باحثون يكشفون دور بكتيريا الأمعاء في إحداث طفرات تقود إلى سرطان القولون

كشف علماء في الولايات المتحدة آلية تأثير مركب كوليباكتين، وهو سم قوي تنتجه بكتيريا الإشريكية القولونية (تعيش في أمعاء الإنسان والحيوانات) وغيرها من البكتيريا، على الحمض النووي البشري.

ويرتبط هذا المركب بطفرات تؤدي إلى سرطان القولون والمستقيم (آخر جزء من الأمعاء الغليظة قبل فتحة الشرج)، في حين أن طبيعته جعلت عزله ودراسته أمرًا صعبًا لسنوات.

تقنيات متقدمة

اعتمد فريق البحث على أدوات علمية متقدمة، مثل قياس الطيف الكتلي (MS) (أداة تكشف مكونات الجزيئات وكتلتها) والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي (NMR) (تقنية تُستخدم لتحديد البنية التفصيلية للجزيئات)، لدراسة المركب على المستوى الذري.

وتمكن الباحثون من تجاوز مشكلة تفكك الكوليباكتين السريع عبر تنمية البكتيريا المنتجة له مباشرة بالقرب من خيوط الحمض النووي داخل المختبر، مما سمح للمركب بالتفاعل مع المادة الوراثية فور إنتاجه.

آلية الضرر

أظهرت الدراسة أن الكوليباكتين لا يتفاعل مع الحمض النووي بشكل عشوائي، بل يتركز على المناطق الغنية بقاعدتي الأدينين والثايمين (A-T) (زوجان من القواعد الأساسية التي تُشكّل الحمض النووي). ويتمثل تأثيره في تكوين ارتباط متقاطع بين السلسلتين، يُعرف باسم Interstrand Cross-Link (ICL) (جسر يربط سلسلتَي الحمض النووي ويمنعهما من الانفصال)، ما يؤدي إلى التصاق السلسلتين بشكل دائم. ويمنع هذا الضرر الخلية من قراءة حمضها النووي أو نسخه بشكل صحيح، الأمر الذي ينتج عنه طفرات قد تقود إلى الإصابة بالسرطان.

وكشف الباحثون أن هذا الارتباط يحدث دائمًا في الأخدود الصغير (منطقة ضيقة بين شريطَي الحمض النووي يكون فيها التلامس أقرب)، لأن الكوليباكتين يمتلك نواة موجبة غير مستقرة تنجذب إلى هذه المنطقة ذات الشحنة السالبة والغنية بقواعد A-T، مما يجعل التفاعل بينهما أشبه بتطابق "القفل والمفتاح".

انعكاسات بحثية وطبية مهمة

يمثل هذا الاكتشاف خطوة كبيرة في فهم العلاقة المباشرة بين بكتيريا الأمعاء وزيادة خطر الإصابة بالسرطان. كما يفسر سبب ظهور أنماط طفرات مميزة في الحمض النووي لدى مرضى سرطان القولون والمستقيم.

ومع معرفة العلماء الآن لبنية جسر الارتباط المتقاطع وآلية حدوث الضرر، يُتوقع أن يسهم هذا التقدم في تطوير وسائل تشخيصية جديدة لرصد الأشخاص الأكثر عرضة للخطر، إضافة إلى تصميم علاجات تستهدف النواة غير المستقرة للمركب، وربما فتح المجال أمام تدخلات غذائية أو علاجية تقلل عدد البكتيريا المنتجة للكوليباكتين داخل الأمعاء.