کشف میکروسکوپی در سلول‌های سرطانی که زندگی‌تان را دگرگون می‌کند

کشفات جدید در مورد پیشرفت سرطان

طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، تنها در سال 2022 بیش از ۲۰ میلیون نفر به سرطان مبتلا شدند و نزدیک به ۱۰ میلیون نفر بر اثر این بیماری جان خود را از دست دادند. با وجود اینکه دامنه سرطان بسیار وسیع است، پاسخ به درمان‌های مؤثرتر ممکن است درون یک سلول میکروسکوپی نهفته باشد. مقاله‌ای که توسط دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه تگزاس A&M، سامره زاده از دپارتمان مهندسی پزشکی و تینگ-چینگ وانگ از دپارتمان مهندسی شیمی منتشر شده، جزئیات جدیدی را درباره مکانیزم پیشرفت سرطان فاش کرده است.

این مقاله که در نشریه Nature Communications منتشر شده، به بررسی تأثیر سفت شدن مکانیکی محیط سلول تومور بر ساختار و عملکرد هسته می‌پردازد. دکتر تنمای لاله، استاد مشترک در دپارتمان‌های مهندسی پزشکی و مهندسی شیمی، گفت: “سرطان بیماری دشواری برای درمان است. این بیماری بسیار پیچیده است و مکانیزم‌های مولکولی که پیشرفت تومور را ممکن می‌سازد، به خوبی درک نشده‌اند.” او افزود: “یافته‌های ما نور جدیدی را بر روی این موضوع می‌تاباند که چگونه سفت شدن بافت تومور می‌تواند باعث افزایش تکثیر سلول‌های توموری شود.”

در این مقاله، محققان نشان می‌دهند که وقتی یک سلول با محیطی سفت مواجه می‌شود، لامینای هسته — سازه‌ای که به هسته کمک می‌کند تا شکل و ساختار خود را حفظ کند — به حالت صاف و کشیده درمی‌آید و در نتیجه سلول بر روی سطح سفت گسترش می‌یابد. این گسترش باعث می‌شود پروتئین مرتبط با YAP، که مسئول تنظیم تکثیر سلول‌ها است، به هسته منتقل شود. این مکان‌یابی می‌تواند منجر به افزایش تکثیر سلول‌ها شود که ممکن است توضیح‌دهنده رشد سریع سلول‌های سرطانی در محیط‌های سفت باشد.

تأثیر ماتریس‌های سفت بر تنش هسته‌ای و موقعیت‌یابی YAP

زاده گفت: “توانایی ماتریس‌های سفت در تأثیرگذاری بر تنش هسته‌ای و تنظیم موقعیت‌یابی YAP می‌تواند به توضیح چگونگی افزایش تهاجمی بودن تومورها و شاید حتی مقاومت آنها در برابر درمان در بافت‌های سفت کمک کند.” این یافته‌ها بر اساس کشف قبلی لاله است که نشان می‌دهد هسته سلول مانند یک قطره مایع عمل می‌کند. در آن تحقیق، محققان دریافتند که پروتئینی در لامینای هسته به نام لامین A/C به حفظ تنش سطحی هسته کمک می‌کند.

در مطالعه اخیر، مشخص شد که کاهش سطح لامین A/C باعث کاهش موقعیت‌یابی YAP می‌شود و در نتیجه، سرعت تکثیر سلول‌ها کاهش پیدا می‌کند. زاده توضیح داد: “پروتئین لامین A/C در اینجا نقش کلیدی دارد – کاهش آن باعث می‌شود سلول‌ها نسبت به سفتی محیط کمتر واکنش‌پذیر باشند و به‌ویژه بر موقعیت‌یابی یک پروتئین تنظیم‌کننده کلیدی (YAP) در هسته تأثیر بگذارد.”

اگرچه این موضوع به نظر پیچیده و تخصصی می‌آید، اما زاده و لاله معتقدند که پیامدهای گسترده‌تر کشف آنها می‌تواند راهی برای درمان‌های آینده سرطان باشد. زاده ادامه داد: “کشف اینکه چگونه سفتی ماتریس تغییرات هسته‌ای را تحریک می‌کند و مسیرهای کلیدی مانند سیگنال‌دهی YAP را تنظیم می‌کند، درهای جدیدی برای توسعه درمان‌هایی که این مسیرهای مکانیکی را هدف قرار می‌دهند، باز می‌کند.” او همچنین افزود: “داروها یا درمان‌ها می‌توانند به گونه‌ای طراحی شوند که محیط تومور را نرم کنند و نشانه‌های فیزیکی که به سلول‌های سرطانی کمک می‌کند تا رشد کنند، مختل کنند. لامین A/C و مکانیک‌های هسته‌ای مرتبط می‌توانند به اهداف درمان سرطان تبدیل شوند.”

در ادامه، آزمایشگاه لاله قصد دارد بررسی کند که کشف‌های آنها تا چه حد به تومورهای ناشی از بیماران مربوط می‌شود. برای این تحقیق، آزمایشگاه لاله از سوی مؤسسه‌های ملی بهداشت، مؤسسه پیشگیری و تحقیقات سرطان تگزاس و بنیاد ملی علوم تأمین مالی شده است. تأمین مالی این تحقیق توسط ایستگاه آزمایش مهندسی تگزاس A&M، آژانس رسمی تحقیقاتی مهندسی تگزاس A&M، مدیریت می‌شود.