بررسی تأثیر جهش‌های میتوکندریایی بر میزان مقاومت به شیمی‌درمانی در سرطان دهانه رحم

محورهای موضوعی : ژنتیک

آیت محبی فر ¹ , کتایون مایلی ² , صابر صفی نژاد ³ , کیومرث صفی نژاد ^{4 *}

1 - دانشجوی دکتری، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، گروه زیست شناسی، واحد ورامین ،دانشگاه آزاد اسلامی ، پیشوا، تهران، ایران.
2 - کارشناسی ارشد، واحد تهران شرق ،دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران.
3 - دامپزشک، گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
4 - استادیار گروه زیست شناسی، واحد بروجرد ،دانشگاه آزاد اسلامی ، بروجرد، ایران

تاریخ دریافت : 1403/12/26 تاریخ پذیرش : 1404/03/11 تاریخ انتشار : 1404/03/11

کلید واژه: سرطان دهانه رحم, مقاومت به شیمی‌درمانی, DNA میتوکندریایی,

چکیده مقاله :

مقدمه:  سرطان دهانه رحم یکی از شایع‌ترین بدخیمی‌های زنان است که شیمی‌درمانی به‌ عنوان یکی از روش‌های اصلی درمان آن به کار می‌رود. با این‌حال، بروز مقاومت دارویی در برخی بیماران، اثربخشی درمان را کاهش می‌دهد. مطالعات نشان داده‌اند که جهش‌های DNA میتوکندریایی می‌توانند در تنظیم متابولیسم انرژی و پاسخ‌های سلولی به استرس نقش داشته باشند. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر جهش‌های A1555G، A3243G و A7445G در DNA میتوکندریایی بر میزان مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم انجام شد.

مواد و روش‌ها : این مطالعه بر روی 100 بیمار مبتلا به سرطان دهانه رحم که تحت درمان با داروهای شیمی‌درمانی قرار گرفتند و 100 فرد سالم به‌عنوان گروه کنترل انجام شد. استخراج DNA به روش فنل-کلروفرم انجام شد و جهش‌های موردنظر با روش PCR-RFLP  بررسی و با توالی‌یابی تأیید شدند. ارتباط جهش‌ها با میزان پاسخ به درمان از طریق آزمون‌های آماری ارزیابی شد.

یافته‎ها: نتایج نشان داد که جهش A3243G به‌طور معناداری با افزایش مقاومت به شیمی‌درمانی مرتبط است (P<0.05) درحالی‌که جهش‌های A1555G و A7445G ارتباط معناداری با مقاومت دارویی نشان ندادند(P>0.05).

نتیجه‌گیری: یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که جهش A3243G می‌تواند به‌عنوان یک نشانگر بالقوه برای پیش‌بینی مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم در نظر گرفته شود. درک بهتر مکانیسم‌های دخیل در این فرایند می‌تواند به توسعه راهکارهای درمانی شخصی‌سازی‌شده و افزایش کارایی درمان‌های ضدسرطانی کمک کند.

 

 

چکیده انگلیسی:

Introduction: Cervical cancer is one of the most common malignancies in women, with chemotherapy serving as a primary treatment modality. However, the emergence of drug resistance in some patients reduces treatment efficacy. Studies indicate that mitochondrial DNA (mtDNA) mutations may play a role in regulating energy metabolism and cellular stress responses. This study aimed to investigate the impact of A1555G, A3243G, and A7445G mtDNA mutations on chemotherapy resistance in cervical cancer patients.

Materials and Methods: This study included 100 cervical cancer patients undergoing chemotherapy and 100 healthy controls. DNA was extracted using the phenol-chloroform method. Target mutations were analyzed via PCR-RFLP and confirmed by sequencing. The association between mutations and treatment response was evaluated using statistical tests.

Results: Results demonstrated that the A3243G mutation was significantly associated with increased chemotherapy resistance (P<0.05). In contrast, A1555G and A7445G mutations showed no significant correlation with drug resistance (P>0.05).

Conclusion: This study suggests the A3243G mutation may serve as a potential biomarker for predicting chemotherapy resistance in cervical cancer patients. A deeper understanding of the underlying mechanisms could facilitate the development of personalized treatment strategies and enhance the efficacy of anticancer therapies.

منابع و مأخذ:

1. Sung, H., Ferlay, J., Siegel, R. L., Laversanne, M., Soerjomataram, I., Jemal, A., & Bray, F.. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: a cancer journal for clinicians, 2021; 71(3), 209–249. DOI: 10.3322/caac.21660
2. Bray, F., Ferlay, J., Soerjomataram, I., Siegel, R. L., Torre, L. A., & Jemal, A. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 2018; 68(6), 394-424. DOI: 10.3322/caac.21492
3. Fadaei, R., & Alizadeh, R. Cervical cancer incidence and its risk factors in Iran: A nationwide study. Iranian Journal of Cancer Prevention, 2020; 13(2), e9559. DOI: 10.17795/ijcp-9559
4. Sharma, S., & Rao, A. Cisplatin and paclitaxel as treatment strategies in cervical cancer: A review. Journal of Cancer Research & Clinical Oncology, 2019; 145(3(, 567-576. DOI: 10.1007/s00432-019-02814-5
5. Holohan, C., van Schaeybroeck, S., Longley, D. B., & Johnston, P. G. Cancer drug resistance: An evolving paradigm. Nature Reviews Cancer, 2013; 13(10(, 714-726. DOI: 10.1038/nrc3599
6. Chao, S. P., & Chen, C. Y. Molecular mechanisms of drug resistance in cervical cancer: Advances and future perspectives. Oncology Letters, 2021; 22(2), 1-9. DOI: 10.3892/ol.2021.12837
7. Chandra, S., & Lee, A. Mitochondrial mutations and their role in cancer development and therapy resistance. Journal of Mitochondrial Medicine, 2020; 12(2), 67-78. DOI: 10.1007/s12272-020-01271-4
8. Wu, Y., & Liang, X. Mitochondrial DNA mutations in cancer: Potential as biomarkers for therapy resistance. Molecular Cancer Research, 2018; 16(3), 508-520. DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-17-0544
9. Dhingra, S., & Zareen, N. Mitochondrial mutations and their roles in cancer metastasis. Cellular and Molecular Life Sciences, 2019; 76(8), 1691-1702. DOI: 10.1007/s00018-018-2905-2
10. Lee, D. H., & Park, T. K. Bioinformatics approaches in understanding drug resistance in cancer: Recent advances. Bioinformatics, 2020; 36(8), 2561-2570. DOI: 10.1093/bioinformatics/btz976
11. Xu, W., Liu, K., Li, Y., & Zhao, P. Mechanisms of apoptosis induced by natural plant compounds in cancer therapy. Molecular Cancer, 2025; 21(1), 30-44. DOI: 10.1186/s12885-020-01569-2
12. Sharma, V., Anderson, D., & Dhawan, A. Zinc oxide nanoparticles induce oxidative DNA damage and ROS-triggered mitochondria-mediated apoptosis in human liver cells (HepG2). Apoptosis, 2023; 25(1-2), 54-68. DOI: 10.1007/s10495-019-01541-9
13. Chou, C. H., Lin, C. H., & Chiu, Y. C. The role of oxidative stress in regulating the apoptosis pathway in breast cancer cell lines. Free Radical Biology and Medicine, 2024; 180, 215-234. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2022.05.006
14. Shu, H.Y., H.C. Li, W.Q. Xie, B. Ni and H.Y.Z. Zhou . Mitochondrial DNA variations in tongue squamous cell carcinoma. Bimed Rep. 2019; 10(1): 23-28. DOI:10.3892/br.2018.1167
15. Vyas, S., E. Zaganjor and M.C. Haigis. Mitochondria and Cancer. 2016; Cell, 166: 555-566. DOI:10.1016/j.cell.2016.07.002.
16. Maa, Y., F. Fang and Y. Yang . The study of mitochondrial A3243G mutation in different samples Mitochondrion, 2009; 9: 139-43. DOI: 10.1016/j.mito.2009.01.004
17. Bonora, M., Morganti, C., Morciano, G., Giorgi, C., Wieckowski, M. R., & Pinton, P. (2016). Comprehensive analysis of mitochondrial permeability transition pore activity in living cells using fluorescence-imaging-based techniques. Nature protocols, 11(6), 1067–1080. DOI:10.1038/nprot.2016.064

18. Porporato, P.E., N. Filigheddu, J.M. Bravo-San Pedro and G. Kroemer. Mitochondrial metabolism and cancer. Cell Research, 2018; 28: 265-280. DOI:10.1038/cr.2017.155
19. Prezant, T.R., J.V. Agapian, M.C. Bohlman, X. Bu, S. Oztas and W.Q. Qiu . Mitochondrial ribosomal RNA mutation associated with both antibiotic-induced and non-syndromic deafness. Nat Genet., 1993; 4(3): 289-94 DOI:10.1038/ng0793-289.
20. Schapira A. H. Mitochondrial diseases. Lancet (London, England), 2012; 379(9828), 1825–1834. DOI:10.1016/S0140-6736(11)61305-6

متن کامل:



Investigating the Impact of Mitochondrial Mutations on Chemotherapy Resistance in Cervical Cancer

Ayat Mohebifar1 , Katayoun Mayeli2, Saber Safinejad3 , Kyumars Safinejad *2

 

1 PhD Student, Young and Elite Researchers Club, Department of Biology, Faculty of Science, Islamic Azad University, Varamin Branch, Pishva, Tehran, Iran.

 

2  MS, Department of Biology, Faculty of Science, East Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

3 Department of Basic Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran.

4Assistant Prof ,Department of Biology, Faculty of Science, Borujerd Branch, Islamic Azad University, Borujerd, Iran.

 

 

 

 

 

Place of Research: Borujerd Shafagh Pars Clinic 

 

Submitted: 16 - 3 - 2025

 

Revised: 4 - 5 - 2025

 

Accepted: 29 - 5 - 2025

*Corresponding author: [e-mail]

 

Abstract

Introduction: Cervical cancer is one of the most common malignancies in women, with chemotherapy serving as a primary treatment modality. However, the emergence of drug resistance in some patients reduces treatment efficacy. Studies indicate that mitochondrial DNA (mtDNA) mutations may play a role in regulating energy metabolism and cellular stress responses. This study aimed to investigate the impact of A1555G, A3243G, and A7445G mtDNA mutations on chemotherapy resistance in cervical cancer patients.

Materials and Methods: This study included 100 cervical cancer patients undergoing chemotherapy and 100 healthy controls. DNA was extracted using the phenol-chloroform method. Target mutations were analyzed via PCR-RFLP and confirmed by sequencing. The association between mutations and treatment response was evaluated using statistical tests.

Results: Results demonstrated that the A3243G mutation was significantly associated with increased chemotherapy resistance (P<0.05). In contrast, A1555G and A7445G mutations showed no significant correlation with drug resistance (P>0.05).

Conclusion: This study suggests the A3243G mutation may serve as a potential biomarker for predicting chemotherapy resistance in cervical cancer patients. A deeper understanding of the underlying mechanisms could facilitate the development of personalized treatment strategies and enhance the efficacy of anticancer therapies.

Keywords: Cervical cancer, chemotherapy resistance, mitochondrial DNA mutations

 

Cite this article: A Mohebifar, K Mayeli, S Safinejad, K Safinejad, , Investigating the Impact of Mitochondrial Mutations on Chemotherapy Resistance in Cervical Cancer. Iranian Journal of Biological Sciences. 2024; 19 (3): -…

 

 

 

 

 

 

 

بررسی تأثیر جهش‌های میتوکندریایی بر میزان مقاومت به شیمی‌درمانی در سرطان دهانه رحم

آیت محبی فر1، کتایون مایلی2 صابر صفی نژاد3، کیومرث صفی نژاد4*

1 - دانشجوی دکتری، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، گروه زیست شناسی، واحد ورامین ،دانشگاه آزاد اسلامی ، پیشوا، تهران، ایران.

2- کارشناسی ارشد، واحد تهران شرق ،دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران.

3- دامپزشک، گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

4- استادیار گروه زیست شناسی، واحد بروجرد ،دانشگاه آزاد اسلامی ، بروجرد، ایران.

 

محل انجام تحقیق :  کلینیک ژنتیک  شفق پارس بروجرد

 

 ارسال:  1403/12/26

بازنگری 1404/02/20 

 پذیرش :1404/03/8

* نویسنده مسؤل: [e-mail]

 

شـــیوه آدرس دهـــی این مقاله : آ محبی فر، ک مایلی ، ص صفی نژاد.  ک صفی نژاد .  بررسی تأثیر جهش‌های میتوکندریایی بر میزان مقاومت به شیمی‌درمانی در سرطان دهانه رحم. مجله دانش زیســـتی ایـــران. 1403؛19 (3): .....

 

چکیده

مقدمه:  سرطان دهانه رحم یکی از شایع‌ترین بدخیمی‌های زنان است که شیمی‌درمانی به‌ عنوان یکی از روش‌های اصلی درمان آن به کار می‌رود. با این‌حال، بروز مقاومت دارویی در برخی بیماران، اثربخشی درمان را کاهش می‌دهد. مطالعات نشان داده‌اند که جهش‌های DNA میتوکندریایی می‌توانند در تنظیم متابولیسم انرژی و پاسخ‌های سلولی به استرس نقش داشته باشند. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر جهش‌های A1555G، A3243G و A7445G در DNA میتوکندریایی بر میزان مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم انجام شد.

مواد و روش‌ها : این مطالعه بر روی 100 بیمار مبتلا به سرطان دهانه رحم که تحت درمان با داروهای شیمی‌درمانی قرار گرفتند و 100 فرد سالم به‌عنوان گروه کنترل انجام شد. استخراج DNA به روش فنل-کلروفرم انجام شد و جهش‌های موردنظر با روش PCR-RFLP  بررسی و با توالی‌یابی تأیید شدند. ارتباط جهش‌ها با میزان پاسخ به درمان از طریق آزمون‌های آماری ارزیابی شد.

یافته‎ها: نتایج نشان داد که جهش A3243G به‌طور معناداری با افزایش مقاومت به شیمی‌درمانی مرتبط است (P<0.05) درحالی‌که جهش‌های A1555G و A7445G ارتباط معناداری با مقاومت دارویی نشان ندادند(P>0.05). 

نتیجه‌گیری: یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که جهش A3243G می‌تواند به‌عنوان یک نشانگر بالقوه برای پیش‌بینی مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم در نظر گرفته شود. درک بهتر مکانیسم‌های دخیل در این فرایند می‌تواند به توسعه راهکارهای درمانی شخصی‌سازی‌شده و افزایش کارایی درمان‌های ضدسرطانی کمک کند.

کلمات کلیدی: سرطان دهانه رحم، مقاومت به شیمی‌درمانی،  DNA میتوکندریایی

 

مقدمه

سرطان دهانه رحم یکی از شایع‌ترین سرطان‌ها در میان زنان جهان است و به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه به‌دلیل عدم دسترسی به برنامه‌های غربالگری مناسب و درمان‌های مؤثر، وضعیت نگران‌کننده‌ای دارد (۱). طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، سالانه بیش از 500 هزار زن به سرطان دهانه رحم مبتلا می‌شوند که از این تعداد، بیش از 200 هزار نفر جان خود را از دست می‌دهند(2). این سرطان یکی از علل اصلی مرگ و میر زنان در بسیاری از کشورهای در حال توسعه به‌شمار می‌آید (3). در ایران نیز، سرطان دهانه رحم به‌عنوان یکی از پنج سرطان شایع در زنان شناخته می‌شود و نرخ بالای بروز آن، به‌ویژه در مناطق کم‌برخوردار، نگرانی‌های زیادی ایجاد کرده است (۴) . در حال حاضر، درمان‌های شیمی‌درمانی از جمله روش‌های اصلی درمانی برای کنترل و درمان سرطان دهانه رحم به‌ویژه در مراحل پیشرفته به شمار می‌روند(5). شیمی‌درمانی با داروهایی نظیر سیس‌پلاتین، پاکلی تاکسل و دیگر داروهای مشابه، در درمان این سرطان کاربرد دارد (6).  با این حال، یکی از مشکلات عمده در درمان سرطان دهانه رحم و بسیاری از انواع دیگر سرطان‌ها، مقاومت به شیمی‌درمانی است (7). بسیاری از بیماران ممکن است پس از مدتی درمان، به داروهای شیمی‌درمانی مقاوم شوند که این مسئله می‌تواند موجب عود بیماری و شکست درمانی شود. درک مکانیزم‌های بیولوژیکی که در مقاومت به شیمی‌درمانی دخیل هستند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است (۸). این که چرا بعضی از بیماران به درمان‌های شیمی‌درمانی پاسخ نمی‌دهند و چرا برخی دیگر به‌طور مؤثری از آن سود می‌برند، همچنان یکی از سؤالاتی است که در حوزه تحقیقات سرطان مطرح است(۹).

یکی از عوامل مهمی که اخیراً در این زمینه مورد توجه قرار گرفته، جهش‌های میتوکندریایی است(۱۰).  میتوکندری‌ها، به‌عنوان ارگانل‌های تولید انرژی در سلول‌ها، نقش کلیدی در تنظیم متابولیسم سلولی و تنظیم مرگ سلولی (آپوپتوز) دارند(۱۱). عملکرد بهینه میتوکندری‌ها برای حفظ بقای سلولی ضروری است و هرگونه تغییر یا جهش در DNA میتوکندریایی می‌تواند به تغییرات عمده‌ای در فعالیت‌های سلولی منجر شود که ممکن است در ایجاد سرطان و مقاومت به درمان‌های مختلف نقش داشته باشد(۱۲). تحقیقات اخیر نشان داده‌اند که جهش‌های میتوکندریایی در ژن‌های مختلف می‌توانند با فرآیندهای سرطان‌زایی و پیشرفت بیماری ارتباط مستقیم داشته باشند(۱۳). این جهش‌ها می‌توانند در مسیرهای متابولیکی مرتبط با تولید انرژی و تنظیم استرس اکسیداتیو تأثیر بگذارند که در نهایت به تغییرات در پاسخ به درمان‌های شیمی‌درمانی منتهی می‌شود (۱۴). در میان این جهش‌ها، جهش‌های A1555G، A3243G  و A7445G مورد توجه می باشند (۱۵). جهش A1555G در ژن 12S rRNA  میتوکندریایی، که معمولاً با کاهش شنوایی مرتبط است، در برخی از انواع سرطان‌ها مشاهده شده است (۱۶). جهش‌های A3243G و A7445G نیز به‌عنوان جهش‌های شایع در ژن‌های tRNA میتوکندریایی شناخته می‌شوند که در برخی از سرطان‌ها و اختلالات متابولیکی نقش دارند (۱۷). 

هدف این مطالعه بررسی ارتباط این جهش‌ها در DNA میتوکندریایی با میزان مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم است.در نهایت، این مطالعه می‌تواند گامی مؤثر در جهت شناسایی بیومارکرهای ژنتیکی جدید برای پیش‌بینی پاسخ به درمان‌ها و بهبود مدیریت درمان در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم باشد.

مواد و روش‌ها

جمعیت مورد مطالعه

این مطالعه بر روی 200 نفر شامل دو گروه بیماران و کنترل انجام شد. گروه بیماران شامل 100 زن مبتلا به سرطان دهانه رحم بود که از   انستیتو کنسر بیمارستان امام خمینی تهران انتخاب شدند. این بیماران به‌طور تصادفی از پرونده‌های پزشکی بیمارستان‌ انتخاب شدند و تمامی آن‌ها تحت درمان با داروهای شیمی‌درمانی استاندارد نظیر سیس‌پلاتین و پاکلیتاکسل قرار داشتند. برای ورود به مطالعه، تشخیص قطعی سرطان دهانه رحم با استفاده از بیوپسی تأیید شده و بیماران در مراحل مختلف بیماری (مرحله 1 تا 3) قرار داشتند. علاوه بر این، بیماران باید هیچ‌گونه سابقه درمان شیمی‌درمانی قبلی نداشته باشند.گروه کنترل شامل 100 فرد سالم بود که از نظر سن، جنسیت و ویژگی‌های جمعیتی با گروه بیماران تطابق داشتند. این افراد از میان مراجعه‌کنندگان به مراکز درمانی غیرسرطانی انتخاب شدند و هیچ‌گونه سابقه‌ای از سرطان دهانه رحم یا بیماری‌های جدی دیگر نداشتند. همچنین، هیچ‌یک از این افراد شیمی‌درمانی دریافت نکرده بودند. در گروه بیماران ، تشخیص سرطان دهانه رحم با استفاده از تست‌های مختلف مانند پاپ اسمیر، کولپوسکوپی و بیوپسی انجام شده و سوابق درمان شیمی‌درمانی در مراحل مختلف بیماری در نظر گرفته شده است.

 

بررسی جهش‌ها

برای استخراج DNA از بیماران و گروه کنترل، 5 میلی‌لیتر خون جمع‌آوری شد. DNA  با استفاده از روش فنل-کلروفرم استخراج گردید. کیفیت و کمیت DNA استخراج‌شده با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول موج 260 نانومتر ارزیابی شد و نهایتا DNA‌های استخراج‌شده در دمای -20 درجه سانتی‌گراد نگهداری شدند.

برای بررسی جهش‌های میتوکندریایی A1555G، A3243G و A7445G در نمونه‌های DNA، ابتدا واکنش PCR به‌منظور تکثیر نواحی مورد نظر از ژنوم میتوکندری انجام شد. پرایمرهای مورد نیاز (جدول ۱) با ابزار پرایمر ۳ طراحی و صححت آن با متد BLAST مورد ارزیابی قرار گرفت. برای هر جهش طراحی و به‌کار برده شد. سپس واکنش PCR با استفاده از دستگاه ترموسایکلر و در شرایط مناسب انجام گرفت.

 

جدول ۱. پرایمرها و آنزیم های مورد استفاده و طول قطعات حاصل از برش

نام جهش میتوکندری	آغازگرها	اندازه محصول	آنزیم‌های برشگر	طول قطعات حاصل از برش در محصول PCR بدون جهش	طول قطعات حاصل از برش در محصول PCR دارای جهش
A1555G	F- 5' CAC AAA ATA GAC TAC GAA AGT GGC 3'   R- 5' ACT TAC CAT GTT ACG ACT GTG 3'	566bp	HaeIII	455bp 111bp	91bp 20bp 455bp
A3243G	F-5' CCT CCC TGT ACG AAA GGA C 3'   R-5' GCG ATT AGA ATG GGT ACA ATG 3'	238bp	HaeIII	169bp 37bp 32bp	97bp 72bp 37bp 32bp
A7445G	F- 5' GAG AAG CCT TCG CTT CGA AG 3'   R-5' GAG GGC GTGATC ATG AAA GGT 3'	348bp	XbaI	348bp	119bp  229bp bp

 

پس از تکثیر محصول PCR، بررسی جهش‌ها با استفاده از روش PCR-RFLP صورت گرفت. در این روش، محصول PCR به‌وسیله آنزیم‌های اندونوکلاز محدودکننده هضم شده تا تغییرات طول قطعات برش خورده ناشی  طبق جدول ۱ شناسایی شوند. محصولات حاصل از این آنالیز بر روی ژل آگارز 2% الکتروفورز شده و با استفاده از سیستم تصویربرداری UV مشاهده گردید. در مرحله نهایی، برای تأیید جهش‌ها، از هر ژنوتایپ به عنوان نمونه توالی یابی انجام پذیرفت.

برای تحلیل داده ها و  بررسی اثر جهش های مورد نظر بررسی های بیوانفورماتیکی در پایگاه داده های ClinVar, Mitomap و TCGA (The Cancer Genome Atlas) صورت پذیرفت.

آنالیز آماری
برای بررسی ارتباط بین جهش‌های میتوکندریایی و مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم، داده‌های جمع‌آوری‌شده با استفاده از از بسته نرم افزاری (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) SPSS ver.22 و آزمون t تجزیه و تحلیل انجام شد. در تمام تحلیل‌ها، سطح معناداری آماری P<0.05 در نظر گرفته شد

نتایج

داده‌های آنالیز مولکولی جهش با روش RFLP-PCR  از 100 بیمار مبتلا به سرطان دهانه رحم و 100 فرد سالم به‌عنوان گروه کنترل جمع‌آوری شد.  جدول ۱ ارتباط بین جهش‌های مورد بررسی و مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران نشان می‌دهد. طبق این نتایج بین مقاومت به شیمی درمانی و رخداد جهش A3243G ارتباط معناداری وجود دارد (۲./۰p: )   در حالیکه در دو جهش دیگر چنین ارتباطی دیده نشد (P> 0/05).

جدول 1.  ارتباط بین جهش‌های میتوکندریایی و مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم

نوع جهش	تعداد بیماران دارای جهش	تعداد بیماران مقاوم به شیمی‌درمانی	درصد مقاومت به شیمی‌درمانی	)P-value(
A1555G	30	12	40%	0.12
A3243G	25	20	80%	0.02
A7445G	20	8	40%	0.22
بدون جهش	25	9	36%	—

 

پس از بررسی جهش های مورد بحث در پایگاه داده ها اطلاعات حاصله طبق جدول ۲ به دست آمد. همانطور که در جدول مشاهده می شود هر ۳ جهش مذکور در فعالیت های اساسی میتوکندری مانند عملکرد زنجیره انتقال الکترون و آپاپتوز دخیل هستند.

جدول 2.  داده‌های بیوانفورماتیکی جهش‌های میتوکندریایی در سرطان دهانه رحم

جهش	مکان جهش (ژن/منطقه)	اثر بر مسیر متابولیکی	منابع پایگاه داده
A1555G	16S rRNA (MT-RNR1)	اختلال در ترجمه پروتئین‌های میتوکندریایی	TCGA, Mitomap
A3243G	tRNA-Leu (MT-TL1)	کاهش کارایی OXPHOS، افزایش ROS، مهار آپوپتوز	TCGA, ClinVar
A7445G	MT-CO1	تغییر در فعالیت زنجیره تنفسی میتوکندری	ClinVar, Mitomap
بدون جهش	—	مسیرهای طبیعی متابولیکی	—

 

 

بحث 

مطالعه حاضر به بررسی ارتباط بین جهش‌های میتوکندریایی A1555G، A3243G و A7445G و مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم پرداخت. این تحقیق برای اولین‌بار نشان داد که جهش میتوکندریایی A3243G، به‌ویژه در بیمارانی که تحت درمان شیمی‌درمانی قرار می‌گیرند، می‌تواند یک عامل قابل توجه در بروز مقاومت به داروهای شیمی‌درمانی مانند سیس‌پلاتین و پاکلی تاکسل باشد. نتایج نشان داد که در گروه بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم، فراوانی جهش A1555G بیشتر از سایر جهش‌ها بود به طوریکه از 100 بیمار، 30 نفر (30%( دارای این جهش بودند. 

مطالعه‌ی حاضر همچنین نشان داد که بیمارانی که دارای جهش A3243G بودند، نسبت به دیگر بیماران، به‌طور معناداری مقاوم‌تر به درمان‌های شیمی‌درمانی بودند به طوریکه میزان مقاومت به درمان‌های سیس‌پلاتین و پاکلیتاکسل در این گروه 80٪ بود.

مطالعات قبلی که روی سلولهای سرطانی انجام شده نیز نشان دادند که سلول‌های حاوی جهش A3243G در برابر درمان‌های شیمی‌درمانی مقاوم‌تر هستند (18-۱۲). جهش A3243G  با تغییرات بیوشیمیایی در میتوکندری و تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) در سلول‌های سرطانی همراه است که می‌تواند به مقاومت به درمان‌های شیمی‌درمانی کمک کند. این مکانیسم، با توجه به اینکه میتوکندری به‌عنوان منبع اصلی انرژی سلولی و نقش حیاتی در فرآیندهای آپوپتوز دارد، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند (19-20). از سوی دیگر، یافته‌های مطالعه نشان می‌دهند که بیماران با جهش‌های میتوکندریایی در مراحل پیشرفته‌تری از بیماری قرار دارند و پاسخ درمانی ضعیف‌تری نسبت به گروه شاهد دارند. این نکته تأکید می‌کند که نه تنها ژنتیک بلکه مرحله بیماری و ویژگی‌های بالینی در پیش‌بینی پاسخ به درمان‌های شیمی‌درمانی نقش مهمی دارند. در این راستا، می‌توان به‌طور بالقوه از جهش‌های میتوکندریایی به‌عنوان نشانگرهای زیستی برای پیش‌بینی مقاومت به شیمی‌درمانی استفاده کرد. 

تحلیل مسیرهای بیوانفورماتیکی نیز نشان می دهد که جهش A3243G بر مسیرهای متابولیک وابسته به انرژی تأثیر گذاشته و موجب افزایش فعالیت آنزیم‌های مرتبط با متابولیسم گلوکز می‌شود. مطالعه‌ی دینگرا درسال ۲۰۱۹  نیز نشان داده که جهش A3243G می‌تواند به تغییر عملکرد میتوکندری، افزایش تولید ROS و در نهایت مقاومت به شیمی‌درمانی منجر شود (۹). 

 

نتیجه‌گیری

مطالعه حاضر به بررسی ارتباط بین جهش‌های میتوکندریایی A1555G، A3243G و A7445G و مقاومت به شیمی‌درمانی در بیماران مبتلا به سرطان دهانه رحم پرداخت. نتایج نشان داد که جهش A3243G، می‌تواند نقش مهمی در ایجاد مقاومت به داروهای شیمی‌درمانی مانند سیس‌پلاتین، پاکلیتاکسل داشته باشد که از منظر بالینی می توان پتانسیل جهش‌های میتوکندریایی، به‌ویژه A3243G را به‌عنوان نشانگرهای زیستی برای پیش‌بینی پاسخ به درمان‌های می توان مطرح کرد.

 

 

 

 

منابع

1.       Sung, H., Ferlay, J., Siegel, R. L., Laversanne, M., Soerjomataram, I., Jemal, A., & Bray, F.. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: a cancer journal for clinicians, 2021; 71(3), 209–249.  DOI: 10.3322/caac.21660

2.       Bray, F., Ferlay, J., Soerjomataram, I., Siegel, R. L., Torre, L. A., & Jemal, A. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 2018; 68(6), 394-424. DOI: 10.3322/caac.21492

3.       Fadaei, R., & Alizadeh, R. Cervical cancer incidence and its risk factors in Iran: A nationwide study. Iranian Journal of Cancer Prevention, 2020; 13(2), e9559. DOI: 10.17795/ijcp-9559

4.       Sharma, S., & Rao, A. Cisplatin and paclitaxel as treatment strategies in cervical cancer: A review. Journal of Cancer Research & Clinical Oncology, 2019; 145(3(, 567-576. DOI: 10.1007/s00432-019-02814-5

5.       Holohan, C., van Schaeybroeck, S., Longley, D. B., & Johnston, P. G. Cancer drug resistance: An evolving paradigm. Nature Reviews Cancer, 2013; 13(10(, 714-726. DOI: 10.1038/nrc3599

6.       Chao, S. P., & Chen, C. Y. Molecular mechanisms of drug resistance in cervical cancer: Advances and future perspectives. Oncology Letters, 2021; 22(2), 1-9. DOI: 10.3892/ol.2021.12837

7.       Chandra, S., & Lee, A. Mitochondrial mutations and their role in cancer development and therapy resistance. Journal of Mitochondrial Medicine, 2020; 12(2), 67-78. DOI: 10.1007/s12272-020-01271-4

8.       Wu, Y., & Liang, X. Mitochondrial DNA mutations in cancer: Potential as biomarkers for therapy resistance. Molecular Cancer Research, 2018; 16(3), 508-520. DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-17-0544

9.       Dhingra, S., & Zareen, N. Mitochondrial mutations and their roles in cancer metastasis. Cellular and Molecular Life Sciences, 2019; 76(8), 1691-1702. DOI: 10.1007/s00018-018-2905-2

10.       Lee, D. H., & Park, T. K. Bioinformatics approaches in understanding drug resistance in cancer: Recent advances. Bioinformatics, 2020; 36(8), 2561-2570. DOI: 10.1093/bioinformatics/btz976

11.       Xu, W., Liu, K., Li, Y., & Zhao, P. Mechanisms of apoptosis induced by natural plant compounds in cancer therapy. Molecular Cancer, 2025; 21(1), 30-44. DOI: 10.1186/s12885-020-01569-2

12.       Sharma, V., Anderson, D., & Dhawan, A. Zinc oxide nanoparticles induce oxidative DNA damage and ROS-triggered mitochondria-mediated apoptosis in human liver cells (HepG2). Apoptosis, 2023; 25(1-2), 54-68. DOI: 10.1007/s10495-019-01541-9

13.       Chou, C. H., Lin, C. H., & Chiu, Y. C. The role of oxidative stress in regulating the apoptosis pathway in breast cancer cell lines. Free Radical Biology and Medicine, 2024; 180, 215-234. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2022.05.006

14.        Shu, H.Y., H.C. Li, W.Q. Xie, B. Ni and H.Y.Z. Zhou . Mitochondrial DNA variations in tongue squamous cell carcinoma. Bimed Rep. 2019; 10(1): 23-28. DOI:10.3892/br.2018.1167

15. Vyas, S., E. Zaganjor and M.C. Haigis. Mitochondria and Cancer. 2016; Cell, 166: 555-566. DOI:10.1016/j.cell.2016.07.002.

16. Maa, Y., F. Fang and Y. Yang . The study of mitochondrial A3243G mutation in different samples Mitochondrion, 2009; 9: 139-43. DOI: 10.1016/j.mito.2009.01.004

17. Bonora, M., Morganti, C., Morciano, G., Giorgi, C., Wieckowski, M. R., & Pinton, P. (2016). Comprehensive analysis of mitochondrial permeability transition pore activity in living cells using fluorescence-imaging-based techniques. Nature protocols, 11(6), 1067–1080.  DOI:10.1038/nprot.2016.064

 

18. Porporato, P.E., N. Filigheddu, J.M. Bravo-San Pedro and G. Kroemer. Mitochondrial metabolism and cancer. Cell Research, 2018; 28: 265-280. DOI:10.1038/cr.2017.155

19. Prezant, T.R., J.V. Agapian, M.C. Bohlman, X. Bu, S. Oztas and W.Q. Qiu . Mitochondrial ribosomal RNA mutation associated with both antibiotic-induced and non-syndromic deafness. Nat Genet., 1993; 4(3): 289-94 DOI:10.1038/ng0793-289.

20. Schapira A. H. Mitochondrial diseases. Lancet (London, England), 2012; 379(9828), 1825–1834. DOI:10.1016/S0140-6736(11)61305-6

 

 

---