کشف عجیب مینیاتوری در بدن انسان
مجله علمی ایلیاد - محققان اخیراً معده، اثنی‌عشر و روده‌ای مینیاتوری را که در میان سلول‌های به‌دست آمده از نمونه تومور موجود در ریه‌ی فردی بیمار پنهان شده بود، مشاهده کردند. تومورها اغلب ترکیبی از سلول‌های بخشی از بدن هستند که ژن‌های مختلفی را بیان می‌کنند و دارای اندازه و اَشکال متفاوتی نسبت به سلول‌های دیگر بخش همان تومور هستند.
بنابراین این کشف تعجب‌آور است. این گروه متوجه شد که این سلول‌ها ژنی به‌نام «NKX2-1» را که به‌عنوان سوئیچ اصلی عمل می‌کند و شبکه‌ای از ژن‌ها را به‌منظور ایجاد مسیری برای سلول ریه تشکیل می‌دهد، از دست داده‌اند. بدون وجود چنین ژنی، سلول‌ها از مسیر نزدیکترین همسایه‌ی در حال رشد خود، یعنی روده‌ها پیروی می‌کنند و مانند قطاری که سوئیچ ریلش دچار اخلال شده در مسیرهای مختلف جهش می‌یابند.
یافته‌های منتشر شده در مورد سلول‌های در حال رشد، نشان‌دهنده‌ی جهش‌پذیری و انعطاف‌پذیری شگرف سلول‌های سرطانی است. احتمالاً چنین انعطاف‌پذیری سبب می‌شود تومور مقاومت بیشتری را در برابر دارو از خود بروز دهد که مسلماً چالش بزرگی را برای درمان موفقیت‌آمیز سرطان به‌وجود خواهد آورد.
«روئا تادا» نویسنده‌ی این مطالعه و استاد بیوشیمی سلولی در دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه داک و عضو موسسه‌ی سرطان داک در این خصوص می‌گوید: «سلول‌های سرطانی از هیچ تلاشی برای زنده ماندن دریغ نخواهند کرد. پس از درمان با شیمی درمانی، سلول‌های ریه برخی از تنظیم کننده‌های کلیدی سلولی را خاموش می‌کنند و برای کسب مقاومت در برابر درمان، به تقلید از ویژگی‌های سلول‌های دیگر موجود در بافت می‌پردازند.»
تادا بیشتر عمر شغلی خود را صرف مطالعه انواع سلول‌هایی نموده که بافت ریه را تشکیل می‌دهند و به بررسی میزان انعطاف‌پذیری این سلول‌ها در طول احیا پس از آسیب‌دیدگی، پرداخته است. تادا دریافت که برخی از قواعدی كه بر رشد طبیعی و بازسازی بافت‌ها پس از آسیب‌دیدگی حکم فرماست، ممكن است بر ماهیت درهم و برهم سلول‌های تومور نیز حکمرانی کند.
بنابراین او بر آن شد تا بر روی سرطان‌های سلولی غیرکوچک تمرکز کند که ۸۰ تا ۸۵ درصد موارد سرطان ریه را تشکیل می‌دهند. سرطان ریه، علت اصلی مرگ و میر ناشی از سرطان در سراسر جهان است و یکی از سرطان‌هایی است که به ندرت درمان می‌شود. تادا داده‌های به‌دست آمده از شبکه‌ی تحقیقات ژنوم سرطان اطلس را که دارای ژنوم بیش از هزاران نمونه‌ی متشکل از ۳۳ نوع سرطان مختلف است، مورد تحلیل و بررسی قرار داد. وی دریافت که بخش بزرگی از تومورهای سرطان ریه، سلول غیرکوچک فاقد NKX2-1 که ژن شناخته‌شده‌ای برای تشخیص سرطان ریه است، هستند. در عوض، بسیاری از آن‌ها ژن‌های مرتبط با مری و ارگان‌های معدو روده‌ای را بیان کردند.
فرضیه‌ی تادا در مورد عدم وجود NKX2-1، این است که سلول‌های تومور ریه هویت ریوی خود را از دست می‌دهند و ویژگی‌های سلول‌های دیگر را به خود می‌گیرند. از آن‌جایی که در هنگام رشد، سلول‌های ریه و سلول‌های روده از والدین یا نیاکان واحدی مشتق می‌شوند، چنین استدلال می‌شود، هنگامی که سلول‌های ریه، راه خود را گم می‌کنند از مسیر نزدیکترین برادر در حال رشد خود استفاده می‌نمایند.
برای آزمایش اینکه آیا این مورد صحیح است یا خیر، تادا و همکارانش مدل‌های مختلف موش را مورد ارزیابی قرار دادند. ابتدا آن‌ها ژن NKX2-1 را از بافت ریه‌ی موش‌ها حذف کردند و پس از آن در زیر میکروسکوپ، متوجه ویژگی‌هایی شدند که معمولاً در بخش معده و روده ظاهر می‌شوند. به نحوی شگفت‌آور، این ساختارها آنزیم‌های گوارشی تولید می‌کردند، درست مثل اینکه در معده ساکن باشند نه در ریه!
تادا و همکارانش به این نتیجه رسیدند که اگر تغییر ژنتیکی ساده‌ای می‌تواند سبب شود که سلول‌های ریه به سوی مسیرهای پیشرفته‌تر حرکت کنند، پس قطعاً یک یا دو تغییر می‌تواند سبب تحریک آن‌ها برای تشکیل تومور گردد. لذا این محققان، این بار، علاوه بر حذف NKX2-1، آنکوژن‌های SOX2 یا KRAS را نیز فعال کردند. این گروه متوجه شد که در موش‌ها جهش‌های تحمیل‌شده‌ی SOX2 سبب ایجاد تومورهایی می‌شود که به‌نظر می‌آید به پیش شکم یا همان بخش معده‌ای و روده‌ای تعلق دارند؛ افراد مبتلا به جهش‌های KRAS تومورهایی در درون خود دارند که به قسمت روده‌ی خلفی و میان‌روده شباهت زیادی دارند.
پس از آن تادا و همکارانش کنجکاو شدند که آیا این ژن‌ها برای تغییر سرنوشت سلول‌های ریه کافی هستند یا به وجود سیگنال‌های اضافی از ریز محیط بومی آن‌ها نیز نیاز است؟ برای پاسخ دادن به این سوال، آن‌ها سیستم کوچکی از توموروئید ریه را به‌عنوان نسخه‌ی کوچکی از سلول‌های تومور ریه ارائه کردند و دریافتند که دستکاری ژنتیکی سبب بروز ویژگی‌های انعطاف‌پذیری نظیر همان موارد ذکر شده در بالا در سلول‌های ریه می‌شود.
تادا اذعان داشت: «اکنون ما می‌دانیم که در این تومورها با چه چیزی سر و کار داریم و لذا می‌توانیم مسیرهای احتمالی این سلول‌ها را پیش‌بینی کنیم و درمان‌هایی را برای جلوگیری از رشد آن‌ها ارائه نماییم.» تادا قصد دارد تا در آینده، از سیستم توموروئید کوچک ریه، برای کشف مکانیزم‌های مقاومت در سلول‌های سرطانی ریه استفاده کند.
نوشته: ScienceAlert
ترجمه: سهیلا دوست‌پژوه - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: سهیلا دوست‌پژوه - مجله علمی ایلیاد