكدا على أهمية هذه النتائج. يقترح المؤلفون أن العلاج الوراثي البصري القائم على AR3 يمكن دمجه في النهاية مع علاجات السرطان الأخرى لزيادة الفعالية واستهداف نطاق أوسع من الأورام.

مصادر: