اكتشاف مصدر الطاقة الخفي للخلايا السرطانية

في دراسة جديدة، اكتشف العلماء آلية غير متوقعة للطاقة في الخلايا السرطانية، مما يفتح آفاق جديدة لفهم كيفية بقائها في ظروف الضغط.

اكتشاف مصدر الطاقة الخفي للخلايا السرطانية

تتصاعد الخلايا السرطانية استجابة فورية غنية بالطاقة لضغطها جسديًا، وفقًا لدراسة نشرت في المجلة اتصالات الطبيعة. إن زيادة الطاقة هي أول حالة تم الإبلاغ عنها لآلية دفاعية تساعد الخلايا على إصلاح تلف الحمض النووي والبقاء على قيد الحياة في البيئات المزدحمة لجسم الإنسان.

آلية الدفاع الجديدة

تساعد النتائج في شرح كيف أن الخلايا السرطانية تنجو من القفازات الميكانيكية المعقدة مثل الزحف من خلال البيئة الدقيقة للورم، أو الانزلاق إلى أوعية دموية مسامية أو تحمل ضرب مجرى الدم. يمكن أن يؤدي اكتشاف الآلية إلى استراتيجيات جديدة تضع خلايا السرطان قبل انتشارها.

تجربة الباحثين

قام الباحثون في مركز التنظيم الجيني (CRG) في برشلونة باكتشاف باستخدام مجهر متخصص يمكنه ضغط الخلايا الحية على ثلاثة ميكرون فقط، حوالي ثلاثة أعوام من قطر الشعر البشري. لاحظوا أنه، في غضون ثوان من الضغط، تتسابق الميتوكوندريا في خلايا هيلا إلى سطح النواة ومضخة في ATP إضافية، مصدر الطاقة الجزيئي للخلايا.

إعادة التفكير في دور الميتوكوندريا

يقول الدكتور سارا سيدلسي، المؤلف المشترك للدراسة: “إنه يجبرنا على إعادة التفكير في دور الميتوكوندريا في جسم الإنسان. إنها ليست هذه البطاريات الثابتة التي تعمل على تشغيل خلايانا، ولكنها أشبه بالمستجيبين الأوائل الذين يمكن استدعاؤهم في حالات الطوارئ عندما يتم الضغط على الخلايا حرفيًا إلى الحد الأقصى”.

الهياكل المرتبطة بالنواة

شكلت الميتوكوندريا هالة ضيقة لدرجة أن النواة تخفت إلى الداخل. وقد لوحظت هذه الظاهرة في 84 في المئة من خلايا سرطان هيلا المحصورة، مقارنة مع لا شيء تقريبًا في الخلايا العائمة غير المضغوطة. يشير الباحثون إلى الهياكل “NAMS”، للميتوكوندريا المرتبطة بالنواة.

استجابة الخلايا للضغط

لمعرفة ما فعله NAMS، قام الباحثون بنشر مستشعر الفلورسنت الذي يضيء عندما يدخل ATP إلى النواة. ارتفعت الإشارة بحوالي 60 في المئة خلال ثلاث ثوان من الخلايا التي يتم ضغطها. يقول الدكتور فابيو بيزانو، المؤلف الأول المشارك للدراسة: “إنها علامة واضحة على أن الخلايا تتكيف مع سلالة وإعادة توصيل عملية التمثيل الغذائي”.

أهمية زيادة القوة

كشفت التجارب اللاحقة عن سبب أهمية زيادة القوة. الضغط الميكانيكي يضع الحمض النووي تحت الإجهاد، والتقاط خيوط وتشابك الجينوم البشري. تعتمد الخلايا على أطقم إصلاح ATP لتخفيف الحمض النووي والوصول إلى المواقع المكسورة لإصلاح الضرر. الخلايا المضغوطة التي تلقت دفعة إضافية من الحمض النووي الذي تم إصلاحه في ATP في غضون ساعات، في حين أن تلك التي لا تتوقف عن الانقسام بشكل صحيح.

دراسة خزعات الثدي

لتأكيد أهمية المرض، فحص الباحثون أيضًا خزعات ثدي من 17 مريضًا. ظهرت هالات NAM في 5.4 في المئة من النوى على جبهات الورم الغازية مقابل 1.8 في المئة في قلب الورم الكثيف، وهو فرق بثلاثة أضعاف. يوضح الدكتور ريتوبراتا (ريتو) غوس، المؤلف الأول للمؤلف المشارك للدراسة: “إن رؤية هذا التوقيع في خزعات المريض أقنعتنا بالأهمية التي تتجاوز مقعد المختبر”.

الهندسة الخلوية

تمكن الباحثون أيضًا من دراسة الهندسة الخلوية التي تجعل الاندفاع الميتوكوندريا ممكنًا. خيوط الأكتين، نفس كبلات البروتين التي تسمح للعضلات بالانحناء، تتمثل في النوى، في حين أن الشبكية الإندوبلازمية ترمي شبكة تشبه الشبكة. أظهرت الدراسة أن السقالة المشتركة، والتي تقوم بالتقاط الجسدية في مكانها في مكانها، وتشكل بنية تشبه الهالة. عندما عالج الباحثون الخلايا مع لاترونكولين أ، وهو دواء يتفكك الأكتين، انهار تشكيل NAM وانحسر المد ATP.

فرصة جديدة للعلاج

إذا كانت الخلايا النقيلية تعتمد على عصر ATP الذي يحركه NAM، فإن الأدوية التي تمنع السقالة يمكن أن تجعل الأورام أقل غزوًا دون تسمم الميتوكوندريا على نطاق واسع وتجنيب الأنسجة الصحية. تقول الدكتورة فيرينا روبريشت، المؤلفة المشتركة للدراسة: “استجابات الإجهاد الميكانيكي هي ثغرة أمنية غير مستقرة للخلايا السرطانية التي يمكنها فتح طرق علاجية جديدة”.

ظاهرة عالمية

بينما نظرت الدراسة إلى الخلايا السرطانية، فإن مؤلفي الدراسة يؤكدون أن الظاهرة من المحتمل أن تكون ظاهرة عالمية في علم الأحياء. الخلايا المناعية التي تضغط على الغدد الليمفاوية، والخلايا العصبية التي تمتد الفروع، والخلايا الجنينية أثناء التشكل، كلها تواجه قوى مادية مماثلة.

“أينما تتعرض الخلايا تحت الضغط، من المحتمل أن تحمي الدكتور SDELCI أن هذه الخلايا تعرض للخلايا”. “إنها طبقة جديدة تمامًا من التنظيم في بيولوجيا الخلية، مما يمثل تحولًا أساسيًا في فهمنا لكيفية بقاء الخلايا فترات مكثفة من الإجهاد البدني.”

المصدر: Health & Medicine News — ScienceDaily

هذا الاكتشاف قد يغير من استراتيجيات العلاج الحالية ويقدم فرصًا جديدة للبحث في علم الأورام.