الآثار الجينية للأشعاع تنتقل إلى الأطفال

 

الآثار الجينية للأشعاع تنتقل إلى الأطفال

تاريخ: 3 مايو 2021

مصدر: المعهد الوطني للسرطان - أمريكا

ملخص: أقدم الباحثون على استخدم الجينوم للتحقيق في الآثار الصحية الناتجة عن التعرض للإشعاع المؤين ، والذي يعتبر مادة مسرطنة، انتشرت بعد حادثة تشيرنوبل عام 1986

 

 

الدراسات

وفقاً للدراسات لا يوجد أي دليل على إنتقال التغيرات الجينية إلى الأطفال من الأشخاص الذين تعرضوا للأشعاع ، بينما وثقت دراسات ثانية حدوث تغيرات جينية في الأشخاص الذين أصيبوا بسرطان الغدة الدرقية بعد تعرضهم للإشعاع المنبعث من الحادث في سن مبكرة أو في بداية تخليق أجنتهم. يتم نشر هذه النتائج مع اقتراب الذكرى الخامسة والثلاثين لكارثة تشيرنوبيل.

في دراستين تاريخيتين ، استخدم الباحثون أدوات جينومية متطورة للتحقيق في الآثار الصحية المحتملة للتعرض للإشعاع المؤين ، وهو مادة مسرطنة معروفة ، من حادث 1986 في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في شمال أوكرانيا. لم تجد إحدى الدراسات أي دليل على أن التعرض للإشعاع للوالدين أدى إلى انتقال تغييرات جينية جديدة من الأباء إلى الأطفال. وثقت الدراسة الثانية التغيرات الجينية في الأشخاص الذين أصيبوا بسرطان الغدة الدرقية بعد تعرضهم في سن مبكرة للإشعاع المنبعث من الحادث.

النتائج ، التي نُشرت في الذكرى الخامسة والثلاثين للكارثة ، هي من فرق دولية من المحققين بقيادة باحثين في المعهد الوطني للسرطان (NCI) ، وهو جزء من المعاهد الوطنية للصحة. نُشرت الدراسات على الإنترنت في Science في 22 أبريل.

 

 

الدراسة الحالية

قال ستيفن ج. دكتوراه في الطب ، مدير قسم وبائيات السرطان وعلم الوراثة (DCEG) في المعهد الوطني للسرطان. "في السنوات الأخيرة ، مكنتنا التطورات في تكنولوجيا تسلسل الحمض النووي من البدء في إيجاد الحلول لبعض الأسئلة المهمة ، جزئيًا من خلال التحليلات الجينية الشاملة التي أجريت في دراسات وبائية جيدة التصميم."

عرّض حادث تشيرنوبيل ملايين الأشخاص في المنطقة المحيطة إلى ملوثات مشعة. قدمت الدراسات الكثير من المعرفة الحالية حول السرطانات الناتجة عن التعرض للإشعاع من حوادث محطات الطاقة النووية. يعتمد البحث الجديد على هذا الأساس باستخدام تسلسل الحمض النووي من الجيل الجديد وأدوات التوصيف الجينومي الأخرى لتحليل العينات الحيوية من الأشخاص في أوكرانيا الذين تأثروا بالكارثة.

بحثت الدراسة الأولى في السؤال الذي طال أمده حول ما إذا كان التعرض للإشعاع ينتج عنه تغيرات جينية يمكن أن تنتقل من الأب إلى الأبناء ، كما اقترحت بعض الدراسات على الحيوانات. للإجابة على هذا السؤال ، قام الدكتور تشانوك وزملاؤه بتحليل الجينوم الكامل لـ 130 شخصًا ولدوا بين عامي 1987 و 2002.

كان أحد الوالدين أو كليهما عاملين ساعدوا في التنظيف من الحادث أو تم إجلاؤهم لأنهم كانوا يعيشون على مقربة من موقع الحادث. تم تقييم كل من الوالدين للتعرض المطول للإشعاع المؤين ، والذي قد يكون حدث من خلال استهلاك الحليب الملوث (أي حليب الأبقار التي ترعى في المراعي التي تلوثت بالتساقط الإشعاعي). تعرض الآباء والأمهات لمجموعة من الجرعات الإشعاعية.

قام الباحثون بتحليل جينومات الأطفال البالغين من أجل زيادة نوع معين من التغيرات الجينية الموروثة المعروفة باسم طفرات دي نوفو. طفرات دي نوفو هي تغيرات جينية تنشأ بشكل عشوائي في الأمشاج (الحيوانات المنوية والبويضات) ويمكن أن تنتقل إلى نسلها ولكن لا يتم ملاحظتها في الوالدين.

بالنسبة لنطاق التعرض للإشعاع الذي تعرض له الآباء في الدراسة ، لم يكن هناك دليل من بيانات تسلسل الجينوم الكامل على زيادة عدد أو أنواع طفرات دي نوفو في أطفالهم المولودين بين 46 أسبوعًا و 15 عامًا بعد الحادث . كان عدد طفرات دي نوفو التي لوحظت في هؤلاء الأطفال مشابهًا إلى حد كبير لتلك الخاصة بعامة السكان مع خصائص مماثلة. نتيجة لذلك ، تشير النتائج إلى أن التعرض للإشعاع المؤين من الحادث كان له تأثير ضئيل ، إن وجد ، على صحة الجيل الجديد.

 قال الدكتور شانوك: "نحن نعتبر هذه النتائج مطمئنة للغاية للأشخاص الذين كانوا يعيشون في فوكوشيما وقت وقوع الحادث في عام 2011". ومن المعروف أن جرعات الإشعاع في اليابان كانت أقل من تلك المسجلة في تشيرنوبيل.

 

 

دراسات ثانية

في الدراسة الثانية ، استخدم الباحثون تسلسل الجيل التالي لتوصيف التغيرات الجينية في سرطانات الغدة الدرقية التي تطورت في 359 شخصًا تعرضوا في سن الطفولة أو في الرحم للإشعاع المؤين من اليود المشع (I-131) الصادر عن حادث تشيرنوبيل النووي وفي عام 81. الأفراد غير المعرضين للإصابة الذين ولدوا بعد أكثر من تسعة أشهر من وقوع الحادث. كانت زيادة خطر الإصابة بسرطان الغدة الدرقية أحد أهم الآثار الصحية الضارة التي لوحظت بعد الحادث.

تكسر الطاقة الناتجة عن الإشعاع المؤين الروابط الكيميائية في الحمض النووي ، مما يؤدي إلى عدد من أنواع الضرر المختلفة. تسلط الدراسة الجديدة الضوء على أهمية نوع معين من تلف الحمض النووي الذي ينطوي على كسر في كل من خيوط الحمض النووي في أورام الغدة الدرقية. كان الارتباط بين فواصل الحمض النووي المزدوج والتعرض للإشعاع أقوى بالنسبة للأطفال المعرضين في سن أصغر.

 

بعد ذلك ، حدد الباحثون "الدوافع" المرشحة للسرطان في كل ورم - الجينات الرئيسية التي أدت فيها التغيرات إلى تمكين السرطانات من النمو والبقاء على قيد الحياة. حددوا العوامل الدافعة في أكثر من 95٪ من الأورام. تضمنت جميع التعديلات تقريبًا جينات في نفس مسار الإشارات ، يسمى مسار البروتين كيناز المنشط بالميتوجين (MAPK) ، بما في ذلك جينات BRAF و RAS و RET.

 

 

نتائج الدراسة

قال ليندسي مورتون ، دكتوراه ، نائب رئيس فرع الوبائيات الإشعاعية في DCEG ، الذي قاد الدراسة. تشير النتائج إلى أن فواصل الحمض النووي المزدوجة قد تكون تغيرًا جينيًا مبكرًا بعد التعرض للإشعاع في البيئة التي تمكن لاحقًا من نمو سرطانات الغدة الدرقية. وأضاف الباحثون أن النتائج التي توصلوا إليها توفر أساسًا لمزيد من الدراسات حول السرطانات التي يسببها الإشعاع ، خاصة تلك التي تنطوي على اختلافات في المخاطر كدالة لكل من الجرعة والعمر.

قال الدكتور مورتون: "تمثل هذه الدراسات الأولى من نوعها والتي تقوم فيها مجموعتنا بإجراء دراسات جزيئية باستخدام العينات الحيوية التي جمعها زملاؤنا في أوكرانيا". "تم إنشاء بنك الأنسجة من قبل علماء متخصصين لجمع عينات الأورام من المقيمين في المناطق شديدة التلوث والذين أصيبوا بسرطان الغدة الدرقية. وقد قال هؤلاء العلماء أنه سيكون هناك تقدم كبير في التكنولوجيا في المستقبل ، ويستفيد مجتمع البحث الآن من معرفتهم.

 

 

 

 

المصادر

1.       Materials provided by NIH/National Cancer Institute. Note: Content may be edited for style and length.

2.      Meredith Yeager, Mitchell J. Machiela, Prachi Kothiyal, Michael Dean, Clara Bodelon, Shalabh Suman, Mingyi Wang, Lisa Mirabello, Chase W. Nelson, Weiyin Zhou, Cameron Palmer, Bari Ballew, Leandro M. Colli, Neal D. Freedman, Casey Dagnall, Amy Hutchinson, Vibha Vij, Yosi Maruvka, Maureen Hatch, Iryna Illienko, Yuri Belayev, Nori Nakamura, Vadim Chumak, Elena Bakhanova, David Belyi, Victor Kryuchkov, Ivan Golovanov, Natalia Gudzenko, Elizabeth K. Cahoon, Paul Albert, Vladimir Drozdovitch, Mark P. Little, Kiyohiko Mabuchi, Chip Stewart, Gad Getz, Dimitry Bazyka, Amy Berrington de Gonzalez, Stephen J. Chanock. Lack of transgenerational effects of ionizing radiation exposure from the Chernobyl accident. Science, 2021; eabg2365 DOI: 10.1126/science.abg2365

3.      Lindsay M. Morton, Danielle M. Karyadi, Chip Stewart, Tetiana I. Bogdanova, Eric T. Dawson, Mia K. Steinberg, Jieqiong Dai, Stephen W. Hartley, Sara J. Schonfeld, Joshua N. Sampson, Yosi Maruvka, Vidushi Kapoor, Dale A. Ramsden, Juan Carvajal-Garcia, Charles M. Perou, Joel S. Parker, Marko Krznaric, Meredith Yeager, Joseph F. Boland, Amy Hutchinson, Belynda D. Hicks, Casey L. Dagnall, Julie M. Gastier-Foster, Jay Bowen, Olivia Lee, Mitchell J. Machiela, Elizabeth K. Cahoon, Alina V. Brenner, Kiyohiko Mabuchi, Vladimir Drozdovitch, Sergii Masiuk, Mykola Chepurny, Liudmyla Yu. Zurnadzhy, Maureen Hatch, Amy Berrington de Gonzalez, Gerry A. Thomas, Mykola D. Tronko, Gad Getz, Stephen J. Chanock. Radiation-related genomic profile of papillary thyroid cancer after the Chernobyl accident. Science, 2021; eabg2538 DOI: 10.1126/science.abg2538