سرطان و جهش‌ها: حقایق زندگی

اگر عمرتان به اندازه کافی طولانی باشد، سرطان و جهش های عامل آن شما را گرفتار خود خواهند کرد. اما بدون وجود سلول‌های حواس‌پرتی که همواره در حال جهش یافتن هستند، هرگز نمی‌توانستیم از «سوپ بنیادین» تا این مرحله پیش بیاییم.

نوشته پروفسور ناتان لنتس

باب وینبرگ از MIT‌ برای بیش از پنج دهه است که از بزرگترین متخصصان جهان در حوزه سرطان است. زمانی که تازه فارغ‌التحصیل شده بودم، در کنفرانسی با دکتر وینبرگ هم‌صحبت شدم و جمله‌ای از او مرا به شدت درگیر کرد: « اگر عمرتان به اندازه کافی طولانی باشد، سرطان شما را گرفتار خود خواهد کرد ».

در طول قرن گذشته، سرطان به طرز دردناکی غیرقابل اجتناب بودنش را به ما اثبات کرده است. با کاهش چشمگیر مرگ‌ومیر ناشی از سایر عللی که در گذشته شایع بودند، به همان اندازه میزان ابتلا به سرطان سیر صعودی وحشتناکی داشته است. این ایده که تغییرات سبک زندگی و تغذیه که به علت مدرنیته ایجاد شده‌اند، در افزایش ابتلا به سرطان موثر بوده‌اند، منطقی به نظر می‌رسد؛ اما علت اصلی‌تر آن است که ما دیگر مانند گذشته از بیماری‌های فراوان دیگری نمی‌میریم.

در اوایل قرن بیستم، مهم‌ترین علل مرگ‌ومیر به ترتیب، ذات‌الریه، آنفلوانزا، سل و عفونت‌های گوارشی، خصوصا وبا بودند. به لطف واکسن‌ها و سایر پیشرفت‌هایی که در بهداشت عمومی صورت گرفت، این بیماری‌ها به میزان زیادی در کشورهای توسعه‌یافته مهار شده‌اند. حتی مرگ‌ومیر ناشی از تصادفات نیز در طول ۱۰۰ سال گذشته به نصف کاهش پیدا کرده است. ما طولانی‌تر و سالم‌تر از هر دوره دیگری زندگی می‌کنیم.

تا زمانی که مبتلا به سرطان شویم…

سوال این جاست که چرا سرطان هیولایی است که همه ما را به زانو در می‌آورد؟ چه چیزی آن را غیرقابل اجتناب ساخته است؟ و چرا سرطان هزینه‌ای است که ما باید در قبال مزایای تکاملی اعجاب‌آورمان بپردازیم؟ برای درک این موضوع باید نگاهی به تاریخچه تکاملی‌مان بیندازیم. منظورم انسان‌های اولیه و یا اجداد پریمات و یا حتی مهره‌دارمان نیستند. داستان سرطان از زمانی آغاز می‌شود که ارگانیسم‌های تک سلولی شروع به اتصال به یکدیگر کردند و مسیر تکاملی به سمت جانوران چندسلولی را آغاز نمودند. این اتفاق حدود ۸۰۰ میلیون سال پیش رخ داد.

علت شروع داستان از چنین گذشته دوری، این است: در این زمان بود که اجداد ما مجبور بودند با چالشی جدید و بسیار پیچیده درگیر باشند؛ سازمان‌بندی تعداد زیادی از سلول‌ها و تشکیل یک ارگانیسم. ارگانیسم‌های پیش‌ساز تشکیل‌دهنده این موجودات تک سلولی با چنین مسئله‌ای درگیر نبودند. در ارگانیسم‌های تک‌سلولی هر سلول به تنهایی حیات مستقلی دارد. پس از هر بار تقسیم سلولی، دو سلول حاصل، مسیر خود را به طور جدا از یکدیگر طی می‌کنند. در ارگانیسم‌های چندسلولی مانند گیاهان و جانوران، باید راهی برای سازمان‌بندی سلول‌ها و برقراری نظم و هماهنگی میان‌ آن‌ها وجود داشته باشد. هر سلولی باید جایگاه خود را بداند؛ به این معنی که سلول‌ها باید شکل مناسب عملکرد خود را داشته و کاری که باید را در زمان مناسب انجام دهند.

مسئله مهم‌تر، ضرورت وجود راهی است که تقسیم سلولی را کنترل کند. سلول‌ها باید زمانی تکثیر شوند که واقعا نیاز است و برعکس. انواع انگشت‌شماری از سلول‌ها دائما نیاز به تکثیر دارند، برخی از آن‌ها هرگز تکثیر نشده و یا به ندرت این کار را انجام می‌دهند و بسیاری، قدرت تقسیم دارند ولی در مواقع لزوم این کار را انجام می‌دهند. هر زمان که سرطان حمله می‌کند، علت، اختلال در مکانیسم‌های کنترلی است.

تومورژنز هنگامی رخ می‌دهد که سلولی واحد، هویت خود را فراموش کرده و به صورتی غیرقابل کنترل تکثیر شود. Sir Paul Nurse، که به خاطر کشف یکی از این مکانیسم‌های مولکولی کنترل جایزه نوبل گرفت، می‌گوید: «سرطان، بیماری تقسیم سلولی است».

علت منجر شدن این تقسیم خارج از کنترل به بیماری مرگباری به نام سرطان آن است که سلول‌ها با پیشرفت در این مسیر به تدریج برنامه‌ریزی و شکل تمایزیافته خود را از دست می‌دهند. این سلول‌ها در نهایت به زامبی‌های بی‌شکل و دیوانه‌ای تبدیل می‌شوند که همه‌چیز را فراموش کرده اند، مگر تقسیم شدن. سلول‌های سرطانی سپس ارگانی که از آن منشا گرفته‌اند را تصرف می‌کنند و به سایر ارگان‌ها نیز حمله کرده و جای آن‌ها را می‌گیرند. سرانجام ارگان‌های سالم با سلول‌های سرطانی پر می‌شوند و جلوی رشد سلول‌های غیرسرطانی گرفته می‌شود.

تمایززدایی‌ای که در سلول‌های سرطانی صورت می‌گیرد، روندی پیشرونده دارد. به همین علت است که درمان سرطان با پیشرفت هر چه بیشتر بیماری دشوارتر می‌گردد، تا اینکه به نقطه‌ای برسد که نتوانیم اصلا جلوی آن را بگیریم. ادوارد ابی، مقاله‌نویس آمریکایی، در این مورد می‌گوید: «ایدئولوژی سلول‌های سرطانی، رشد به خاطر رشد است».

با اینکه منظور او از این جمله،‌ نقد کاپیتالیسم بود، اما او به اندازه هر دانشمندی مفهوم سرطان را درک کرده است.

چه عاملی باعث می‌شود که سلول‌ها تمایز خود را از دست بدهند؟ پاسخ، جهش‌ها هستند؛ ولی نه هر جهشی: تنها انواع خاصی از جهش‌ها. هنگامی‌ که جانوران اولیه شروع به سازمان‌بندی سلول‌های خود و تشکیل باف‌ها و درنهایت ارگان‌های پیچیده کردند، تغییراتی را در خود ایجاد کردند که بتوانند تقسیم سلولی را کنترل کنند. این تغییرات به طور ساده به دو دسته تقسیم می‌شوند: کمک‌رشد و ضدرشد. تغییرات کمک‌رشدی سلول‌ها را به سمت تقسیم هدایت می‌کنند، درحالیکه تغییرات ضدرشدی این فرایندها را متوقف می‌نمایند و درنتیجه تکثیر سلول‌ها محدود می‌گردد. تمامی سلول‌ها واجد این پدال‌های گاز و ترمز هستند که لازمه عملکرد مناسب بافتی است.

سپس نوبت جهش‌ها بود. جهش‌ها تغییرات تصادفی DNA هستند. DNA محتوای ژنتیکی سلول‌های ما بوده و دستورالعمل‌های لازم برای عملکرد سلولی را کد می‌کند. این تغیرات تصادفی همواره اتفاق می‌افتند و علت آن‌ها در برخی موارد اگزوژن (مانند مواد شیمایی و پرتوها) و در برخی دیگر اندوژن (مانند ترکیبات طبیعی حاصل متابولیسم سلولی) است.

شایع‌ترین راه کسب جهش‌های DNA، اختلالات مضاعف شدن DNA است. با هر بار تقسیم سلولی، باید کل ژنوم تکثیر گردد تا اینکه هر دو سلول دختر مجموعه کاملی از دستورالعمل های DNA را داشته باشند. طول این دستورالعمل در انسان‌ها بسیار زیاد است. هر کروموزوم حاوی ۶ میلیارد نوکلئوتید است. در مضاعف شدن این تعداد بسیار عظیم از نوکلئوتیدها، وقوع اشتباه امری غیرقابل پیشگیری است. حتی با وجود دقت بالای سیستم سنتز DNA و تعداد بالای فاکتورهای ترمیمی و تصحیحی، در هر چرخه  سلولی اشتباهاتی هر چند اندک رخ می‌دهند.

هر سلول موجود در بدن شما نتیجه هزاران و گاها میلیون‌ها راند از تقسیم سلولی است. به این معنی که هر سلول از بدن ما هزاران بار جهش پیدا کرده است و درنتیجه اندکی نسبت به زیگوت تک سلولی اولیه متفاوت می‌باشد. این جهش‌ها به صورت تصادفی رخ می‌دهند و مانند صاعقه‌هایی می‌باشند که در اطراف ژنوم رخ می‌دهند. از آنجایی که بخش‌های اندکی از ژنوم ما وابستگی شدیدی به وجود توالی نوکلئوتیدی دقیق دارند، بسیاری از این صاعقه‌ها بی‌ضرر هستند. البته گاها ممکن است یکی از این صاعقه‌ها به یک ژن مهم اصابت کند.

در صورتیکه جهش در ژن‌هایی اتفاق بیفتد که به بخشی از تغییرات ضدرشدی هستند و از تکثیر سلولی در مواقعی که نیازی به آن نیست، جلوگیری می‌کنند، سلول آسیب‌دیده و سایر سلول‌های حاصل از تکثیر آن مشکلی بالقوه محسوب می‌شوند. این سلول‌ها به محض ایجاد خطرناک نیستند، اما از آنجایی که بخشی از سیستم محافظتی خود علیه سرطانی شدن را از دست داده‌اند، خطری احتمالی محسوب می‌شوند. مانند آن است که هنگام رانندگی، اشکالی برای ترمز اتومبیلتان پیش بیاید. در این هنگام است که به دردسر افتاده‌اید. این ژن‌های ضد رشد، ژن‌های سرکوبگر تومور نام دارند و این عین کاری است که انجام می‌دهند. ژن p53 که از ژن‌های سرکوبگر تومور است، در ۵۰ درصد کل سرطان‌ها جهش پیدا می‌کند.

از دست رفتن ژن سرکوبگر تومور تنها نخستین گام سرطان است و برای ایجاد سرطان کافی نیست. سلول‌های دارای این جهش معمولا سرعت رشد و تقسیم بالایی دارند، اما این سرعت در حدی نیست که بدن نتواند آن‌ها را هندل بکند. در صورتیکه جهش‌های دیگری در این سلول‌ها رخ دهد، این جا است که ممکن است مشکل دیگری آغاز گردد. به ندرت ممکن است این صاعقه‌های تصادفی به ژنی کمک‌رشد اصابت کرده و به جای غیرفعال کردن، آن را بیش‌فعال کنند. این ژن‌های کمک‌رشدی، انکوژن نامیده می‌شوند. علت نامگذاری انکوژن‌ها آن است که باعث تکثیر ارج از کنترل و بیشاز حد سلول شده و فرایند تمایززدایی و زامبی شدن را آغاز می‌کنند. تقریبا یک چهارم تمام سرطان‌ها در اثر پروتوانکوژنی به نام Ras ایجاد می‌شوند. این ژن‌ها توسط باب وینبرگ شناسایی شدند.

واقعیت مهلکی که وجود دارد آن سات که هر بار تقسیم سلولی که در بدن ما انجام می‌گیرد بیشتر به تاس انداختن شبیه است. در همین لحظه که در حال خواندن این مقاله هستید، هزاران جهش در بدن شما در حال وقوع می‌باشند. ممکن است یکی از این صاعقه‌ها به یک ژن سرکوبگر تومور برخورد کند و چند سال بعد، صاعقه‌ای به یک پروتوانکوژن اصابت نماید، تا اینکه دردسرها آغاز شوند. البته این توضیحی ساده برای این فرایند است. واقعیت آن است که باید چندین جهش دیگر نیز ایجاد شوند تا سلول‌ها واقعا خطرناک گردند. داستان زندگی تومورها، از نخستین جهش تا مرگبار شدن، چندین سال و حتی چندین دهه به طول می‌انجامد.

به همین علت است که ابتلای زودهنگام به سرطان از درجه اهمیت بالایی برخوردار است. از دهه ۱۹۹۰ تا کنون، ۲۰ سال پس از آنکه ریچارد نیکسون در ایالات متحده علیه سرطان اعلان جنگ کرد، ما به سمت کاهش مرگ‌ومیر ناشی از سرطان پیشرفت کرده‌ایم. بخشی از این پیشرفت به علت تعداد اندکی از نوآوری‌های تکنولوژیک مانند طراحی برنامه‌های دارویی معقول بوده است. اما بخش بزرگی از پیشرفت به دلیل پیشرفت روش‌های تشخیصی زودهنگام ایجاد شده است. تشخیص سرطان پیش از آنکه بدخیمی سراسر بدن را در بر بگیرد، تنها امیدی است که برای درمان فرد می‌توان داشت. ترکیب جراحی، پرتودرمانی و شیمی‌درمانی غالبا سلول‌های سرطانی‌ای را که جهش‌های فراوانی کسب نکرده‌اند، به طور کامل از میان می‌برد. در این موارد، بیماران می‌توانند از ریکاوری کامل خود خوشحال باشند، تا زمانیکه دوباره به سرطان مبتلا شوند. تا زمانی که به دهه چهارم زندگی خود می‌رسیم، ممکن است صدها جمعیت سلولی پیش‌بدخیم داشته باشیم که تعداد زیادی از آن‌ها تخریب شده‌اند و یا توسط سیستم دفاعی ضدسرطانی بدن خاموش نگه داشته شده اند. هر روزی که می‌گذرد، به معنی تعداد راندهای بیشتر تقسیم سلولی و مضاعف شدگی بیشتر DNA است و درنتیجه احتمال اکتساب سرطان و جهش ها بالاتر می‌رود. این وضعیت مشابه تاس انداختن است. با داشتن ژن‌های مرغوب و سبک زندگی سالم می‌توان این روند را به تاخیر انداخت، ولی در نهایت این اتفاق ممکن است بیفتد. باب وینبرگ راست می‌گفت. هر چه بیشتر عمر کنی، بیشتر احتمال دارد که مبتلا به سرطان شوی.

پس سرطان و جهش ها کشنده‌ترین دشمنان ما و نابودگر نهایی زندگی شادمانانه ما هستند. از نقطه نظر ما قطعا موضوع این گونه به نظر می‌رسد. اما نباید فراموش کنیم که جهش‌ها منبع تمام گوناگونی‌ها و نوآوری‌های تکاملی نیز هستند. از زمان ظهور نخستین پروتوسل‌ها از سوپ بنیادین تاکنون، تمام پیشرفت‌ها و پیچیدگی‌های موجود از جهش‌ها حاصل شده‌اند. درصورتیکه تکثیر DNA کاملا دقیق انجام می‌شد، حیات از ابتدایی‌ترین نقطه خود، به شرایط کنونی نمی‌رسید. دکتر لویس توماس، از اولین پزشکان دانشمندی که شروع به نوشتن مقالات قابل فهم برای مردم عادی کرد، در این مورد می‌گوید: «توانایی تغییر تدریجی، اعجاب حقیقی DNA است. بدون وجود این ویژگی منحصربه‌فرد، ما هنوز باکتری‌هایی بی‌هوازی بودیم و موسیقی هم وجود نداشت».

ما در تمام عمر خود با تاثیرات ناشی از جهش‌ها مبارزه خواهیم کرد و این مبارزه در نهایت به شکست ما منتهی خواهد شد. اما اگر بازه زمانی بزرگتری را مد نظر بگیریم، جهش‌ها برای بقای گونه ما و آینده حیات ضروری خواهند بود. هر گام به ظاهر کوچکی که در سیر تکاملی ما برداشته شده است، از تکامل ستون مهره‌ تا وضعیت ایستاده و افزایش اندازه مغز، همگی از طریق همین جهش‌های کوچک تصادفی بوده‌اند که ممکن است در نهایت به مرگ ما بینجامند. جهش‌ها مانند شمشیرهایی دولبه اند: با وجود آن‌‌ها نمی‌توان زندگی کرد، بدون آن‌ها نمی‌توان پیشرفت کرد!