انتقال سرطان میان دوقلوهای همسان در رحم مادر؛ راز ژنتیکی یک پژوهش جدید
دانشمندان در پژوهشی تازه، چگونگی انتقال سلول‌های سرطانی میان دو دختر دوقلوی همسان را پیش از تولد بررسی کرده‌اند. یافته‌ها نشان می‌دهد که این اتفاق از طریق جفت مشترک آنها رخ داده است؛ در حالی که سلول‌های خونی نیز در جهت معکوس، از یکی از دوقلوها به دیگری منتقل شده‌اند.
به گزارش شبکه اطلاع رسانی تدبیر و امید، این پرونده پزشکی روایتی کم‌سابقه از انتقال سرطان میان دوقلوهای همسان در دوران جنینی را ارائه می‌کند؛ با این حال، پدیده مبادله سلولی میان جنین‌هایی که در یک بارداری چندقلویی رشد می‌کنند، احتمالاً از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، رایج‌تر است.
در مورد این دو خواهر، توموری که در بدن یکی از آنها شکل گرفته بود، از طریق جفت مشترک به قل دیگر انتقال یافت. در مقابل، سلول‌های خونی نیز از دوقلوی دوم به بدن خواهرش راه پیدا کردند. مادر این دو نوزاد به سرطان مبتلا نشد.
ردیابی مسیر سرطان از دوران جنینی تا زمان تولد
به نقل از فوربس، این پژوهش روند شکل‌گیری و گسترش سرطان را در دو دوقلوی همسان از زمان لقاح تا تولد دنبال کرده است. این دو دختر که «آملیا» (Amelia) و «آمایا» (Amaya) نام داشتند، از یک جفت مشترک تغذیه می‌کردند، اما هر کدام در کیسه آمنیوتیک جداگانه‌ای رشد می‌یافتند.
در سونوگرافی هفته سی‌وسوم بارداری، پزشکان توده‌ای را در صورت یکی از جنین‌ها مشاهده کردند. این دو نوزاد یک هفته بعد به دنیا آمدند و پس از تولد مشخص شد که هر دو به تومور مبتلا هستند.
در گزارش پژوهش، دختری که توده‌ای در ناحیه صورت داشت، «قل A» نامیده شده است. این نوزاد در چندین اندام بدن خود تومور داشت. خواهر او، «قل B»، نیز به تومورهایی در پوست و سپس در پرده‌های مغز مبتلا بود.
هر دو نوزاد مدت کوتاهی پس از تولد جان باختند. خانواده آنها با انجام بررسی‌های پس از مرگ و کالبدشکافی با هدف پیشبرد پژوهش علمی موافقت کردند.
تفاوت‌های ژنتیکی جزئی، سرنخ تشخیص منشأ تومور
پژوهشگران برای بررسی منشأ سرطان، توالی‌یابی کامل ژنوم را روی نمونه‌های بافت سالم انجام دادند. این نمونه‌ها شامل ۶ نمونه از هر یک از دوقلوها و ۱۱ نمونه از جفت بود. افزون بر این، ۱۰ نمونه از تومورها نیز توالی‌یابی شد.
این بررسی به شناسایی ۲۰ جهش اولیه انجامید که سرنخ‌هایی درباره نخستین دودمان‌های سلولی در دوران رشد جنینی به دست می‌دادند.
با هر بار تقسیم سلولی، ممکن است تغییرات کوچکی در DNA رخ دهد. این تغییرات که اغلب بی‌ضررند، می‌توانند مانند نشانگرهای ژنتیکی عمل کنند و به پژوهشگران امکان دهند مسیر تکامل سلول‌ها را دنبال کنند.
اگرچه آملیا و آمایا از یک تخمک بارورشده به وجود آمده بودند، هر یک مجموعه‌ای از این نشانگرهای ژنتیکی را داشتند. به همین دلیل، محققان توانستند سلول‌های متعلق به هر دختر را از سلول‌های خواهرش تشخیص دهند.
این یافته بار دیگر نشان می‌دهد که دوقلوهای همسان، با وجود منشأ مشترک ژنتیکی، از همان مراحل ابتدایی رشد جنینی کاملاً یکسان باقی نمی‌مانند. خطاهای طبیعی هنگام نسخه‌برداری از DNA در جریان تقسیم سلولی، به‌تدریج تفاوت‌هایی میان سلول‌های آنها ایجاد می‌کند. پس از جدا شدن مسیر رشد دو جنین نیز سلول‌های هر کدام می‌توانند تغییرات متفاوتی را تجربه کنند.
شواهد ژنتیکی از انتقال سرطان از یک خواهر به دیگری حکایت دارد
مقایسه نشانگرهای ژنتیکی در نمونه‌های تومور، اطلاعات مهمی درباره مسیر انتقال سرطان در اختیار محققان قرار داد.
تمام نمونه‌های توموری بررسی‌شده، از جمله نمونه‌های مربوط به قل B، نشانگرهای ژنتیکی قل A را در خود داشتند؛ اما نشانگرهای اختصاصی قل B در آنها دیده نشد. اگر تومورها به‌طور مستقل در بدن هر یک از دو خواهر شکل گرفته بودند، انتظار می‌رفت تومورهای قل B نشانگرهای ژنتیکی متعلق به او را نیز داشته باشند.
بر همین اساس، پژوهشگران نتیجه گرفتند که سرطان ابتدا در بدن قل A شکل گرفته و سپس به قل B منتقل شده است.
ردیابی جهش‌های موجود در سلول‌های توموری نیز نشان داد که سرطان در چند مرحله در بدن قل A گسترش یافته بود، اما انتقال آن به قل B تنها یک بار و در اواخر سه‌ماهه دوم بارداری اتفاق افتاده است.
ابتلای دوقلوهای همسان به سرطان مشترک چگونه رخ می‌دهد؟
ابتلای هر دو عضو یک جفت دوقلوی همسان به یک نوع سرطان پدیده‌ای نادر است، اما امکان وقوع آن وجود دارد. این وضعیت می‌تواند از دو مسیر متفاوت شکل بگیرد.
در حالت نخست، جهشی سرطان‌زا که از یکی از والدین به ارث رسیده است، ممکن است زمینه ایجاد تومورهای جداگانه را در بدن هر دو کودک فراهم کند. در حالت دوم، سرطان ابتدا در یکی از دوقلوها ایجاد می‌شود و سپس سلول‌های سرطانی به بدن قل دیگر انتقال می‌یابند.
بخش قابل توجهی از تحقیقات پیشین درباره این موضوع بر سرطان خون یا لوسمی در دوران کودکی متمرکز بوده است. در مقابل، اطلاعات علمی درباره انتقال تومورهای جامد میان دوقلوها محدودتر است.
تبادل خون در جهت معکوس؛ یافته غیرمنتظره در طحال قل A
یکی دیگر از نتایج قابل توجه پژوهش، بررسی سلول‌های موجود در طحال قل A بود. حدود ۷۵ درصد از سلول‌های این اندام، نشانگرهای ژنتیکی متعلق به قل B را داشتند.
از آنجا که طحال در تصفیه خون نقش دارد، این نتیجه نشان می‌دهد که شمار قابل توجهی از سلول‌های خونی قل B به بدن خواهرش منتقل شده بودند.
بنابراین، در حالی که سلول‌های سرطانی از قل A به قل B راه یافته بودند، بخش بزرگی از سلول‌های خونی قل B نیز در جهت مخالف جابه‌جا شده بود. این یافته، انتقال سلولی دوطرفه میان دو جنین را نشان می‌دهد.
جفت مشترک چگونه امکان جابه‌جایی سلول‌ها را فراهم می‌کند؟
پژوهش‌های پیشین سازوکار احتمالی این تبادل را توضیح داده‌اند. در بارداری‌هایی که دوقلوها جفت مشترک دارند، ممکن است رگ‌های خونی روی سطح جفت به یکدیگر متصل شوند و ارتباط مستقیمی میان گردش خون دو جنین ایجاد کنند.
از طریق این اتصالات، روزانه ممکن است تا یک درصد از کل حجم خون دوقلوها میان آنها جابه‌جا شود. این مسیر در برخی موارد انتقال سلول‌های مرتبط با لوسمی میان دوقلوها نیز نقش دارد.
در نتیجه، اگرچه انتقال تومور در پرونده آملیا و آمایا اتفاقی نادر بود، مبادله خون و سلول میان جنین‌هایی که جفت مشترک دارند، پدیده‌ای شناخته‌شده است.
تبادل سلولی میان دوقلوها و سه‌قلوها احتمالاً شایع‌تر از تصور پیشین است
شواهد علمی نشان می‌دهد که جابه‌جایی سلول‌ها میان نوزادان حاصل از بارداری‌های چندقلویی ممکن است بیشتر از برآوردهای گذشته باشد.
در پژوهشی که در هلند روی ۴۱۵ جفت دوقلوی غیرهمسان انجام شد، مشخص شد که هشت درصد از این دوقلوها سلول‌های خونی متعلق به قل دیگر خود را در بدنشان دارند. این میزان در میان سه‌قلوها به ۲۱ درصد می‌رسید.
از آنجا که دوقلوهای غیرهمسان از نظر ژنتیکی یکسان نیستند، در چنین مواردی خون هر نوزاد می‌تواند ترکیبی از سلول‌های خونی متعلق به دو فرد متفاوت باشد.
این وضعیت با مفاهیمی مانند «موزاییسم» (Mosaicism) و «کایمریسم» (Chimerism) توصیف می‌شود. این پدیده ممکن است در مراحل بسیار ابتدایی رشد رخ دهد؛ زمانی که دستگاه ایمنی هنوز سازوکارهای تشخیص و دفع سلول‌های بیگانه را به‌طور کامل شکل نداده است.
از پژوهش روی گاوهای دوقلو تا شناخت کایمریسم در انسان
پیشینه علمی این موضوع به سال ۱۹۴۵ بازمی‌گردد؛ زمانی که ری اوون (Ray Owen)، دانشمند آمریکایی، نشان داد گاوهای دوقلوی ناهمسانی که در دوران جنینی خون مشترک دارند، می‌توانند سلول‌های خونی یکدیگر را تا پایان عمر در بدن خود حفظ کنند.
این کشف در شکل‌گیری دانش مربوط به «تحمل ایمنی» نقش داشت؛ مفهومی که به توانایی دستگاه ایمنی برای تحمل برخی سلول‌ها یا عوامل خارجی اشاره می‌کند.
در انسان نیز بررسی دوقلوهای ناهمسان دارای جفت مشترک نشان داده است که کایمریسم خونی دست‌کم تا دو سال پس از تولد ادامه پیدا می‌کند. این یافته‌ها همچنین نشان می‌دهند که وجود سلول‌های خونی متعلق به فردی دیگر در بدن انسان، آن‌قدرها هم که پیش‌تر تصور می‌شد، نادر نیست.
دوقلوهای همسان نیز ممکن است سلول‌های خود را با همین سازوکار میان یکدیگر مبادله کنند. از آنجا که سلول‌های آنها در آزمایش‌های استاندارد بسیار شبیه به هم هستند، این تبادل معمولاً به‌آسانی قابل تشخیص نیست. با این حال، جهش‌های طبیعی در DNA می‌توانند تفاوت‌هایی ایجاد کنند که ردیابی این سلول‌ها را امکان‌پذیر سازد.
چرا سرطان به بدن مادر منتقل نشد؟
چند یافته از تحقیقات دیگر می‌تواند به توضیح این موضوع کمک کند که چرا مادر آملیا و آمایا به سرطان مبتلا نشد.
در دوران بارداری، خون مادر و جنین به‌طور مستقیم با یکدیگر مخلوط نمی‌شوند؛ زیرا لایه‌ای از سلول‌ها میان گردش خون آنها فاصله ایجاد می‌کند. با این حال، این لایه کاملاً نفوذناپذیر نیست و برخی سلول‌های جنینی می‌توانند وارد جریان خون مادر شوند. بخشی از این سلول‌ها حتی ممکن است دهه‌ها پس از بارداری در بدن او باقی بمانند.
یکی از توضیحات احتمالی برای مبتلا نشدن مادر به سرطان، عملکرد دستگاه ایمنی اوست. از آنجا که آملیا و آمایا از نظر ژنتیکی همسان بودند، بدن قل B احتمالاً سلول‌های توموری قل A را مانند سلول‌های خود تشخیص می‌داد و در نتیجه امکان انتقال سرطان میان آنها فراهم می‌شد.
اما مادر از نظر ژنتیکی با فرزندانش یکسان نیست و نیمی از ژن‌های هر کودک از پدر به ارث می‌رسد. بنابراین، سلول‌های توموری که ممکن است وارد بدن مادر شوند، نشانگرهایی دارند که دستگاه ایمنی بالغ او می‌تواند آنها را بیگانه تشخیص دهد و از بین ببرد.
عامل احتمالی دیگر، مسیر و زمان انتقال سرطان است. بر اساس یافته‌های پژوهش، سلول‌های توموری در اواخر بارداری و از طریق ارتباط مستقیم میان گردش خون دو جنین منتقل شدند و این انتقال به یک رویداد محدود بود. چنین شرایطی ممکن است احتمال رسیدن سلول‌های سرطانی به بدن مادر را کاهش داده باشد.
با این حال، این توضیح صرفاً یک فرضیه منطقی است و در خود پژوهش به‌طور مستقیم مورد آزمایش قرار نگرفته است.
محدودیت‌های پژوهش و اهمیت روش ردیابی ژنتیکی
محققان تأکید کرده‌اند که یافته‌های این مطالعه بر بررسی یک جفت دوقلو استوار است و ممکن است سازوکارهای متفاوتی در سایر دوقلوها وجود داشته باشد. همچنین، امکان نمونه‌برداری از تمام اندام‌های دو نوزاد فراهم نبود؛ بنابراین، پژوهش فقط سلول‌هایی را ردیابی کرد که تا زمان تولد باقی مانده بودند.
با وجود این محدودیت‌ها، روش به‌کاررفته در مطالعه می‌تواند در تحقیقات آینده نیز مورد استفاده قرار گیرد. بررسی جهش‌های طبیعی در بافت‌های اعضای یک خانواده ممکن است به دانشمندان کمک کند منشأ سرطان دوران کودکی، مسیر گسترش آن و زمان وقوع تغییرات سلولی را دقیق‌تر مشخص کنند.
این روش همچنین می‌تواند اطلاعات بیشتری درباره میزان تبادل سلولی میان دوقلوها و سه‌قلوها پیش از تولد فراهم کند.
پرونده آملیا و آمایا، با وجود عمر کوتاه این دو نوزاد، تصویری دقیق‌تر از چگونگی شکل‌گیری و انتقال سرطان پیش از تولد ارائه کرده است؛ یافته‌ای که درک دانشمندان از ارتباط زیستی میان دوقلوها در مراحل نخست زندگی را گسترش می‌دهد.
نتایج این پژوهش در مجله علمی «Nature Communications» منتشر شده است.
