علماء يكشفون دور الساعات اليومية لإصلاح الحمض النووي في الخلية

تمتلك معظم الكائنات الحية - الحيوانات والنباتات والفطريات وحتى بعض أنواع البكتيريا - ساعة داخلية، ساعة يومية تقوم بتنسيق الوظائف البيوكيميائية والفيزيولوجية والسلوكية في كل خلية وفقًا لدورة نهارية تعمل على مدار الساعة؛ وتنظم هذه الساعة النوم والاستيقاظ ، ومستويات الهرمون ، ودرجة حرارة الجسم ، ومعدل ضربات القلب وضغط الدم ، من بين مئات من العوامل الأخرى.

وتدرس أحد المختبرات كيف تؤثر الساعات اليومية على إصلاح الحمض النووي في الخلية - وهي عملية طبيعية يتنقل فيها فريق من الإنزيمات لعلاج الاخطاء الناتجة عن التأثيرات الضارة للأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية المتغيرة للحمض النووي.

تراكم الطفرات  بالحمض النووى تؤدى إلى السرطان

أكدت الدراسات أنه من دون هذه الانزيمات اليقظة، فإن خلايانا سوف تراكم طفرات في الحمض النووي التى يمكن أن تؤدي إلى السرطان وأمراض أخرى، ومن المهم فهم هذه العلاقة بين إيقاعات أجسامنا وإصلاح الحمض النووي لأن هناك أدلة متزايدة على أن ساعات العمل الخاطئة مرتبطة ببعض الامراض والاعتلالات كالسمنة والصرع إلى الأرق والاضطراب العاطفي الموسمي.

ويكشف مختبر سانكار،  كيف تؤثر إيقاعات الساعة البيولوجية على إصلاح الحمض النووي أثناء العلاج باستخدام عقار سيسبلاتين المضاد للسرطان، حيث يستخدم عقار سيسبلاتين لعلاج معظم سرطان الأنسجة الصلبة بما في ذلك سرطان الخصية والمبيض وسرطان القولون والمستقيم ، وسرطان الرئة والثدي؛ ويقتل الخلايا السرطانية عن طريق إتلاف الحمض النووي.

عقار السسيبلاتين يضر الخلايا الطبيعة والمريضة

ويضر العقار أيضا الحمض النووي للخلايا الطبيعية ، مما تسبب في آثار جانبية خطيرة والتي غالبا ما تجبر الأطباء على وقف العلاج. وتقوم كل من الخلايا الطبيعية والخلايا السرطانية بإصلاح تلف الحمض النووي الناجم عن السيسبلاتين، ويتطلب العلاج الناجح إصابة الخلايا السرطانية بأضرار الحمض النووي عندما تكون أقل قدرة على إصلاحه ، مع تجنيب الأنسجة السليمة.

محاولة العلماء استخدام الساعة اليومية لتوجيه توقيت العلاج بالسيسبلاتين

وحاول العلماء في العقود القليلة الماضية، استخدام الساعة اليومية لتوجيه توقيت العلاج السيسبلاتين، كانت استراتيجيتهم هي إعطاء سيسبلاتين في أوقات معينة ومن ثم مراقبة كيفية نجاح المريض، وبالتالي الكشف عن الوقت من اليوم الذي أسفر عن أكبر فائدة بأقل الآثار الجانبية.

ومع ذلك، فشلت هذه التجارب لأن اختيار الأوقات كان تعسفياً نوعًا ما وليس مستندًا إلى ما كان يحدث داخل الخلية،عندما التحقت أنا "يانيان" بالمختبر قبل بضع سنوات، توصل فريق الدكتور سانكار إلى العلاقة بين الساعة اليومية وإصلاح الحمض النووي وتطوير طريقة لمراقبة كيف ومتى تم إصلاح أجزاء معينة من الحمض النووي، واستخدمت هذه التقنية لرسم  خريطة  بالوقت الذى يتم فية إصلاح الحمض النووي في الكلى وخلايا الكبد فى الحيوانات من اعطاء عقار سيسبلاتين لمدة 24 ساعة".

وتم في هذه الدراسة قياس وتسجيل متى وكيف تم إصلاح كل جين من جينات الفئران خلال 24 ساعة في اليوم، وتم اكتشاف أن الجين المسبّب للسرطان، أو الجين الذي يمنع الإصابة بالسرطان ، يتم إصلاحه عندما يتم إعطاء الدواء في أوقات معينة من اليوم. وكانت تلك الجينات تتعافى  وتصلح نفسها دائما عند الفجر، واخرين عند الغسق.

ويشير ذلك إلى أن أفضل وقت للعلاج الكيماوي هو عندما تتمكن الخلايا السليمة من إعادة بناء الحمض النووي الخاص بها بكفاءة وعند إصلاح خلايا الورم بشكل سيء، مع هذة النتائج يأمل العلماء فى العثور على أفضل الأوقات لإعطاء المرضى علاجهم.