يكشف العلماء لماذا قد يؤدي مركب شعبي مضاد للشيخوخة إلى زيادة السرطان

البوليامينات هي جزيئات منتجة بشكل طبيعي وموجودة في جميع الخلايا الحية. أنها تلعب دورا حيويا في الوظائف البيولوجية الأساسية، بما في ذلك نمو الخلايا والتخصص. وفي السنوات الأخيرة، ركز العلماء على هذه المركبات، وخاصة سبيرميدين، لقدرتها على دعم الشيخوخة الصحية. غالبًا ما توصف بأنها “واقيات الشيخوخة”، وقد ثبت أنها تحفز الالتهام الذاتي، وهي عملية إعادة تدوير خلوية تعمل على إزالة المكونات التالفة. تعتمد هذه الفائدة إلى حد كبير على بروتين يسمى عامل بدء ترجمة حقيقيات النواة 5A (eIF5A1).

وفي الوقت نفسه، لاحظ الباحثون مرارًا وتكرارًا مستويات عالية من البوليامينات في العديد من أنواع السرطان، حيث ترتبط بنمو الورم العدواني. وقد خلق هذا التناقض لغزا علميا. كيف يمكن أن ترتبط نفس الجزيئات التي يبدو أنها تعزز طول العمر بالسرطان؟

لغز جزيئي في استقلاب السرطان

على الرغم من أن العلاقة بين البوليامينات والسرطان معروفة منذ سنوات، إلا أن الآليات التفصيلية وراء دورها في تطور الورم ظلت غير واضحة. من المعروف أن الخلايا السرطانية تغير عملية التمثيل الغذائي لديها، وتعتمد بشكل كبير على التحلل الهوائي لتوليد الطاقة بسرعة. ومع ذلك، فإن كيفية تأثير البوليامينات على هذا التحول الأيضي لم يتم فهمها بالكامل.

ومما يزيد من التعقيد أن eIF5A1 لديه وظائف راسخة في الخلايا الطبيعية والصحية. يشترك البروتين ذو الصلة الوثيقة، eIF5A2، في 84% من تسلسل الأحماض الأمينية ولكن تم ربطه بتطور السرطان. لماذا يتصرف بروتينان متماثلان تقريبًا بشكل مختلف تمامًا؟ كان هذا سؤالًا رئيسيًا لم تتم الإجابة عليه.

يكشف التحليل البروتيني واسع النطاق عن مسارات متميزة

وللتحقق من ذلك، أجرى فريق بقيادة البروفيسور المشارك كيوهي هيغاشي من كلية العلوم الصيدلانية بجامعة طوكيو للعلوم في اليابان دراسة متعمقة باستخدام الأساليب الجزيئية والبروتينية المتقدمة. ونشرت نتائجهم في المجلد 301، العدد 8 من مجلة مجلة الكيمياء البيولوجية. توضح النتائج كيف تحفز البوليامينات نمو الخلايا السرطانية من خلال طرق بيولوجية تختلف عن تلك المرتبطة بالشيخوخة الصحية.

عمل الباحثون مع خطوط الخلايا السرطانية البشرية لفحص كيفية تأثير البوليامينات على إنتاج البروتين والتمثيل الغذائي. قاموا أولاً بتخفيض مستويات البوليامين باستخدام دواء، ثم استعادتها بإضافة سبيرميدين. سمح لهم هذا النهج بقياس تأثير البوليامينات بشكل مباشر على الخلايا السرطانية. وباستخدام تقنيات بروتينية عالية الدقة، قاموا بتحليل التغيرات عبر أكثر من 6700 بروتين.

وأظهرت نتائجهم أن البوليامينات تعزز في المقام الأول تحلل السكر، وهي العملية التي تحول الجلوكوز بسرعة إلى طاقة، بدلا من تعزيز التنفس الميتوكوندريا، الذي يرتبط بشكل وثيق بالشيخوخة الصحية. ووجد الفريق أيضًا أن البوليامينات تزيد من مستويات eIF5A2 وخمسة بروتينات ريبوسومية، بما في ذلك RPS 27A وRPL36AL وRPL22L1، وكلها مرتبطة بخطورة السرطان.

eIF5A1 vs eIF5A2 في الخلايا الطبيعية والسرطانية

قدمت المقارنة جنبًا إلى جنب بين eIF5A1 وeIF5A2 رؤية نقدية. “النشاط البيولوجي للبوليامينات عبر eIF5A يختلف بين الأنسجة الطبيعية والسرطانية”، يوضح الدكتور هيغاشي. “في الأنسجة الطبيعية، ينشط eIF5A1، الذي يتم تنشيطه بواسطة البوليامينات، الميتوكوندريا عن طريق الالتهام الذاتي، بينما في الأنسجة السرطانية، يتحكم eIF5A2، الذي يتم تعزيز تخليقه بواسطة البوليامينات، في التعبير الجيني على المستوى الترجمي لتسهيل تكاثر الخلايا السرطانية.”

وبعبارة أخرى، تؤدي البوليامينات إلى تأثيرات مختلفة جدًا اعتمادًا على البروتين الذي تؤثر عليه. وفي الخلايا السليمة، فإنها تدعم صيانة الخلايا وإنتاج الطاقة. وفي الخلايا السرطانية، تساعد على دفع النمو السريع.

كيف تزيد البوليامينات من eIF5A2

وكشفت تجارب أخرى كيف ترفع البوليامينات مستويات eIF5A2. في ظل الظروف النموذجية، يتم تقييد إنتاج بروتين eIF5A2 بواسطة جزيء RNA تنظيمي صغير يسمى miR-6514-5p. ووجد الباحثون أن البوليامينات تعطل هذا المكبح الطبيعي، مما يسمح بإنتاج eIF5A2 بكميات أكبر. وأظهروا أيضًا أن eIF5A2 يتحكم في مجموعة متميزة من البروتينات مقارنةً بـ eIF5A1، مما يعزز فكرة أن هذين البروتينين المتشابهين يؤديان وظائف منفصلة.

الآثار المترتبة على علاج السرطان وسلامة المكملات

تحمل هذه النتائج آثارًا مهمة لكل من علاج السرطان واستخدام مكملات البوليامين. تسلط النتائج الضوء على مدى أهمية السياق البيولوجي. في الأنسجة السليمة، قد توفر البوليامينات فوائد مضادة للشيخوخة من خلال eIF5A1. وفي الأنسجة السرطانية أو المعرضة لخطر التحول إلى ورم خبيث، يمكن للجزيئات نفسها تحفيز نمو الورم من خلال eIF5A2. يساعد هذا السلوك المزدوج في تفسير سبب صعوبة تفسير البوليامينات في الأبحاث الطبية.

وتحدد الدراسة أيضًا هدفًا علاجيًا جديدًا واعدًا. يقول الدكتور هيغاشي: “تكشف النتائج التي توصلنا إليها عن دور مهم لـ eIF5A2، الذي تنظمه البوليامينات وmiR-6514-5p، في تكاثر الخلايا السرطانية، مما يشير إلى أن التفاعل بين eIF5A2 والريبوسومات، الذي ينظم تطور السرطان، هو هدف انتقائي لعلاج السرطان”. ومن الناحية النظرية، فإن استهداف eIF5A2 على وجه التحديد يمكن أن يبطئ نمو السرطان دون التدخل في التأثيرات المفيدة المرتبطة بـ eIF5A1.

بشكل عام، يمثل هذا البحث تقدمًا كبيرًا في فهم الأدوار المعقدة والمتناقضة أحيانًا للبوليامينات. وفي المستقبل، قد يتمكن العلماء من تصميم استراتيجيات تحافظ على آثارها الإيجابية على الشيخوخة الصحية مع تقليل قدرتها على دعم تطور السرطان.

تم دعم هذه الدراسة جزئيًا بمنحة المعونة للبحث العلمي (C) (رقم 18K06652) من الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم، ومؤسسة هاماجوتشي للنهوض بالكيمياء الحيوية، ومنحة بحثية تعاونية خارجية من معهد أبحاث السرطان، جامعة كانازاوا، اليابان.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily