یادداشت
بخشی از نقشههای هوشمند سلولهای سرطانی باز خوانی شد
اهداف دارویی جدید میتواند با ابزار مطالعاتی تصویر برداری پیشرفته از گسترش سرطان جلوگیری کند.
امتیاز:
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، هر سلول سرطانی که از یک تومور برای ایجاد منشا برای مهاجرت استفاده میکند، با حمله از سوی یک سیستم ایمنی که برای جستجو و از بین بردن سلولهای غیرطبیعی برنامهریزی شده است، مواجه خواهد شد. اما دو مطالعه اخیر از Stanford Medicine نشان میدهد که تعداد معدودی که موفق به نفوذ به غدد لنفاوی مجاور میشوند، یک کودتای بیولوژیکی خیرهکننده انجام میدهند.
مقدمه
مطالعات انجام شده بر روی موشهای آزمایشگاهی، سلولهای انسانی و نمونههای بافت انسانی بیماران سرطانی، این ایده را که غدد لنفاوی - اغلب اولین محل متاستاز - به سادگی بندرگاههای پایین دستی غیرفعال برای سلولهای سرطانی در گردش هستند که از تومورهای مجاور جدا شده اند را ایجاد کرده است. این سلولها زمانی که در گرهها قرار میگیرند، سیستم ایمنی را دوباره برنامهریزی میکنند تا نه فقط حمله را متوقف کنند، بلکه مستقیماً به متاستاز کمک کنند. بخشی از مطالعه در Cell منتشر شده است و مقاله دوم در Nature Methods منتشر شد.
نگاهی دقیقتر به غدد لنفاوی
این تحقیق نشان میدهد چگونه سلولهای سرطانی با یک پلت فرم تصویربرداری جدید توسعه یافته در آزمایشگاه Plevritis توانایی متاستاز را به دست میآورند. این پلتفرم تحلیلی میتواند بهطور دقیق انواع سلولهای منفرد، از جمله سلولهای سالم و سرطانی را در مقاطع عرضی بافت انسانی که در طی جراحیهای سرطان یا بیوپسی برداشته شده است، شناسایی کند.
غدد لنفاوی حفرههای کوچک یا غددی در زیر بغل، گردن، شکم و کشاله ران هستند که پر از سلولهای ایمنی هستند. آنها بخشی از سیستم لنفاوی هستند که مایع اضافی را که به طور طبیعی در بافتها در جریان گردش خون جمع میشود، جمعآوری میکند. عروق لنفاوی مایعی به نام لنف را به گرهها میرسانند که هر گونه باکتری، سلولهای غیرطبیعی و سایر ریزهها را به دام میاندازد. سپس لنف فیلتر شده از طریق ورید نزدیک قلب به سیستم گردش خون بازگردانده میشود. این گرهها به عنوان مقر نظارت، آموزش و مراکز سلولهای ایمنی عمل میکنند که محتویات لنف را کنترل میکنند و در اولین نشانه خطر حمله به سرطان یا سلولهای عفونی وارد عمل میشوند.
عجیب است، اگرچه گرهها اغلب یکی از اولین مکانهای متاستاز برای تومورهای مجاور هستند، اما دقیقاً دلیل آن مشخص نیست. زمانی اعتقاد بر این بود که آنها ممکن است به عنوان سکوهایی برای سلولهای سرطانی در گردش عمل کنند، که سپس به تدریج جهشهای اضافی را جمع آوری میکنند که توانایی متاستاتیک آنها را بیشتر میکند. اما مطالعات نشان میدهد که هنگامی که متاستاز در گرهها ایجاد میشود، گرهها نقش بسیار فعالتری در قادر ساختن سلولهای سرطانی برای متاستاز به سایر اندامها دارند.
یافتههای مرتبط با این وضعیت در مطالعات اخیر
محققین برای بررسی، با سرطان پوستی به نام ملانوم شروع کردند که در موشها اغلب متاستاز نمیدهد. سلولها را در موشهای آزمایشگاهی کاشته و مشاهده کردند که در صورت وجود سلول سرطانی این سلولها توانسته به غدد لنفاوی حیوانات برسد. این سلولهای سرطانی از گرهها خارج شده و به حیوان دیگری پیوند زده شد و این روند تکرار شد. در طول 9 تکرار، سلولها در متاستاز کردن مهارت بیشتری پیدا کردند و تبدیل به یک نسخه فوقالعاده از خود قبلیشان شدند. سپس محققان سلولهای اصلی را با نوادگان اولیه مقایسه کردند تا نشان دهند که چگونه سلولها از سلولهای ایمنی به نام سلولهای کشنده طبیعی یا NK فرار میکنند.
واقعیت این مکانیسم
به نظر میرسد که رسیدن سلولهای سرطانی به یک گره کار آسانی نیست و احتمالا با حمله شدید توسط سیستم ایمنی روبرو خواهند شد. برای جلوگیری از این امر، سلولهای تومور تولید مولکولهایی را روی سطوح خود افزایش میدهند که به سلولهای NK میگویند "مرا نکش." محققان دریافتند، هنگامی که این سلولها در گره قرار میگیرند، سلولهای سرطانی از درگیر شدن با سیستم ایمنی فعال اجتناب میکنند. به طور خاص، ورود سلولهای سرطانی نوع دیگری از سلولهای ایمنی به نام سلولهای T تنظیمی یا (TRegs) را در گره افزایش میدهد. درست مانند یک ناظم مدرسه که در سالنها پرسه میزند تا دعوا را از بین ببرد، Tregs پاسخهای ایمنی نامناسب یا بیش فعال را در گره کاهش میدهد که منجر به حمله به سلولها و بافتهای بدن میشود.
در حالی که محققان در آزمایشگاه به تحقیقات خود در مورد انواع پروتئینها و سلولها در گرهها ادامه دادند برخی دیگر از محققان در در گرهها در نمونههای بافت بیماران مبتلا به سرطان سر و گردن سلولهایی را یافتند. آنها با تکیه بر فناوری موجود که تصویری از سلولهای منفرد در نمونههای بافتی ارائه میدهد، ابزار یادگیری ماشینی به نام CELESTA را توسعه دادند که هر سلول را با نوع سلول آن برچسبگذاری میکند. تصور کنید که روی نقشه Google Earth بزرگنمایی میکنید که در ابتدا فقط نام شهرها را نشان میدهد تا یک نسخه پیشرفته ایجاد کنید که مکان ماشینها، خانهها و استخرها را مشخص میکند. نتایج ابزار رایانهای بسیار آموزندهتر است و سریعتر از آنچه قبلاً تصور میشد تولید میشود.
برچسب زدن خودکار اقلام در تصاویر، پردازش بیشتر تصویر را برای رایانهها آسانتر میکند تا به سؤالات خاصتری پاسخ دهند. حتی برای یک آسیب شناس باتجربه، این نوع تجزیه و تحلیل هفتهها یا ماهها طول میکشد. اما CELESTA میتواند در عرض چند دقیقه پاسخ دهد.
از آنجا که سلولهای مجاور احتمالاً مکرراً برخورد میکنند یا منابع را به اشتراک میگذارند، مکانهای نسبی سلولها به روابط آنها اشاره میکند. توانایی استفاده از روشهای تصویربرداری و محاسباتی برای استنتاج تداخل بین انواع سلولها در سلامت و بیماری به ما امکان میدهد تا ویژگیهای بیولوژیکی اولیه بافتهای انسانی را بهتر درک کنیم.
اطلاعات نادرست گمراه کننده
تجزیه و تحلیل CELESTA از گرههای انسانی آنچه را که محققین در مطالعات موش خود یافتند تأیید کرد. سلولهای سرطانی به سمت Tregs در گرهها میروند و یک کمپین اطلاعاتی را آغاز میکنند و با یک سری حرکتهای بیولوژیکی، پیامهای بی خطر بودن خود را نشان میدهند. Tregs، مجوز دسترسی همه جانبه را به سلولهای سرطانی میدهد، و آنها را به یکباره از فهرست سلولهای تحت تعقیب ایمونولوژیکی به وضعیت VIP در سراسر بدن منتقل میکند. سلولهای ایمنی در سراسر بدن با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند و سلولهای سرطانی از این ارتباطات که از غدد لنفاوی شروع میشود، استفاده میکنند. اساساً، Tregs های شرطی شده به بافتهای دور گردش میکنند و آنها را برای ورود "دوستان" جدید خود (سلولهای سرطانی) آماده میکنند. اگرچه استفاده از یک مسیر تحمل بحرانی راهی هوشمندانه برای طفره رفتن از برخی درمانهای بالقوه ضد سرطان است، اما کشف محققان به برخی از اهداف دارویی جدید اشاره میکند که میتوانند از گسترش سرطان جلوگیری کنند. مطالعات حاضر صدها ژن را مشخص کرده است که سرطانها برای فرار از سیستم ایمنی از آنها استفاده میکنند. همه اینها اهداف بالقوه را نشان میدهند، و انتظار میرود بسیاری از آزمایشگاهها اکنون به دنبال راههای جدیدی برای مداخله در متاستاز باشند.
پایان مطلب/