به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در مطالعه‌ای که نتایج آن اخیراً در مجله Nature Communications منتشر شده است، محققان هفت گونه خفاش را مورد بررسی قرار دادند تا فرضیه‌های مربوط به مقاومت قوی آن‌ها در برابر سرطان را به صورت تجربی تأیید کنند. ترکیبی از تکنیک‌های درون بدنی (in vitro) و درون آزمایشگاهی (in vivo) نشان داد که یک گونه، میوتیس پیلوسوس Myotis pilosus، علی‌رغم فعال‌سازی عمدی ژن‌های انتوژنتیک در سلول‌های اولیه توسط محققان، مقاومت سرطان خاصی از خود نشان داد. تجزیه و تحلیل این پدیده با استفاده از تست‌های رونویسی و عملکردی نشان داد که کاهش غیرمنتظره ژن‌های HIF1A، RPS3 و COPS5 و از دست دادن یک تقویت‌کننده COPS5 در امتداد توالی HIF1A ممکن است کلید مقاومت شدید M.pilosus به سرطان باشد.

خفاش‌ها گواه این هستند که همه حیوانات برابر نیستند

خفاش‌ها یکی از بهترین گروه‌های پستانداران سازگار در محیط‌های خشکی و به ویژه در محیط‌های درختی در نظر گرفته می‌شوند. خفاش‌ها در همه فضاها و‌اندازه‌ها وجود دارند، از خفاش دماغ گراز کیتی به‌اندازه یک پنی گرفته تا روباه پرنده با پهنای بال شش فوتی و تمام 1400 گونه در بین آن‌ها، با در نظر گرفتن این واقعیت که خفاش‌ها تقریباً 20 درصد از همه گونه‌های پستانداران شناخته شده را تشکیل می‌دهند، موفقیت آن‌ها آشکار می‌شود. دانشمندان خفاش‌ها را مورد مطالعه قرار داده‌اند تا راز موفقیت آن‌ها را مشخص کنند. تا اینجای کار، آن‌ها بر این باورند که تسلط تکاملی خفاش‌ها به چند سازگاری مهم مربوط می‌شود، به ویژه تکامل پرواز واقعی، پژواک، مقاومت ویروسی بالا، و به ویژه، طول عمر آن‌ها، فوق‌العاده و قابل مقایسه با نمونه‌های واقعی با سن نسبی مانند موش‌های صحرایی خال برهنه و موش‌های صحرایی خال کور است. در واقع، ۱۸ گونه از ۱۹ گونه پستانداران اصلاح شده با طول عمر طبیعی طولانی‌تر از گونه‌هایی که از نظر پزشکی به آن‌ها کمک می‌شود، خفاش‌ها هستند و برخی گونه‌ها مانند میوتیس پیلوسوس هشت برابر طولانی تر از حد انتظار (۴۱ سال) زندگی می‌کنند. با توجه به تأثیر متقابل تکاملی مشاهده شده بین سرطان و طول عمر، فرض بر این است که خفاش‌ها، موش‌های صحرایی خال برهنه و فیل‌ها را در سازگاری‌های تکامل‌یافته‌ای که از شروع و تکثیر سرطان جلوگیری می‌کند، منعکس می‌کنند. متأسفانه، این فرضیه در چارچوب علمی تجربی آزمایش نشده باقی می‌ماند. تأیید این فرضیه و روشن کردن مکانیسم‌های مسئول، بینش‌های مهمی را در مورد مقاومت طبیعی سرطان و پتانسیل توسعه درمان‌های جدید ضد سرطان ارائه می‌کند.

درباره مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان از بافت‌های بدنی (به عنوان مثال پیوند پوست) و مواد ژنتیکی هفت گونه خفاش برای بررسی مقاومت سرطانی آن‌ها در شرایط آزمایشگاهی و درون بدنی استفاده کردند. گونه‌های وارد شده چینی بودند و شامل خفاش پا گنده (Myotis pilosus؛ MPI)، خفاش نعل اسبی کوچک (Rhinolophus pusillus؛ RPU)، خفاش نعل اسبی بزرگ (Myotis altarium؛ MAL)، خفاش نعل اسبی بزرگتر (Rhinolophus ferrumequinum؛RFE)، خفاش خرطوم دار بزرگ (Hipposideros armiger؛ HAR)، خفاش نعل اسبی روفوس چینی (Rhinolophus sinicus؛ RSI)، و روزت لسچنتو (Rousettus leschenaultii؛RLE ) بودند. محققان علاوه بر این از بافت‌های ماهیچه‌ای، آزمایشگاه موش معمولی، به عنوان کنترل کننده تمام آزمایش‌ها استفاده کردند. برای به دست آوردن بینشی در مورد مقاومت بافت نمونه برداری شده در برابر تبدیل به بدخیمی، بررسی‌های سیستماتیک مقاومت تومور فیبروبلاست‌های اولیه با پرایمینگ فیبروبلاست‌ها برای بیان ژن‌های آنتی ژن بزرگ HRAS (G12V) و SV40 (SV40 LT) و سپس کمی سطح پروتئین انجام شد. با استفاده از روش‌های رسوب ایمنی این سنجش‌های آزمایشگاهی از سنجش‌های ایمونوفلورسانس لوسیفراز انجام شده در فیبروبلاست‌های موش اصلاح‌ شده ژنتیکی (MSFHRAS\SV40LT) و MPI (MPI-SFHRAS\SV40LT) تکمیل شدند. هنگامی‌که مقاومت اولیه به سرطان فیبروبلاست‌های MPI ایجاد شد، محققان مکانیسم زمینه ساز مقاومت مشاهده شده را با استفاده از توالی ترانسکریپتوم فیبروبلاست‌ها بررسی کردند، در نتیجه الگوهای بیان افتراقی ژن‌های مرتبط با فیبروبلاست را شناسایی کردند. تجزیه و تحلیل‌ها شامل تجزیه و تحلیل شبکه بیان مشترک ژن وزن دار امضا شده (WGCNA)، محاسبات پشت سر هم ماژول ژن (ME)، و توسعه de - novo یک شبکه تعامل پروتئین - پروتئین مشتق شده از ابزار جستجو برای بازیابی پایگاه داده تعامل ژن ها / پروتئین ها (STRING) بود. برای آزمایش اینکه آیا مقاومت سرطان مشاهده شده می‌تواند تابعی از کاهش ژن خاص باشد، از فناوری‌های ویرایش ژن CRISPR-Cas9 برای مهار بیان ژن‌هایی که بر مقاومت سرطانی تأثیر می‌گذارند، از جمله HIF1A، COPS5، RPS3، EP300 و EIF5B در MSFHRAS استفاده شد. در نهایت، برای روشن ساختن مبنای مولکولی زیربنای تنظیم‌های منفی ژن طبیعی، عناصر غیرکدکننده حفاظت ‌شده (CNEs) از طریق ایجاد یک ژنوم MPI de-novo و سپس سنجش کروماتین قابل دسترسی به ترانسپوزاز با استفاده از توالی‌یابی (آزمون ATAC-seq) تجزیه و تحلیل شدند.

یافته‌های مطالعه، همه خفاش‌ها نیز به یک ‌اندازه ساخته نمی‌شوند

هر دو سنجش فیبروبلاست in vitro و in vivo نشان داد که فیبروبلاست‌های MPI به طور قابل‌ توجهی نسبت به گروه کنترل و شش گونه دیگر خفاش مورد بررسی در برابر سرطان و تکثیر مرتبط با سرطان مقاوم‌تر بودند. مستعمرات فیبروبلاست MPI به طور مداوم به طور قابل توجهی کوچکتر از سایر گروه‌های آزمایش شده بودند، که خواص ضد سرطانی عمیق آن را تأیید می‌کند. تکرار این آزمایش‌ها با استفاده از انواع بافت‌های دیگر (بافت روده و دم) نتایج قابل مقایسه‌ای را ارائه کرد و این یافته‌ها و فرضیه خفاش‌ها را که مقاومت طبیعی به سرطان را نشان می‌دهند تأیید کرد. سنجش کمی‌بیان پروتئین ترانسکریپتومیک نشان می‌دهد که سطوح بیان نسبی ژن‌های MPI HIF1A، EP300، EIF5B، COPS5، و RPS3 در مقایسه با سایر گروه‌ها به طور قابل‌ توجهی پایین‌تر (تنظیم‌ نشده) بود، که نشان‌ دهنده کاهش انکوژن به‌عنوان مکانیسم عملکردی است که نتایج مشاهد ه‌شده فیبروبلاست را نشان می‌دهد. این نتایج نشان داد که سرکوب بیان HIF1A، COPS5 و RPS3 به طور قابل توجهی از تکثیر سلولی جلوگیری می‌کند (  در آزمون‌های دو دنباله Student's t با P 0.05).  با این حال، کاهش EP300 و EIF5B هیچ تاثیر قابل توجهی بر تکثیر سلولی نداشت. دو ژن در طول پیری در خفاش با عمر طولانی (میوتیس پیلوسوس) تنظیم شدند، که نشان دهنده نقش بالقوه پلیوتروپیک آن‌ها در طول عمر خفاش است. تجزیه و تحلیل CNE در مجموع 437414 CNE را در تمام گونه‌های ارزیابی‌شده نشان داد که 20231 مورد آن تکامل شتاب‌دهی را در MPI نشان دادند. سنجش‌های ATAC-seq این نتایج را اصلاح کردند و نشان دادند که جهش‌ها در CNE143336، یک عنصر تنظیم‌کننده بالقوه، می‌تواند منجر به مقاومت تغییر شکل قابل‌توجهی از طریق مدولاسیون ژن HEK 293T و NIH 3T3 شود. در نهایت، مدل‌های پیوند زنوگرافت مشتق از سلول، نقش اساسی ژن‌های COPS5 را در مقاومت تبدیل بدخیم نشان دادند.

نتیجه گیری

مطالعه حاضر به طور تجربی فرضیه‌های موجود در مورد مقاومت طبیعی ضد سرطانی خفاش‌ها را تأیید می‌کند. این مکانیسم‌های زیربنای پتانسیل قابل توجه تبدیل ضد بدخیم MPI را با استفاده از ترکیبی از تکنیک‌های ایمونولوژیک، رونویسی، و ویرایش ژن روشن می‌کند. یافته‌های مطالعه نقش کاهش ژن و اپی ژنتیک را به عنوان پایه‌ای برای مقاومت طبیعی برخی از گونه‌های خفاش به سرطان برجسته می‌کند. ذکر این نکته ضروری است که در حالی که مشخص شد MPI به طور قابل‌توجهی با سایر خفاش‌های بررسی‌شده در مطالعه حاضر رقابت می‌کند، این پتانسیل ضد سرطانی آن‌ها را از طریق سایر مسیرهای مکانیکی آزمایش‌نشده بی‌اعتبار نمی‌کند. شناسایی مکانیسم‌های اضافی که به وسیله آن این حیوانات با عمر طولانی با سرطان مبارزه می‌کنند، ممکن است به ما امکان دهد راه‌های جدیدی را برای پیروی بشریت ابداع کنیم.

پایان مطلب./