الامتحانات الوطنية لمادة علوم الحياة والأرض جميع الشعب

الميتوكندريا لا تنتج الطاقة فحسب إنها صافرات إنذار داخل خلايانا 

يمكن اعتبار الميتوكوندريا بمثابة مصنع الطاقة الموجود بمعظم الخلايا، إذ تحتوي معظم الخلايا على المئات -أو الآلاف- من الميتوكوندريا.
باحثون من معهد سالك Salk Institute for Biological Studies في الولايات المتحدة اكتشفوا وظيفة أخرى للميتوكوندريا، وهي قدرتها على إصدار إشارات إنذار جزيئية حال تعرض الخلايا للإجهاد أو للمواد الكيميائية التي من الممكن أن تلحق الضرر بالحمض النووي، كما يحدث في حالة العلاج الكيميائي.
ويمكن للنتائج التي نشرت حديثا بدورية "Nature Metabolism" في التاسع من ديسمبر 2019 أن تؤدي إلى علاجات جديدة للسرطان تحد من مقاومة الأورام للعلاج الكيميائي.
يشرح جيرالد شادل -الأستاذ بمختبر البيولوجيا الجزيئية والخلوية بمعهد سالك- أهمية هذه العضية فيما أورده موقع يوريك ألرت قائلا:

"تعتبر الميتوكوندريا بمثابة خط الدفاع الأول الذي يستشعر الإجهاد الحادث للحمض النووي. وبدورها تحذر الخلية أنها معرضة للهجوم، وأنه يتحتم أخذ احتياطاتها لحماية نفسها بشكل أفضل".

الميتوكندريا تعزز قدرات الخلية

وجد معظم الحمض النووي المسؤول عن مختلف الوظائف الخلوية مدمجا على هيئة صبغيات داخل النواة. إذ تورث هذه الصبغيات من كلا الأبوين. إلا أن الميتوكوندريا تحتوي على حمضها الوراثي الخاص حلقي الشكل والمسمى بالحمض الوراثي الميتوكوندري (mtDNA) والذي يورث فقط من الأم.
وفي دراسة سابقة، أظهر فريق شادل أن الخلايا تستجيب لأي خلل يحدث بالحمض الوراثي الميتوكوندري بنحو مشابه لكيفية تفاعلها مع الفيروسات المهاجمة لها، وذلك بإخراج الحمض الميتوكوندري خارج الميتوكوندريا، وحث الاستجابة المناعية التي تعزز من قدرات الخلية الدفاعية.

الحمض الوراثي الخاص بالميتوكوندريا في شكله الحلقي (ويكيبيديا)

حاول شادل وفريقه في هذا البحث معرفة تفاصيل المسارات الجزيئية التي يتم تنشيطها حال إخراج الحمض النووي mtDNA خارج الميتوكوندريا ليصبح حرا داخل الخلية. إذ قاموا بدراسة الجينات المعروفة باسم الجينات المحفزة بالإنترفيرون، والتي عادة ما تحفز في وجود الفيروسات.

تساهم هذه الجينات في حماية الحمض النووي الموجود داخل نواة الخلية إثر مهاجمة الخلية بالفيروسات. ووجد الفريق البحثي أن مجموعة معينة من هذه الجينات -والتي تُفعل بالفيروسات- يتم تنشيطها أيضا في حالة الخلايا السرطانية المقاومة للعلاجات الكيميائية مثل الدوكسوروبيسين - Doxorubicin.

الآلية الدفاعية للميتوكوندريا

يستهدف الدوكسوروبيسين الحمض النووي للخلية. إلا أن الدراسة الجديدة وجدت أنه يتسبب في تلف الحمض الوراثي الميتوكوندري أيضا، مما يتسبب في إخراجه إلى خارج الميتوكوندريا، والذي ينشط بدوره الجينات المُحفزة بالإنترفيرون (INTERFERON) لتلعب دورا في حماية الحمض الوراثي النووي من التلف.
ومن ثم تتسبب في مقاومة تلك الخلايا للعلاج الكيميائي. فعندما استُحث الإجهاد الميتوكوندري لخلايا الورم الميلانيني، قامت تلك الخلايا بمقاومة عقار الدوكسوروبيسين الكيميائي. مما يعني أن تزايد معدلات الجينات المُحفزة بالإنترفيرون ساهم في حماية الحمض الوراثي النووي للخلية.

يفسر شادل هذه الآلية قائلا:

"قد يكون السبب وراء كون الحمض الوراثي الميتوكوندري مستشعرا جيدا للإجهاد الحادث بالحمض الوراثي النووي، هو وجود العديد من نسخه بداخل الميتوكوندريا، كما أنه أقل كفاءة في عملية إصلاح نفسه".

كما يضيف أنه:

"من الجيد أن يكون الحمض الوراثي الميتوكوندري أكثر عرضة للتلف، مما يجعله كطائر الكناري في منجم الفحم لحماية الخلايا السليمة".

لكنه في حالة الخلايا السرطانية، يقوم الدوكسوروبيسين بإتلاف الحمض الوراثي الميتوكوندري أولا ومن ثم تنطلق إشارات الإنذار الخلوية لتجعل العقار غير فعال في مهاجمة الحمض الوراثي النووي للخلية ومن ثم قتل الخلية السرطانية.
لذلك فإن إيقاف هذا التلف الحادث للحمض الوراثي الميتوكوندري، أو حتى منع إخراج الحمض الوراثي الميتوكوندري خارج الميتوكوندريا يعد أمرا هاما لمنع مقاومة الخلية للعلاج الكيميائي.