مطالعه‌ی " بررسی تغییرات بیان ژن های SMUG 1, ABCG2, MDM2 ,TS و miRNAهای هدف قرار دهنده آنها، در طی مقاوم سازی سلولهای سرطانی کلورکتال به داروی 5-FU" در فهرست طرح های منتخب معاونت پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی مشهد قرار گرفت.
دکتر خدیجه جامی الاحمدی دانشیار گروه زیست فناوری و نانو فناوری پزشکی در گفتگو با وبدا پیرامون فرایند اجرای این طرح تحقیقاتی گفت: در این پژوهش که در قالب پایان نامه دکترای تخصصی بیوتکنولوژی پزشکی سرکار خانم خلیلی و با همکاری خانم دکتر تیموری و همراهی انستیتو پاستور تهران انجام شد، ما چهار ژن کلیدی را که شامل ژنهای SMUG 1, ABCG2, MDM2 ,TS بود و همچنین miRNAهای هدف قرار دهنده آنها را در طی روند مقاوم سازی سلولهای سرطانی کولورکتال به داروی 5-FU ، مورد بررسی قرار دادیم.
وی در خصوص ضرورت و چرایی اجرای این طرح نیز بیان داشت: بر اساس گزارشات سازمان بهداشت جهانی، سرطان کولورکتال سومین سرطان شایع و دومین عامل مرگ و میر حاصل از سرطان در سطح دنیا است و در ایران هم در بین بانوان سومین سرطان شایع و در آقایان پنجمین سرطان شایع می‌باشد .
دکتر جامی الاحمدی ادامه داد: شیمی درمانی یکی از روشهای درمانی متداول در اغلب سرطانها به شمار می‌رود که متاسفانه بروز پدیده مقاومت دارویی در برابر عوامل شیمی‌درمانی یکی از موانع اصلی در درمان سرطانها بوده که منجر به ناکارآمدی درمان، افزایش دوز مورد نیاز دارو، عود مجدد بیماری و افزایش میزان مرگ و میر بیماران می‌شود. داروی 5-FU یکی از پرکاربردترین داروها در درمان سرطان‌های مختلف و از جمله سرطان‌های دستگاه گوارش است . این دارو خط اول درمان در سرطان کولورکتال است که در درمان مراحل اولیه یا پیشرفته این سرطان به تنهایی یا همراه با دیگر داروها برای بیمار تجویز می شود. اما مشکلی که وجود دارد این است که علیرغم مصرف این دارو، هنوز درصد قابل توجهی از بیماران هستند که به پروتکل‌های شیمی درمانی و داروی 5-FU پاسخ کافی نمی‌دهند و در طی روند درمان به اثرات درمانی این دارو مقاوم می‌شوند.
مقاومت به 5-FU از بزرگترین چالش‌های درمان سرطان کولورکتال است که تقریباً در 50 درصد از بیماران مبتلا به سرطان متاستاتیک رخ می‌دهد. این دارو یک داروی آنتی متابولیک است که با مهار آنزیم تیمیدیلات سنتتاز و از طریق مهار سنتز DNA در نهایت سبب مرگ سلولی می‌شود. اما علی رغم همه تلاش‌هایی که در طی ۳۰ سال گذشته برای افزایش کارایی درمان و کاهش مقاومت در برابر این دارو صورت گرفته، هنوز راهکار موثر و موفقی در این خصوص نداریم و همچنان تعداد زیادی از بیماران در طی روند درمان نسبت به این دارو مقاومت نشان داده و متاسفانه به دلیل شکست درمان و عود مجدد بیماری از بین می‌روند.
با توجه به این که درصد قابل توجهی از بیماران مبتلا به سرطان به داروي 5-فلورواوراسیل مقاومت نشان میدهند، بنابراین مطالعه و شناخت مکانیسم های مقاومت به این دارو و غلبه بر مقاومت دارویی همچنان جزء موضوعات بسیار مهم و فعال تحقیقاتی است.
عضو گروه زیست فناوری و نانو فناوری پزشکی دانشگاه علوم پزشکی مشهد همچنین گفت: هدف پژوهش فوق این بود که سعی کنیم با تکیه بر فناوری‌های نوین یک استراتژی برای افزایش حساسیت و جلوگیری از مقاومت به این درمان پیدا کنیم و در نهایت بتوانیم یک هدف مولکولی مناسب را برای مقابله با این مقاومت دارویی ارائه کنیم که این می‌تواند در طراحی داروهای جدید برای مقابله بر این مقاومت دارویی راهگشای ما باشد .
یکی از جدیدترین فناوری‌های نوین، استفاده از miRNAهایی هست که اولین بار در سال ۱۹۹۳ کشف شدند و خیلی قدیمی نیستند. اینها RNAهای کوچک و غیر کد کننده ای هستند که در تمام سلولها تقریباً وجود دارند و می‌توانند بسیاری از فرایندهای سلولی را کنترل کنند،
این ویژگی miRNAها موجب می‌شود که ما بتوانیم برای هدف گذاری ژن‌هایی که در مسیر مقاومت دارویی نقش دارند از آنها استفاده کنیم .
علت انتخاب این چهار ژن در این پژوهش به این دلیل بود که در مطالعات گذشته نشان داده شده بود که این چهار مسیر مولکولی مسیرهای اصلی هستند که در مقاومت به این دارو نقش دارند، بنابراین این چهار مسیر انتخاب شد و چهار تا ژن اصلی این مسیر را مورد هدف قرار دادیم. هرچند که به کارگیری این ژن‌ها کار جدیدی نیست، اما ویژگی منحصر به فرد در کار ما این بود که اولاً به طور همزمان این ژن‌ها مورد بررسی قرار گرفتند و ثانیاً اینکه در طی روند مقاوم سازی ما اینها را مطالعه کردیم.
مطالعه ما شامل دو قسمت اصلی بود؛ بخش اول مطالعه بیوانفورماتیکی بود که با کمک نرم‌افزارهای بیو انفورماتیک انجام شد و هدف ما انتخاب miRNAهایی بود که این چهار ژن را مورد هدف قرار می‌دادند. ترجیح ما این بود که miRNAهای باشند که اولاً قبلاً در مسیر مقاومت به این دارو کار نشده باشند و ثانیاً miRNAهای باشند که ترجیحاً بتوانند همزمان ۴ ژن را مورد هدف قرار دهند، یا اینکه حداکثر تعداد ژنهای مورد هدف ما را به طور همزمان مورد هدف قرار دهند.
نتایج بیو انفورماتیک نشان داد که ۳ مورد از این میرها می‌توانند دوژن ABCG2 و TS، یکی از این میرها دو تا ژن ABCG2, MDM2و یکی از میرهای دیگر MDM2 , SMUG 1 را مورد هدف قرار دهند، اما طبق مطالعات بیو انفورماتیکی میری پیدا نشد که بتواند همزمان هر چهار ژن موردنظر را مورد هدف قرار دهد.
پس از اینکه میرها شناسایی شدند، ما در محیط آزمایشگاه دو رده سلولی سرطان کولورکتال را انتخاب کردیم، یک رده معرفی از سرطان پیشرفته کولورکتال و یک رده مربوط به مراحل ابتدایی سرطان بود و در طی ۹ ماه تا یک سال این سلولها را مقاوم کردیم؛ پروسه مقاوم سازی هم به این صورت بود که به تدریج دوز داروی 5-FU را که با این سلولها در تماس بودند افزایش می‌دادیم تا سلول به دوز کشنده دارو مقاوم شود.
پنج نسل مختلف از یکی از رده‌ها و سه نسل مقاوم از رده سلولی دیگر ایجاد شد و در مجموع ۸ نسل رده سلولی مقاوم ایجاد شد که نسبت به رده اولیه 10 برابر مقاوم‌تر بودند؛ یعنی ۱۰ برابر دوز کشنده بیشتری را از دارو نیاز داشتند تا نیمی از سلولها بمیرند. همزمان در طی دوران مقاوم سازی RNA سلولی را استخراج کردیم و پس از ساخت CDNA، توسط Real-time PCR بیان ژنهای موردمطالعه و miRNA پیش‌بینی‌شده در سلولهای مقاوم با سلولهای حساس مقایسه شد.
نتایج نشان داد که ژنهای Tyms و Abcg2 و Mdm2 در اغلب رده های سلولی مقاوم افزایش بیان و ژن SMUG 1 کاهش بیان داشت. همچنین اغلب میرهای موردنظر کاهش بیان داشتند و تنها یک میر افزایش بیان نشان داد.
برای ادامه کار تمرکز بر روی دو ژن کلیدی و مهم Tyms و Abcg2 و میر هدف قراردهنده آنها یعنی miR548C-3P گذاشته شد که در طی روند مقاوم سازی کاهش بیان داشت.
انتظار ما این بود که اگر ما میر miR548C-3P را وارد سلولهای مقاوم کنیم در داخل سلول بتواند بیان ژنهای موردهدف ما را که در مقاومت نقش دارند سرکوب کند و از این طریق بتواند مقاومت به داروی 5-FU را کاهش دهد که خوشبختانه نتیجه هم راستا با انتظار ما بود یعنی بعد از اینکه این میر را وارد سلول کردیم توانست با سرکوب این دو ژن هدف خود (کاهش بیان آنها)، حساسیت سلولهای مقاوم را به دوز کشنده دارو افزایش دهد.
نتیجه‌ای که حاصل شد این بود که میر miR-548c-3p می‌تواند در مقاومت به داروی 5-FU در سرطان کولورکتال نقش داشته باشد و در مطالعات آتی به عنوان یک راهکار درمانی امیدبخش برای غلبه بر مقاومت دارویی و افزایش حساسیت به داروی FU-5 در نظر گرفته شود و همچنین این میر می تواند به عنوان یک هدف مولکولی جدید برای غلبه بر این مقاومت دارویی مطرح باشد که این موضوع می تواند راهگشای ما به طراحی داروهای نوین باشد.
