دانشمندان نقش سفتی تومور را در ترویج تکثیر سلول های سرطانی کشف کرده اند

بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، تنها در سال 2022، بیش از 20 میلیون نفر به سرطان مبتلا شدند و نزدیک به 10 میلیون نفر بر اثر این بیماری جان خود را از دست دادند. در حالی که سرطان به مقیاس وسیعی می رسد، پاسخ به درمان های موثرتر ممکن است در یک سلول میکروسکوپی پنهان شود.

مقاله‌ای که توسط آزمایشگاه لیلی منتشر شده است، توسط سمیری زاد، دانشجویان فارغ‌التحصیل دانشگاه تگزاس A&M، از گروه مهندسی زیست پزشکی و Tingqing Wang از گروه مهندسی شیمی، جزئیات جدیدی را در مورد مکانیسم ایجاد سرطان نشان می‌دهد.

منتشر شده در ارتباطات طبیعت، این مقاله به بررسی تأثیری می پردازد که سفت شدن مکانیکی محیط سلول سرطانی ممکن است بر ساختار و عملکرد هسته داشته باشد.

ثابت شده است که سرطان یک بیماری دشوار برای درمان است. این بسیار پیچیده است و مکانیسم‌های مولکولی که رشد تومور را امکان‌پذیر می‌کنند، شناخته نشده است. یافته‌های ما روشن می‌کند که چگونه سفتی بافت تومور باعث تکثیر سلول‌های سرطانی می‌شود.

دکتر Tanmay Lilly، دانشکده مشترک در گروه های مهندسی زیست پزشکی و مهندسی شیمی، دانشگاه A&M تگزاس

در این مقاله، محققان نشان می‌دهند که وقتی یک سلول با یک محیط سخت مواجه می‌شود، لایه هسته‌ای -; داربست هایی که به هسته کمک می کنند شکل و ساختار خود را حفظ کند -; با پخش شدن سلول روی سطح سخت، چروک نشده و سفت می شوند. این یوبی کوئیتیناسیون باعث می شود که پروتئین مرتبط با بله (YAP)، پروتئینی که تکثیر سلولی را تنظیم می کند، به هسته منتقل شود.

این محلی سازی می تواند منجر به افزایش تکثیر سلولی شود که ممکن است رشد سریع سلول های سرطانی را در محیط های خشن توضیح دهد.

زاد گفت: «توانایی ماتریس‌های اسکلروتیک برای تأثیر بر تنش هسته‌ای و تنظیم محلی‌سازی YAP می‌تواند به توضیح چگونگی تهاجمی‌تر شدن تومورها و شاید حتی مقاومت در برابر درمان در بافت اسکلروتیک کمک کند».

این یافته‌ها مبتنی بر کشف قبلی لیلی است که هسته سلول مانند یک قطره مایع رفتار می‌کند. در این کار، محققان دریافتند که پروتئین موجود در لایه هسته ای به نام لامین A/C به حفظ کشش سطحی هسته کمک می کند. در جدیدترین مطالعه، کاهش سطح A/C Lamin باعث کاهش محلی سازی YAP می شود که به نوبه خود تکثیر سریع سلولی را کاهش می دهد.

زاد توضیح داد: «لامین تهویه مطبوع نقش کلیدی در اینجا بازی می‌کند، زیرا کاهش آن باعث می‌شود سلول‌ها کمتر به استرس محیطی واکنش نشان دهند، که به‌ویژه بر محلی‌سازی پروتئین تنظیم‌کننده کلیدی (YAP) در هسته تأثیر می‌گذارد.

اگرچه پیچیده و تخصصی به نظر می رسد، اما زاد و لیلی معتقدند که پیامدهای گسترده تری از کشف آنها ممکن است راهنمای درمان های آینده سرطان باشد.

زاد توضیح داد: “کشف اینکه چگونه سفتی ماتریس باعث ایجاد تغییرات هسته ای و تنظیم مسیرهای کلیدی، مانند سیگنالینگ YAP می شود، دری را برای توسعه درمان هایی که این مسیرهای مکانیکی را هدف قرار می دهند، باز می کند.” داروها یا روش‌های درمانی می‌توانند برای تضعیف محیط تومور طراحی شوند و سیگنال‌های فیزیکی را که به رشد سلول‌های سرطانی کمک می‌کنند مختل کنند. تهویه‌سازی و مکانیک هسته‌ای مرتبط می‌توانند به اهدافی برای درمان سرطان تبدیل شوند.

در ادامه، آزمایشگاه Lele قصد دارد کاربرد اکتشافات خود را برای تومورهای مشتق شده از بیمار بررسی کند.

برای این کار، آزمایشگاه لیلی توسط مؤسسه ملی بهداشت، مؤسسه تحقیقات و پیشگیری از سرطان تگزاس و بنیاد ملی علوم تأمین شد. بودجه این تحقیق توسط ایستگاه آزمایشی مهندسی A&M تگزاس، آژانس تحقیقاتی رسمی برای مهندسی تگزاس A&M مدیریت می شود.