به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، برای قرن‌ها، پزشکان از دست‌های خود به عنوان ابزار تشخیصی ضروری استفاده می‌کردند، برای مثال کاوش مفاصل و لمس شکم برای ارزیابی سلامت بیمار. اغلب سرطان خود را به صورت یک توده یا سفتی غیرمعمول در یک بافت یا اندام معمولی جهنده نشان می‌دهد. اخیراً، رابطه بین سفتی و سرطان از طریق مطالعات بیوفیزیکی و آزمایشات بالینی، به ویژه در سرطان کبد و سینه، ثبت شده است. به عنوان مثال، سفتی علامت اصلی سیروز کبدی است که می‌تواند به سرطان کبد تبدیل شود. اکنون محققان دانشگاه استنفورد نشان داده‌اند که یکی دیگر از ویژگی‌های بیوفیزیکی معروف به ویسکوالاستیسیته (به این فکر کنید که چگونه کشش یک گلوله بتونه احمقانه یا تکه‌ای از خمیر نان در ابتدا با مقاومت و سپس آزاد شدن مواجه می‌شود) حتی بیشتر نسبت به سفتی، به ویژه در افراد مبتلا به دیابت نوع 2، با سرطان کبد مرتبط است.

درباره مطالعه

این تمایز اهمیت دارد زیرا افراد مبتلا به دیابت نوع 2 دو تا سه برابر بیشتر از افراد بدون دیابت در معرض ابتلا به سرطان کبد هستند که اغلب در غیاب سیروز رخ می‌دهد. نرخ سرطان کبد تا حدی در حال افزایش است زیرا شیوع دیابت در سراسر جهان در حال افزایش است، به ویژه در جوامع حاشیه نشین که در آن انتخاب‌های غذایی سالم و فرصت‌هایی برای ورزش منظم کمیاب است. ناتالی تورک، پروفسور گوارش و کبد، گفت: " این اولین بار است که عقیده سفتی ماتریکس به عنوان پیش‌بینی‌کننده اولیه سرطان کبد به چالش کشیده می‌شود. راهنماهای فعلی غربالگری معمول سرطان کبد را فقط برای افراد مبتلا به سیروز توصیه می‌کنند. در نتیجه، بسیاری از افراد مبتلا به دیابت نوع 2 اصلا غربالگری نمی‌شوند. این یافته‌های جدید پیامدهای مهمی نه تنها برای سرطان کبد، بلکه سایر سرطان‌هایی که دیابت برای آن‌ها وجود دارد، دارد. یک عامل خطر، از جمله سرطان سینه." تورک نویسنده ارشد این مطالعه است که به صورت آنلاین در 31 ژانویه در Nature منتشر شد. تورک و همکارانش با محققان دیگر به ویژه دکتر اوجیت چاودوری، استادیار مهندسی مکانیک، برای بررسی نقش ویسکوالاستیسیته در سرطان کبد در نمونه‌های بیمار، مدل‌های حیوانی و سلول‌های رشد یافته در آزمایشگاه در یک داربست بافتی شبیه به ژل به نام هیدروژل، همکاری کردند.  چاودوری گفت:" این اولین مطالعه در مورد نقش ویسکوالاستیسیته در سرطان با داده‌هایی است که از مدل‌های انسان و موش گرفته تا مطالعات فرهنگ سه‌بعدی آزمایشگاهی و شبیه‌سازی‌های محاسباتی را شامل می‌شود. این به طور قطع نقش ویسکوالاستیسیته را در پیشرفت سرطان کبد مشخص می‌کند."

تست سفتی

سفتی کبد به صورت غیر تهاجمی‌با تکنیک‌های تصویربرداری به نام الاستوگرافی گذرا یا الاستوگرافی MR که شامل یک پد ارتعاشی روی شکم است اندازه گیری می‌شود. ارتعاشات از پروب تصویربرداری به اندام منتقل می‌شود. موج ارتعاشی که در یک محیط سفت حرکت می‌کند با موجی که از طریق چیزی انعطاف پذیرتر حرکت می‌کند متفاوت است. افراد مبتلا به سفتی کبد که از یک آستانه خاص فراتر می رود، مبتلا به سیروز کبدی تشخیص داده می‌شوند. دستورالعمل‌های فعلی توصیه می‌کنند که هر شش ماه یک بار از نظر سرطان کبد با سونوگرافی شکم و آزمایش خون غربالگری شوند. اندازه‌گیری‌هایی مانند سفتی از آنچه ماتریکس خارج سلولی نامیده می‌شود ناشی می‌شود، فضای بین و اطراف سلول‌های یک اندام که حاوی پروتئین، قند و مواد معدنی است. چاودهوری گفت: " اندام‌های ما فقط توده‌های سلولی نیستند. سلول‌ها در داربستی به نام ماتریکس خارج سلولی وجود دارند که به آن‌ها حمایت فیزیکی می‌کند اما بر بلوغ، تخصص و عملکرد آن‌ها نیز تأثیر می‌گذارد. مانند یک معلم کلاس، ماتریس چارچوب فیزیکی را فراهم می‌کند که از سلول‌ها پشتیبانی و سازماندهی می‌کند، آن‌ها را ملایم می‌کند و آن‌ها را برای ایجاد هماهنگ یک بافت عملکردی هدایت می‌کند. هنگامی‌که ماتریکس مختل می‌شود، هر سلول سرطانی یا پیش سرطانی به راحتی راه خود را گم می‌کند و با تقسیم غیرقابل کنترل یا تبدیل شدن به سایر نسخه‌های خطرناک‌تر، خود به مکان‌هایی که نباید گسترش می یابد" افراد مبتلا به دیابت دارای سطوح بالایی از محصولات نهایی گلیکاسیون پیشرفته یا AGE هستند. AGE‌ها زمانی به وجود می آیند که قند خون به خوبی کنترل نمی‌شود و سطوح بالایی از مولکول‌های قند به نام گلوکز شروع به تابش روی پروتئین‌های مجاور از جمله کلاژن، یک جزء ساختاری کلیدی ماتریکس خارج سلولی می‌کند. (AGE‌ها همچنین در غذاهای غنی از پروتئین یا چربی یا در غذاهایی که با حرارت بالا تهیه می‌شوند مانند سرخ کردن یا آب پز وجود دارند.) محققان دریافتند که نمونه‌های کبدی از افراد مبتلا به دیابت نوع 2 دارای سطوح بالاتر AGE و ویسکوالاستیک‌تر، اما نه سفت‌تر، نسبت به نمونه‌های کبد افراد بدون دیابت نوع 2 بودند. بررسی دقیق‌تر در موش‌های آزمایشگاهی نشان داد حیواناتی که از رژیم غذایی با مقادیر بالای AGE تغذیه می‌شدند، فیبرهای کلاژن کوتاه‌تر و کمتری در ماتریکس خارج سلولی کبد نسبت به حیواناتی که با غذای استاندارد تغذیه می‌شدند، داشتند. در مرحله بعد، محققان نحوه رفتار سلول‌ها را هنگام رشد در آزمایشگاه در یک ژل سه بعدی برای تقلید از ساختار ماتریکس کبد بررسی کردند. دستکاری سلول‌های خارج از بدن به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا تأثیر تغییرات مختلف در رشد و رفتار خود را ارزیابی کنند. چاودوری گفت: " در هیدروژل‌های مهندسی‌شده ما، می‌توانیم یک ویژگی بیوفیزیکی مانند ویسکوالاستیسیته یا سفتی را در یک زمان تنظیم کنیم تا بفهمیم هر ویژگی چگونه بر سلول‌ها تأثیر می‌گذارد. ما دیدیم که تغییر در ویسکوالاستیسیته به تنهایی برای ایجاد رفتار تهاجمی‌تر در سلول‌ها کافی است." به طور خاص، محققان خاطرنشان کردند که یک ماتریس ویسکوالاستیک تر باعث تغییرات در شکل سلول‌های کبدی می‌شود و اجازه می‌دهد تا برجستگی‌های تهاجمی‌بر روی غشاء آن‌ها ایجاد شود که به آن‌ها کمک می‌کند از موانع طبیعی که قرار است سلول‌ها را در مکان‌های واقعی خود نگه دارند فرار کنند.

تغییر الگو

سرانجام، تورک و همکارانش یک گام فراتر رفتند و یک سری سیگنال‌های سلولی را تشریح کردند که پیشرفت سرطان کبد را در شرایط ویسکوالاستیک که شامل پروتئین مرتبط با سرطان به نام YAP است، ترویج می‌کند. تورک گفت: " این اولین بار است که ثابت شده است که تغییرات در ساختار کلاژن باعث افزایش ویسکوالاستیسیته و پیشرفت سرطان کبد مستقل از سفتی می‌شود. این یک تغییر کامل در الگو است که می‌تواند خطر بیشتر سرطان کبد را در افراد مبتلا به دیابت نوع 2 توضیح دهد و ممکن است به افرادی کمک کند که باید به طور منظم غربالگری سرطان کبد را انجام دهند." خوشبختانه، مانند سختی، ویسکوالاستیسیته را می‌توان به صورت غیر تهاجمی‌با الاستوگرافی MR با تغییر چند پارامتر در فرکانس ارتعاش و اندازه گیری ارزیابی کرد. تورک در حال برنامه ریزی برای راه اندازی یک آزمایش بالینی برای مطالعه بیشتر ویسکوالاستیسیته، دیابت نوع 2 و پیشرفت سرطان کبد است. توروک گفت: " یکی از سؤالات مهم در پزشکی امروز این است که چرا افراد مبتلا به دیابت و بیماری کبد چرب تا این حد مستعد ابتلا به سرطان کبد هستند و چگونه می‌توانیم به این موضوع رسیدگی کنیم. تحقیقات ما نشان می‌دهد که افراد بیشتری، به ویژه آن‌هایی که مبتلا به دیابت هستند، باید از نظر سرطان غربالگری شوند. اگر این کار را انجام می‌دادیم، شاید بتوانیم زودتر اقدام کنیم و زندگی را نجات دهیم." محققان دانشگاه پردو؛ دانشگاه تسینگوا در پکن؛ دانشگاه پیتسبورگ؛ دانشگاه کالیفرنیا، دیویس؛ کالج پزشکی آلبرت اینشتین؛ دانشگاه کیو در یوکوهاما؛ و دانشگاه پنسیلوانیا به این کار کمک کردند.

پایان مطلب./