فهرست مطالب
بیومارکر مولکولی چیست؟
برخی تغییرات در کروموزوم ها، DNA، RNA، پروتئین ها و موارد مشابه پتانسیل ایجاد سرطان یا سایر بیماری ها را دارند. وقتی این تغییرات با وضعیت خاصی از بیماری یا سلامتی مرتبط هستند به عنوان نشانگرهای زیستی مولکولی شناخته می شود. نشانگرهای زیستی علاوه بر سرطان با بسیاری از وضعیت‌های مختلف سلامت و بیماری مرتبط هستند. به عنوان مثال، بالا بودن سطح پروتئینی به نام گنادوتروپین جفتی انسانی در ادرار یک نشانگر زیستی برای بارداری است. علاوه بر این، نشانگرهای زیستی همیشه مولکولی نیستند. الگوهای خاصی از فعالیت مغز ممکن است نشانگرهای زیستی برای بیماری عصبی باشد و فشار خون بالا می تواند یک نشانگر زیستی برای بیماری قلبی و سکته باشد.
تغییرات مولکولی می تواند ارثی یا اکتسابی باشد
تغییرات مولکولی می توانند ارثی باشند (یعنی از یک نسل به نسل بعدی منتقل شوند) یا در طول زندگی به دست آمده است ( اکتسابی). تغییرات ژنتیکی می تواند در دو نوع سلول رخ دهد: سلول های زایا و سلول های سوماتیک. سلول های زایا سلوا های تولید مثلی می باشند و سلول های سوماتیک سلول های غیر تولید مثلی یا همه سلول های دیگر هستند.
تغییرات در DNA اغلب به عنوان جهش شناخته می شوند. کلمه جهش معمولاً اما نه همیشه برای اشاره به تغییرات DNA اطلاق می شود که می تواند پیامدهای منفی برای سلامتی داشته باشد. با این حال، گاهی اوقات تغییرات DNA که برای ارگانیسم “خوب” است نامیده می شود.
جهش هایی که در سلول های زایای ایجاد می شود جهش های ارثی یا جهش های مولد نامیده می شوند. در مقابل، جهش هایی که در سلول های سوماتیک رخ می دهند جهش های سوماتیک یا پراکنده نامیده می شوند. جهش های سوماتیک می تواند ناشی از قرار گرفتن در معرض محیط (به عنوان مثال، خورشید، تشعشع، آزبست، یا موارد دیگر سرطان زا) یا رویدادهای خود به خودی در سلول ها ایجاد می شوند. این نوع از جهش های خود به خودی ممکن است زمانی رخ دهد که سلول ها عملکردهای طبیعی خود را انجام می دهند. جهش های ژرمینال و جسمی می توانند پیامدهای سلامتی متفاوتی داشته باشند، حتی اگر در یک ژن معین رخ دهند. عنوان مثال، ژنی به نام P53 که تغییرات در آن با سرطان مرتبط است. جهش‌های ژرمینال در P53 می‌توانند باعث ایجاد بیماری به نام سندرم Li-Fraumeni شوند، که با افزایش خطر ابتلا به سرطان های مختلف در انواع بافت های مختلف بدن مانند سینه، استخوان و مغز مشخص می شود. در مقابل، جهش های سوماتیک در ژن P53 در یک بافت منفرد می تواند خطر ابتلا به سرطان را در همان بافت مشخص شده مانند پوست را افزایش دهد.
تغییرات کروموزومی به عنوان نشانگرهای زیستی در سرطان
تغییرات خاص در کروموزوم ها می توانند به عنوان نشانگرهای زیستی برای سرطان در نظر گرفته شوند. معمولاً تغییرات کروموزومی نه تنها به عنوان یک نشانگر زیستی، بلکه یکی از علت های اصلی سرطان در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال تغییرات در کروموزوم فیلادلفیا یکی از شناخته شده ترین تغییرات کروموزومی است.تغییرات در این کوروموزوم زمانی باعث ایجاد سرطان می گردد که جابه جایی قطعه ای ژنتیکی از کوروموزوم 9 با کورومزوم 22 رخ دهد. یکی از این موارد جا به جایی در کوروموزوم 22 ژنی سرطان زا به نام BCR-ABL می باشد که این جا به جایی شامل دستورالعمل هایی برای ایجاد پروتئینی غیر طبیعی می باشد که سبب ایجتد سرطان خون می گردد. این پروتئین غیر طبیعی عملکردی مشابه پروتئین طبیعی دارد جز آنکه فعالیت آن خاموش نمی گردد.
تشخیص مولکولی که وجود کروموزوم فیلادلفیا را بررسی می کند می تواند به چندین روش انجام شود. یکی از متداول ترین روش ها تعیین این است که آیا RNA توالی پروتئین فیوژن در خون فرد وجود دارد یا خیر. وجود این توالی RNA نشان می دهد که بدن به طور فعال پروتئین فیوژن را می سازد و به ما اجازه می دهد تا وجود کروموزوم فیلادلفیا را استنباط کنیم. عملکرد این پروتئین بیش فعال می تواند توسط داروی ایماتینیب به طور موثری مهار گردد و سبب کاهش پیشرفت سرطان گردد و منجر به پاسخ کامل به درمان در 98٪ از بیماران مبتلا به لوسمی میلوژن مزمن شود.
تغییرات ژن به عنوان نشانگرهای زیستی در سرطان
تغییرات کوچک در بخش های خاصی از DNA ما نیز می تواند به عنوان نشانگرهای زیستی عمل کند. در بدن دو انسان توالی‌های DNA در تمام کروموزوم‌ها و ژن‌هایشان دقیقاً یکسان نیست، مگر اینکه دوقلوهای همسان باشند به عبارت دیگر، همه ما تغییرات ژنتیکی را نشان می دهیم. برخی از این تغییرات ارثی و سایر این تغییرات در طول زندگی ما به دست می آیند. انواع مختلفی از تنوع ژنتیکی ممکن است در بدن ما رخ دهد. پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی که تنها در یک جفت باز نوکلئوتیدی متفاوت هستند و 90 درصد از کل تغییرات در DNA انسان را تشکیل می دهند. این نوع از تغییرات منحصراً خوب یا بد نیستند – برخی ممکن است مفید و برخی دیگر مضر باشند و برخی دیگر ممکن است هیچ اثر قابل تشخیصی نداشته باشند. پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی که دارای پیامدهای بالقوه منفی برای سلامتی هستند، اغلب به عنوان جهش شناخته می شوند. حذف و اضافه شدن در DNA نوع دیگری از تغییرات در ساختار ژنتیکی محسوب می شوند که به صورت خود بخودی رخ می دهند.
پروتئین ها به عنوان نشانگرهای زیستی در سرطان
نشانگرهای زیستی پروتئینی احتمالاً رایج‌ترین نوع نشانگرهای زیستی هستند که توسط تشخیص مولکولی ارزیابی می‌شوند. ت.مرهای سرطانی مختلف می توانند پروتئین های خاصی را وارد جریان خون کنند. سپس می توان این پروتئین ها با گرفتن نمونه خون و قرار دادن آن در معرض یک تست تشخیص مولکولی ارزیابی کرد.
یکی از نمونه‌های بیومارکر پروتئینی، آنتی ژن کارسینوایمبریونیک CEA است. سطح خونی این پروتئین برای تشخیص سرطان استفاده نمی شود، بلکه برای نظارت بر درمان افرادی که در حال حاضر با سرطان روده بزرگ، سرطان تیروئید و سرطان رکتوم، ریه، سینه، کبد، پانکراس، معده و تخمدان ها درگیر هستند استفاده می شود. در برخی موارد، آزمایش CEA قبل از درمان انجام می شود و سپس چندین بار در طول دوره درمان به منظور نظارت بر میزان بهبودی انجام می پذیرد.
