مفتاح الضوء لإيقاظ الخلايا السرطانية النائمة

تكنولوجيا جديدة تعد بإحداث ثورة في علاج السرطان من خلال استهداف الخلايا السرطانية النائمة باستخدام الضوء.

مفتاح الضوء لإيقاظ الخلايا السرطانية النائمة

يمكن لبعض الخلايا السرطانية أن تدخل في حالة سبات تشبه النوم، مما يساعدها على البقاء على قيد الحياة أثناء العلاج. وبدلاً من الاستمرار في النمو والانقسام، تصبح هذه الخلايا غير نشطة إلى حد كبير، مما يسمح لها بتجنب تأثيرات العديد من أدوية السرطان.

التأثيرات الهرمونية على الخلايا السرطانية

في بعض أشكال السرطان، بما في ذلك بعض أنواع سرطان الرئة، يمكن أن تؤدي هرمونات التوتر إلى تحفيز هذه الاستجابة. تقوم البروتينات المتخصصة التي تسمى مستقبلات الجلايكورتيكويد بالكشف عن تلك الهرمونات داخل الخلايا السرطانية. بمجرد تنشيطها، يمكن للمستقبلات دفع الخلايا إلى حالة سبات حيث يتباطأ انقسام الخلايا بشكل كبير. ونتيجة لذلك، تصبح العديد من العلاجات أقل فعالية بكثير.

استهداف الخلايا السرطانية باستخدام الضوء

التحدي الرئيسي هو أن مستقبلات الجلايكورتيكويد موجودة في جميع أنحاء الجسم، وليس فقط في الخلايا السرطانية. تلعب هذه المستقبلات أدوارًا أساسية في السيطرة على الالتهاب ودعم وظيفة الجهاز المناعي الطبيعية. ولهذا السبب، فإن القضاء على مستقبلات الجلايكورتيكويد في كل مكان في الجسم من شأنه أن يسبب آثارًا جانبية خطيرة. ولذلك فإن أي علاج ناجح يجب أن يستهدف الخلايا السرطانية مع ترك الأنسجة السليمة دون أن تتأثر إلى حد كبير.

لقد طور العلماء في ETH Zurich حلاً محتملاً. لقد أنشأوا نظامًا يؤدي إلى تدمير مستقبلات الجلايكورتيكويد داخل الخلايا السرطانية مع السماح للباحثين باستخدام الضوء لإيقاف العملية بشكل انتقائي في الأنسجة السليمة القريبة.

يقول روبن شوبلين، المؤلف الأول المشارك للدراسة وطالب الدكتوراه في مجموعة البحث التي تقودها كاثرينا جاب، أستاذة علم الوراثة وعلم الغدد الصماء العصبية: “يعتمد هذا النظام على التكنولوجيا الطبية الحالية، وبالتالي يقدم احتمالًا واقعيًا للعلاجات الموضعية”.

تسخير نظام إعادة تدوير البروتين في الجسم

ويستفيد النهج الجديد من عملية إعادة التدوير الخلوية الطبيعية. عادة، تحدد الخلايا البروتينات التالفة أو المعيبة وتضع علامة عليها للتخلص منها عن طريق ربط علامة جزيئية صغيرة، وتصنيفها بشكل أساسي على أنها نفايات خلوية. وبمجرد وضع علامة عليها، يتم تكسير هذه البروتينات وإزالتها.

قام فريق ETH Zurich بتكييف هذه العملية لاستهداف مستقبلات الجلايكورتيكويد في الخلايا السرطانية على وجه التحديد.

ولتحقيق ذلك، صمم الباحثون مفتاحًا جزيئيًا يتكون من ثلاثة مكونات. جزء واحد يعلق على مستقبلات الجلايكورتيكويد. ويرتبط آخر بالإنزيم المسؤول عن وضع علامة التخلص. بينهما موصل مرن.

الموصل هو مفتاح النظام. في ظل ظروف الإضاءة العادية، يظل ممتدًا، مما يضع الإنزيم قريبًا بما يكفي لتصنيف المستقبل للتدمير. ثم تنهار الخلية وتزيل المستقبل.

ومع ذلك، عند تعرضه لضوء بطول موجي معين، ينحني الموصل. يمنع هذا التغيير الإنزيم والمستقبل من المحاذاة بشكل صحيح، مما يؤدي إلى إيقاف عملية وضع العلامات ومنع تدمير المستقبل.

إيقاظ خلايا سرطان الرئة النائمة

ظهرت هذه التكنولوجيا نتيجة التعاون بين عدة مجموعات بحثية في المعهد الفدرالي للتكنولوجيا في زيوريخ. وكجزء من المشروع، أنتج الفريق بقيادة أستاذ التركيب العضوي إريك كاريرا إصدارات متعددة من مكون الموصل.

أظهر الاختبار أن اثنين من هذه الموصلات يتصرفان تمامًا كما هو مقصود. يمكن للضوء أن يحول النظام بشكل موثوق بين الحالة النشطة التي تدمر مستقبلات الجلوكورتيكويد والحالة غير النشطة التي تتركها دون تغيير.

والهدف على المدى الطويل هو استخدام هذه التكنولوجيا لعلاج السرطان بدقة عالية. ويتصور الباحثون حقن المفتاح مباشرة في الورم ثم استخدام الضوء لإلغاء تنشيط أي جزيئات تنتقل إلى الأنسجة السليمة المحيطة.

يقول شوبلين: “لذلك يمكن أن يقتصر النشاط بشكل صارم على قلب الورم، مما يحافظ على الأنسجة المحيطة ويسبب آثارًا جانبية أقل بكثير. والتأثير قابل للعكس ويمكن التحكم فيه بدقة”.

وفي المزارع المختبرية لخلايا سرطان الرئة، لاحظ الفريق الاستجابة البيولوجية المتوقعة. العلاج حطم بسرعة مستقبلات الجلايكورتيكويد داخل الخلايا السرطانية. أشارت تحليلات نشاط الجينات أيضًا إلى أن الخلايا خرجت من حالتها الخاملة.

يقول شوبلين: “بالطبع، يجب الآن التحقق من ذلك في الكائنات الحية أيضًا”.

التطبيقات المحتملة وراء سرطان الرئة

ويؤكد الباحثون أن هناك حاجة لمزيد من التطوير قبل أن يتم استخدام النظام في مرضى السرطان. أحد القيود هو أن الضوء لا يمكنه اختراق الأنسجة إلا ببضعة ملليمترات. لإنشاء الحدود الواقية المطلوبة حول الورم، يجب وضع مصدر الضوء بالقرب من منطقة العلاج. في حالة سرطان الرئة، على سبيل المثال، يمكن تحقيق ذلك باستخدام المنظار الداخلي.

بالنسبة للأورام الموجودة في عمق الجسم، يأمل الفريق في تطوير إصدارات من المفتاح التي تستجيب لأطوال موجية أطول من الضوء، مثل ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة، والذي يمكنه الانتقال لمسافة أبعد عبر الأنسجة ويفعل ذلك بلطف أكبر.

قد تحتوي المنصة أيضًا على تطبيقات تتجاوز مستقبلات الجلوكورتيكويد. يوضح شوبلين: “لقد طورنا نظامًا معياريًا يمكننا استخدامه أيضًا لإيقاف تشغيل المستقبلات الأخرى”.

تشمل الأهداف المحتملة مستقبلات هرمون الاستروجين المشاركة في سرطان الثدي المعتمد على الهرمونات ومستقبلات الاندروجين المرتبطة بسرطان البروستاتا المتقدم. النظام جاهز أيضًا للاستخدام كأداة بحث لمساعدة العلماء على فهم مسارات الإشارات المعقدة المرتبطة ببيولوجيا السرطان بشكل أفضل.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

مع استمرار البحث والتطوير، يمكن أن تصبح هذه التكنولوجيا أداة قوية في مكافحة السرطان وتحسين نتائج العلاج.