دانشمندان مؤسسه تحقیقات سرطان انگلستان اسکاتلند و مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ در ایالات متحده(Cancer Research UK Scotland Institute and Memorial Sloan Kettering Cancer Center in the U.S.)، DNA میتوکندری‌ها (کارخانه‌های انرژی که در هر سلول زنده یافت می‌شود) را دوباره rewired کردند. آنها دریافتند که ایجاد جهش در بخش‌هایی از این DNA تعیین می‌کند که سرطان چقدر به ایمنی درمانی پاسخ می‌دهد (درمان‌هایی که از دفاع طبیعی بدن برای حمله به سلول‌های سرطانی استفاده می‌کنند).

این کشف راه‌های جدیدی را برای شناسایی بیمارانی که می‌توانند با آزمایش جهش‌های DNA میتوکندری از ایمونوتراپی بیشترین بهره را ببرند، باز می‌کند. نیمی از سرطان‌ها دارای جهش‌های DNA میتوکندریایی (mtDNA) هستند و این کشف برای اولین بار نشان می‌دهد که می‌توان از آنها برای بهبود درمان سرطان استفاده کرد.

در آینده، ترکیب درمان‌هایی که اثر این جهش‌ها را تقلید می‌کنند با ایمونوتراپی می‌تواند شانس درمان موفقیت‌آمیز انواع مختلف سرطان را افزایش دهد.

در مقاله‌ای با عنوان «جهش‌های DNA میتوکندریایی گلیکولیز هوازی را برای افزایش مسدود نقطه بازرسی (checkpoint) در ملانوم انجام می‌دهند»، در Nature Cancer، دانشمندان برای اولین بار ارتباط مستقیم بین جهش‌های DNA میتوکندری (mtDNA) و پاسخ به درمان سرطان را نشان دادند. در کمال تعجب، آنها دریافتند که تومورهایی با سطوح بالای جهش mtDNA تا دو و نیم برابر بیشتر احتمال دارد به درمان با یک داروی ایمونوتراپی به نام نیولوماب (nivolumab) پاسخ دهند.

نیولوماب با آزاد کردن یک “ترمز (brake)” بر روی سیستم ایمنی برای حمله به سلول های سرطانی عمل می کند. نیولوماب در حال حاضر برای درمان چندین سرطان مختلف از جمله ملانوما، سرطان ریه، سرطان کبد و سرطان روده استفاده می شود. دانشمندان بر این باورند که می‌توانند در آینده به‌طور معمول جهش‌های DNA میتوکندریایی را آزمایش کنند و پزشکان را قادر می‌سازد تا قبل از شروع درمان متوجه شوند کدام بیماران از ایمونوتراپی بیشتر سود می‌برند.

آنها همچنین بر این باورند که تقلید از اثرات جهش‌های DNA میتوکندری می‌تواند سرطان‌های مقاوم به درمان را به ایمنی درمانی حساس کند و هزاران بیمار سرطانی دیگر را قادر می‌سازد از این درمان پیشگام بهره ببرند.

فناوری پشت این کشف اکنون موضوع پتنت های ثبت شده توسط  Cancer Research Horizons، بازوی نوآوری Cancer Research UK است. این کمک خواهد کرد که این فناوری به بازار عرضه شود تا امکان توسعه درمان‌های جدیدی را فراهم کند که منابع انرژی را که سرطان برای گسترش و رشد استفاده می‌کند مختل کند. تا به امروز، Cancer Research Horizons  11داروی جدید سرطان را به بازار عرضه کرده است که در بیش از شش میلیون دوره درمان سرطان در سراسر جهان استفاده شده است.

رهبر گروه در موسسه تحقیقات سرطان انگلستان اسکاتلند و دانشگاه گلاسکو و نویسنده ارشد این مطالعه، دکتر Payam Gammage گفت: “سرطان بیماری بدن خود ماست. از آنجایی که سلول های سرطانی می توانند شبیه سلول های سالم در بیرون به نظر برسند، شناسایی و تخریب سلول های سرطانی توسط سیستم ایمنی بدن کار پیچیده ای است.

بیش از نیمی از سرطان ها دارای جهش در DNA میتوکندریایی خود هستند. اما زمانی که ما این جهش ها را در آزمایشگاه مهندسی کردیم، متوجه شدیم که تومورهایی که بیشترین جهش یافته DNA میتوکندری را دارند، به ایمنی درمانی بسیار حساس تر هستند.”

به لطف این تحقیقات، ما اکنون ابزار قدرتمندی داریم که رویکردی کاملاً جدید برای متوقف کردن سرطان در مسیر خود به ما می دهد.

دکتر Ed Reznik ، دستیار انکولوژیست در مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ و نویسنده ارشد این مطالعه، گفت DNA “: میتوکندری برای دهه ها معما بوده است. هر سلول هزاران نسخه دارد و تا به حال انجام آن بسیار چالش برانگیز بوده است. جهش ها را به طور مداوم مهندسی کنید تا بررسی کنید که چگونه جهش های mtDNA بر سرطان تأثیر می گذارد.

برای اولین بار، ما می‌توانیم دقیقاً ببینیم که جهش‌های DNA میتوکندری وقتی آنها را در آزمایشگاه ایجاد می‌کنیم، چه می‌کنند. اما چیزی که ما را شگفت زده کرد این است که سلول های اطراف تومور چقدر تحت تأثیر قرار می گیرند  که می توانیم از آن برای آسیب پذیر کردن تومور در برابر درمان استفاده کنیم.

این تحقیق دنیایی را باز می‌کند که در آن می‌توانیم منابع انرژی تومورها را مجدداً rewired کنیم و به طور بالقوه آنها را برای غلبه زودتر بر سرطان اتصال کوتاه کنیم”.

دکتر  Iain Foulkes، مدیر اجرایی تحقیقات و نوآوری در موسسه تحقیقات سرطان انگلستان اسکاتلند و مدیر عامل Cancer Research Horizons، گفت: “پس از سال ها تحقیق پر زحمت آزمایشگاهی، ما یک نقطه ضعف حیاتی در سرطان شناسایی کردیم. جهش های DNA میتوکندری یک بخش مشترک سرطان و این کشف شگفت انگیز پتانسیل نامحدودی دارد.

درمان هایی که از میتوکندری ها بیش از حد در سرطان استفاده می کنند اکنون امکان پذیر است. اکنون ما به آزمایشات بالینی نیاز داریم تا ببینیم کدام ترکیبات در بیماران بهتر عمل می کنند. از طریق موتور نوآوری خود در افق تحقیقات سرطان، ما در حال برنامه ریزی برای سرعت بخشیدن به این کشف در کلینیک هستیم و اطمینان حاصل می کنیم که تا حد امکان بسیاری از بیماران می توانند از آن بهره مند شوند”.

برای مطالعه بیشتر به لینک زیر مراجعه کنید:

Mitochondrial DNA mutations drive aerobic glycolysis to enhance checkpoint blockade in melanoma, Nature Cancer (2024). DOI: 10.1038/s43018-023-00721-w