Kanser genomlarının kesintili evrimi

Kanser, çağımızın en önemli hastalıklarından biri. Günümüzde pek çok bilimsel araştırma kanserin nedenlerini ve nasıl önlenebileceğini aydınlatmaya ve kansere çare bulmaya çalışıyor. Bugüne kadar kanserin oluşum mekanizmasına dair bildiklerimiz şunlardı. Kanserin ortaya çıkmasında pek çok gende oluşan mutasyonların birikmesi önemli rol oynamaktadır. Kansere neden olan genler ve kanseri bastıran genler diye tanımlanan bazı genler vardır ve bu genlerde oluşan mutasyonlar hücrelerde kanserin gelişmesine neden olurlar. Ancak bugüne kadar bu mutasyonların çevrenin de etkisiyle zamanla ve sürekli bir şekilde hücrelerde biriktiği ve zamanla kansere yol açtığı düşünülmekteydi.
Wellcome Trust Sanger Enstitüsünden Kanser Genomu Projesi’nin yürütücüsü Dr. Peter Campbell ve ekibinin yaptıkları çalışma, bu mekanizmanın yanında başka bir mekanizmayı açığa çıkardı. Bazı kanserlerde, genom tek bir hücresel felaket ile yüzlerce küçük parçaya ayrılabilmekte ve bu olay ile oldukça büyük ölçekte bir mutasyon ortaya çıkmaktadır. Bu büyüklükte bir olay DNA’mızın paketlendiği kromozom adı verilen yapılarda gerçekleşmektedir. Bu tür bir kromozomsal kriz çoğu kanser türünde görülmekte ve her kırk kanserden birinin oluşumunu açıklamaktadır. Bu olay özellikle kemik kanserlerinde daha yaygın görülmektedir. Kemik kanserlerinin dörtte birinin nedeni bu büyük DNA kırılma olaylarıdır. Araştırmacılar bu büyük kırılmaya büyük olasılıkla iki önemli hücresel olayın neden olduğunu düşünmektedir. Bunlardan ilki hücre bölünmesi sırasında DNA’mız kromozomlarda paketlenmiş haldeyken hücrelerimizin maruz kaldığı iyonlaştırıcı radyasyondur. Diğeri ise kromozomların ucunda yer alan özel DNA bölgelerinin, telomerlerin yıpranması ile hücre bölünmesi esnasında genomik kararsızlığın artmasıdır. Telomerler yaşlanmamızdan da sorumludur.
Araştırmacılar, bazı kanserlerde ileri DNA dizileme tekniklerini kullanarak, kanserli dokuların genomlarını inceleyerek kromozomların bir ya da birkaç özel bölgesinin oldukça önemli yapısal değişikliklere uğradığını tespit ettiler. Bu olaylar normal DNA hasar mekanizma modelleri ile açıklanamayacak kadar büyüktü. Tek bir hücrede tek bir olayla kromozomlar deyim yerindeyse tuzla buz olmakta ve küçük küçük yüzlerce parçaya ayrılmaktadır. Bazı durumlarda ise hücrenin DNA tamir mekanizmaları devreye girmekte ve dağılan parçaları tekrar yapıştırmaya çalışmaktadır. Sonuç olarak ise yanlış şekilde yapışmış orijinalinden daha farklı bir yapı ortaya çıkmaktadır. Evinizde yanlışlıkla yere düşüp kırılan bir vazoyu düşünün vazo bir iki yerinden kırıldığında bunun parçalarını bir araya getirerek yapıştırmak ve onun hemen hemen eski halini almasını sağlamak daha kolaydır. Ancak vazonun yüzlerce küçük parçaya ayrıldığını ve onu yapıştırarak birleştirmeye çalıştığınızı hayal edin. Bu iş hem çok daha zor olacaktır hem de yüzlerce küçücük parçanın yanlış birleştirilmesi olasılığı da oldukça yüksektir. Sonuçta ortaya daha farklı bir yapı çıkacaktır. Kırılarak büyük yapısal değişikliklere uğrayan ve tamir edilen DNA için de durum budur. Bu olay, kanser genlerinin evriminin de kesintili, sıçramalı bir mekanizma ile de ortaya çıkabildiğini gösterdi. Bu kırılma olayı hemen hemen tüm kanser türlerinde görülebiliyor. Yani kanserin ortaya çıkışı birdenbire, büyük genetik değişimlerle olabiliyor. Kanserin ortaya çıkışı bugüne kadar dereceli bir evrim olarak görülüyordu. Şimdi ise bu mekanizma ile kanserin birdenbire tek bir hücresel yıkım olayı ile sıçramalarla da ortaya çıkabileceği anlaşıldı. Bu bana Niles Eldridge ve ünlü Paleontolog Stephen Jay Gould’un canlıların evrimini açıkladıkları Kesintili Denge teorisini hatırlattı. Darwin’in evrim kuramı canlıların ortaya çıkışını dereceli olduğunu söylemektedir. Ona göre canlılar zamanla, kesintisiz olarak evrimleşmişlerdir. Ancak bu kuram canlıların evrimsel tarihinde görülen kambriyen patlama gibi sıçramaları açıklamaya yetmemektedir. Stephen Jay Gould, Burgess Şeyli’nde görülen Kambriyen Patlama ile canlıların çeşitliliğinin hızlı artışını kesintili denge kuramı ile açıklamıştır. Buna göre doğa düz bir çizgide ilerlemez. Bazı dönemler daha uzun ve sakin ilerlerken, bazı dönemler çok hızlı başlangıç ve bitişlerle (Canlıların ortaya çıkışı ve yok oluşu) kesintiye uğrar. Sıçramalar gösterir. Böylece evrim sadece küçük niceliksel değişimlerin birikmesiyle ortaya çıkmaz. Doğadaki niceliksel değişimler niteliksel sıçramalara yol açar. Bu şekilde doğa sıçramalarla ilerler. İşte kanserde görülen de bu tür niteliksel bir sıçramadır. Niceliksel bir değişim, kromozomun yüzlerce parçaya ayrılması, niteliksel bir değişimi, kanserin hızlıca oluşumunu ortaya çıkarmaktadır. Kanserin evrimi, türlerin evrimi gibi bugüne kadar tedrici (dereceli) olarak düşünülmüştü. Bu yeni anlayış, kansere olan yaklaşımımızı değiştirecek devrimci özellikleri taşıyor.