کشف «ابرقدرت» پنهان سلول‌های سرطانی در مواجهه با فشار فیزیکی

فشردن سلول‌ها برای کشف راز بقا

در نبرد بی‌امان علیه سرطان، درک عمیق‌تر از رفتار و سازوکارهای بقای سلول‌های سرطانی از اهمیت حیاتی برخوردار است. محققان مرکز تنظیم ژنومی بارسلونا (CGR) با رویکردی نوآورانه، سلول‌های سرطانی را تحت فشار فیزیکی شدید قرار دادند تا واکنش‌های آن‌ها را بررسی کنند.

با استفاده از میکروسکوپی پیشرفته که قادر به فشرده‌سازی سلول‌ها تا عرض تنها سه میکرون است، دانشمندان مشاهده کردند که سلول‌های سرطانی زنده در مواجهه با این فشار، واکنشی شگفت‌انگیز از خود نشان می‌دهند.

پدیده «NAM»: میتوکندری‌های مرتبط با هسته

بررسی‌ها با میکروسکوپ و رنگ فلورسنت نشان داد که میتوکندری‌های موجود در سلول‌های سرطانی «HeLa» فشرده شده، به سطح هسته سلول‌ها مهاجرت کرده و در آنجا شروع به تولید مقادیر زیادی ATP (آدنوزین تری‌فسفات) می‌کنند. ATP منبع اصلی انرژی سلول‌ها است.

این مهاجرت میتوکندری‌ها باعث فرورفتگی سلول‌ها به سمت داخل و تشکیل هاله‌ای در اطراف هسته شد. محققان این پدیده را «NAM» (میتوکندری‌های مرتبط با هسته) نامیدند.

دکتر سارا اسدلچی، نویسنده همکار این مطالعه، اظهار داشت: «این کشف ما را وادار می‌کند تا در مورد نقش میتوکندری‌ها در بدن انسان تجدید نظر کنیم. آن‌ها تنها باتری‌های ساکن سلول‌ها نیستند، بلکه بیشتر شبیه به اولین پاسخ‌دهندگان چابکی هستند که می‌توانند در شرایط اضطراری، زمانی که سلول‌ها به معنای واقعی کلمه تا حد مجاز تحت فشار قرار می‌گیرند، فراخوانده شوند.»

ترمیم DNA و بقای سلول‌های سرطانی

تحقیقات بیشتر نشان داد که این افزایش قدرت و تولید ATP به سلول‌های سرطانی کمک می‌کند تا آسیب‌های DNA را که در اثر فشرده‌سازی رخ می‌دهد، ترمیم کنند. این فشرده‌سازی می‌تواند در شرایطی مانند عبور از رگ‌های خونی تنگ یا مهاجرت از طریق بافت تومور اتفاق بیفتد. این تقویت ترمیم، به نوبه خود، به بقای سلول‌های سرطانی کمک شایانی می‌کند.

دانشمندان با بررسی بیوپسی‌های تومور پستان از ۱۷ زن، دریافتند که هاله‌های NAM در حاشیه تومورها، یعنی در «جبهه تهاجمی» تومور، به میزان بیشتری نسبت به هسته‌های متراکم و مرکزی آن‌ها وجود دارند.

ریتوبراتا گوس، دیگر نویسنده همکار این مطالعه، توضیح داد: «در حالی که هسته تومور بسیار متراکم است، اما نسبتاً پایدار است. در مقابل، جبهه تهاجمی (لبه بیرونی که تومور به بافت اطراف فشار می‌آورد) منطقه‌ای پویاتر است. در اینجا، سلول‌ها با چالش‌های مکانیکی پیچیده‌ای مانند پیمایش از طریق ماتریس خارج سلولی و نفوذ به دیواره‌های رگ‌های خونی برای متاستاز مواجه هستند و برای اطمینان از بقا و تناسب اندام در حال حرکت، به سیستم‌های سازگاری سریع نیاز دارند.»

مسیرهای جدید برای درمان سرطان

محققان دریافتند که هاله‌های NAM توسط یک شبکه توری‌مانند از رشته‌های اکتین در داخل سلول‌ها پشتیبانی می‌شوند که میتوکندری‌ها را در جای خود نگه می‌دارند. هنگامی که سلول‌ها با دارویی که اکتین را از بین می‌برد، درمان شدند، اثر NAM و افزایش ATP ناپدید شد. این یافته می‌تواند مسیر جدیدی برای مبارزه با سرطان ارائه دهد.

علاوه بر این، محققان اشاره می‌کنند که این کشف احتمالاً نه تنها برای سلول‌های سرطانی، بلکه برای همه سلول‌ها صادق است.

اسدلچی افزود: «هر جا که سلول‌ها تحت فشار باشند، افزایش انرژی هسته احتمالاً از یکپارچگی ژنوم محافظت می‌کند. این یک لایه کاملاً جدید از تنظیم در زیست‌شناسی سلولی است که نشان‌دهنده یک تغییر اساسی در درک ما از چگونگی زنده ماندن سلول‌ها در دوره‌های شدید فشار فیزیکی است.»

این مطالعه مهم در مجله معتبر Nature Communications منتشر شده است.