Suche
Mein Konto
خرائط ثلاثية الأبعاد فائقة الدقة للخلايا السرطانية تكشف أسرار نمو الورم
خرائط ثلاثية الأبعاد فائقة الدقة للخلايا السرطانية تفك رموز كيفية نمو الأورام وتقدم أساليب جديدة للعلاجات.
خرائط ثلاثية الأبعاد فائقة الدقة للخلايا السرطانية تكشف أسرار نمو الورم
تقدم الخرائط التفصيلية التي تصور بدقة مواقع الخلايا في الأورام وتفحص بيولوجيا الأورام رؤى جديدة حول تطور عدة أنواع من السرطان - بما في ذلك سرطان الثدي والقولون والبنكرياس - ويمكن أن توفر أدلة للعلاجات المحتملة.
في سلسلة من 12 دراسة ، الذي نُشر في 30 أكتوبر في مجلة Nature، قام باحثون من شبكة أطلس الأورام البشرية (HTAN) بتحليل مئات الآلاف من الخلايا من الأنسجة البشرية والحيوانية. تصف بعض الدراسات خرائط ثلاثية الأبعاد للخلايا – تُعرف باسم أطالس الخلايا - في الأورام، بينما يقوم البعض الآخر بإنشاء "ساعات جزيئية" تتعقب التغيرات الخلوية التي تؤدي إلى الإصابة بالسرطان.
يقول كين لاو، عالم الأحياء الخلوي الحسابي في المركز الطبي بجامعة فاندربيلت في ناشفيل بولاية تينيسي، والمؤلف المشارك لدراسة توثق المسار الزمني للأحداث الخلوية في تطور سرطان القولون والمستقيم: "إن تطبيق هذه الأدوات الجديدة على السرطان يسمح لنا بالنظر إلى الأمر من منظور مختلف". 1. "يمكننا في الواقع رؤية أشياء لم نتمكن من رؤيتها من قبل."
رسم خرائط للأورام
وفي بعض الدراسات، أنشأ الباحثون أطالس سمحت لهم بدراسة الأورام على مستوى الخلية الواحدة والتحقيق في كيفية تطور السرطان. وقام الفريق بتحليل تنظيم الخلايا في 131 عينة من ستة أنواع مختلفة من السرطان، بما في ذلك أورام الثدي والقولون والبنكرياس والكلى. 2. ووجد العلماء أن مناطق مختلفة من نفس الورم يمكن أن تستجيب بشكل مختلف للأدوية. إن فهم كيفية استجابة مجموعات الخلايا المختلفة للعلاجات يمكن أن يساعد في تطوير علاجات أكثر فعالية.
واستخدمت دراسات أخرى رسم خرائط ثلاثية الأبعاد لفحص عينات من سلائل القولون، وهي نمو غير طبيعي في بطانة الأمعاء يمكن أن يصبح سرطانيا. وحددوا التغيرات الجزيئية في خلايا الأورام الحميدة، بما في ذلك فقدان اتصالات الحمض النووي والتغيرات في نشاط الجينات 3 وكذلك التغيرات في الاستجابة المناعية ونمو الخلايا واستقلاب الهرمونات 4 ، والتي يمكن أن تحدث مبكرًا وتتسبب في أن تصبح خلايا الورم خبيثة.
يقول عمر يلماز، عالم بيولوجيا الخلايا الجذعية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في كامبريدج، إن العلاجات التي تستهدف هذه التغييرات يمكن أن تجعل علاجات السرطان والتدخلات الصحية المبكرة أكثر فعالية. "إن أفضل علاج للسرطان هو الوقاية. وإذا تمكنا من فهم كيفية استجابة مجموعات الخلايا المختلفة للبيئة والنظام الغذائي، وكيف يؤثر ذلك على تكوين الأورام، وكيف تساهم الحيوانات المستنسخة المختلفة في هذه العملية، فقد يؤدي ذلك إلى طرق أفضل للوقاية أو الكشف."
لمحات عن المناعة
توفر الأطالس الأخرى أدلة حول سبب صعوبة علاج بعض أنواع السرطان أكثر من غيرها. يقول دانييل أبرافانيل، الطبيب والعالم في معهد دانا فاربر للسرطان في بوسطن، ماساتشوستس، والمؤلف المشارك لدراسة حول سرطان الثدي: "الأورام لا تتكون فقط من الخلايا السرطانية". 5. على سبيل المثال، العلاجات المناعية التي لا تستهدف الخلايا السرطانية بشكل مباشر، ولكن دعم جهاز المناعة للقضاء عليها، ويضيف أنه أقل فعالية ضد سرطان الثدي من أنواع السرطان الأخرى.
ولمعرفة السبب، أنشأ أبرافانيل وزملاؤه أطلسًا ثلاثي الأبعاد للأورام باستخدام عشرات العينات من 60 شخصًا مصابين بأشكال عدوانية من سرطان الثدي. ونظروا في كيفية توزيع الخلايا المناعية، ووجدوا أن بعض أنواع الخلايا المناعية كانت أكثر شيوعا في بعض الأورام، وخاصة في الأشخاص الذين تلقوا العلاج المناعي.
في ثلاثة أشخاص، أظهرت الخزعات المأخوذة من نفس الورم بفارق 70 إلى 220 يومًا اختلافات في كميات الخلايا المناعية المعروفة باسم الخلايا التائية والبلاعم. وفي حالتين انخفض عدد هذه الخلايا بمرور الوقت، بينما زاد في الحالة الثالثة.
يقول بريان ليمان، باحث سرطان الثدي المتخصص في علم الجينوم في مركز فاندربيلت-إنجرام للسرطان في ناشفيل، تينيسي: "يُظهر هذا حقًا مدى ديناميكية البيئة المكروية المناعية، وقد يفسر لماذا أدت محاولات توصيف الأورام والتنبؤ بالاستجابات لعلاجات نقاط التفتيش المناعية من خزعة في نقطة زمنية واحدة إلى نتائج غير متسقة".
وفي دراسة أخرى، وجد الباحثون أن بعض الأنواع الفرعية العدوانية من سرطان الثدي تحتوي على خلايا مناعية أكثر من غيرها ويبدو أنها أصبحت "صامتة" بمرور الوقت. 6. وعبرت هذه الخلايا عن بروتين يسمى CTLA4، مما يحد من قدرتها على الاستجابة للأورام. أظهرت العلاجات التي تستهدف CTLA4 نتائج واعدة في علاج سرطان الجلد وسرطان الرئة. يقول ليمان: "يفتح هذا إمكانيات إضافية لاستخدام هذا العلاج في مجموعة فرعية من سرطانات الثدي".
ساعة كريسبر
وتظهر تجارب أخرى كيف تصبح الخلايا خلايا سرطانية في المقام الأول. وفي دراسة سرطان القولون والمستقيم، طور لاو وزملاؤه "ساعة جزيئية" لتتبع كيفية بدء الخلايا الطبيعية في التكاثر بشكل لا يمكن السيطرة عليه في الأمعاء. 1. واستخدموا تحليل الخلية الواحدة وأداة تحرير الجينات (كريسبر) لإنشاء طفرات في الحمض النووي لكل خلية. وكانت هذه الطفرات بمثابة طوابع زمنية، لتوثيق مسار التغييرات والانقسامات في كل خلية.
طبق لاو وفريقه هذا النهج على 418 سليلة من سلائل القولون البشرية، ووجدوا أن ما يصل إلى 30% من الزوائد اللحمية جاءت من أنواع خلايا متعددة، وليس من خلية واحدة. في 60% من الأورام الحميدة، بدأت مجموعة واحدة من الخلايا في "التفوق" على الخلايا الأخرى مع نمو الورم، مما أدى إلى تكوين ورم. دراستان مماثلتان على الفئران 7, 8 ، بما في ذلك تحليل 260922 خلية مفردة من 112 عينة من الأنسجة المعوية، أظهر أيضًا أن خليطًا من الخلايا يؤدي بشكل جماعي إلى ظهور أورام القولون والمستقيم.
تتحدى هذه النتائج التفكير السابق القائل بأن سرطان القولون ينشأ من خلايا مفردة غير منظمة في بطانة الأمعاء وقد يفتح فرصًا جديدة للتشخيص والتدخل المبكر.
يقول لاو: "لتقييم خطر [النمو السرطاني]، يستخدم الناس الحجم. وكلما زاد حجم الورم، زاد الخطر". لكن الساعة الجزيئية وغيرها من التحليلات تظهر أنه "قد تكون هناك مؤشرات حيوية أخرى تتعلق بالوراثة والتطور".
-
الإسلام، م وآخرون. طبيعة https://doi.org/10.1038/s41586-024-07954-4 (2024).
-
مون، سي.-ك. وآخرون. طبيعة https://doi.org/10.1038/s41586-024-08087-4 (2024).
-
تشو، Y. وآخرون. سرطان الطبيعة https://doi.org/10.1038/s43018-024-00823-z (2024).
-
إسبلين، إ.د. وآخرون. سرطان الطبيعة https://doi.org/10.1038/s43018-024-00831-z (2024).
-
كلوجامر، J. وآخرون. طبيعة ميد. https://doi.org/10.1038/s41591-024-03215-z (2024).
-
إغليسيا، دكتور في الطب وآخرون. طبيعة السرطان https://doi.org/10.1038/s43018-024-00773-6 (2024).
-
ساديان ، آي دي. وآخرون. طبيعة https://doi.org/10.1038/s41586-024-08053-0 (2024).
-
لو، Z. وآخرون. طبيعة https://doi.org/10.1038/s41586-024-08133-1 (2024).