دانشمندان "سلول‌های منشاء" سرطان ریه را کشف کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، یک مطالعه جدید که بر روی موش‌ها و انسان‌ها توسط دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، لندن، موسسه Wellkham-Sanger و دانشگاه کمبریج انجام شده است، "سلول‌های منشاء" دومین نوع شایع سرطان ریه و مکانیسم غالب شدن آن در ریه‌ها را کشف کرده است.

مطالعه‌ای که در مجله Science منتشر شده است نشان داد که جمعیتی از سلول‌های پایه موجود در نای (نای) انواع سلول‌های دیگر را از بین می‌برد و غالب می‌شود و در نهایت به مناطق وسیعی از ریه‌ها نفوذ کرده و آن را اشغال می‌کند.

از این سلول‌ها است که ژن Krt۵ را بیان می‌کند، که به ساخت ساختار سلولی کمک می‌کند، در نهایت کارسینوم سلول سنگفرشی ریه‌ها (LUSC) ایجاد می‌شود. تیم تحقیقاتی استدلال می‌کند که این یافته‌ها چشم انداز تشخیص زودتر و احتمالا حتی پیشگیری از سرطان ریه را در آینده افزایش می‌دهد.

سرطان ریه هم چنان علت اصلی مرگ ومیر ناشی از سرطان در سراسر جهان است، و اغلب در مراحل دیرهنگام و غیر-قابل درمان ظاهر می‌شود. LUSC دومین زیرگروه شایع سرطان ریه است و زمانی ایجاد می‌شود که سلول‌ها به دلیل قرار گرفتن در معرض سموم، معمولا به دلیل سیگار کشیدن، آسیب مداوم را جمع می‌کنند.

در نتیجه، سلول‌ها به طور فزاینده‌ای بی نظم می‌شوند و در نهایت مناطقی از بافت آسیب دیده (ضایعات پیش سرطانی) را در پوشش داخلی راه‌های هوایی تشکیل می‌دهند. اما تغییرات بیولوژیکی که در سلول‌ها در طول انتقال از حالت طبیعی به حالت پیش سرطانی رخ می‌دهد ناشناخته است.

در این مطالعه، ما تصمیم گرفتیم تغییراتی را که قبل از ایجاد کارسینوم سلول سنگفرشی ریه‌ها رخ می‌دهد و اینکه این سرطان از چه نوع سلول‌هایی ناشی می‌شود، درک کنیم.

ما دریافتیم که زیرمجموعه‌ای از سلول‌هایی که ژن Krt۵ را بیان می‌کنند غالب می‌شوند و شروع به شلوغی سلول‌های طبیعی می‌کنند. این انبساط چشمگیر می‌شود و در نهایت فرزندان تنها چند سلول که از نای سرچشمه می‌گیرند به سلول‌های طبیعی حمله کرده و آنها را تسخیر می‌کنند و در برخی موارد کل لوب‌های ریه را پر می‌کنند. این سلول‌ها هستند که در نهایت تومور را تشکیل می‌دهند.

پروفسور سام جینز، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: "با درک "سلول‌های منشاء" که در آن این تغییرات شروع می‌شود و چگونه توسعه می‌یابد، هدف ما توسعه استراتژی‌هایی است که از شروع سرطان ریه جلوگیری می‌کند یا حداقل آن را خیلی زودتر تشخیص می‌دهد.

برای بررسی منشا LUSC، تیم سلول‌های پایه بیان کننده Krt۵ را در نای دو گروه از موش‌ها برچسب گذاری کردند تا فرزندان این سلول‌ها در طول زمان ردیابی شوند.

سپس یک گروه از موش‌ها در معرض یک ماده سرطان زا (یک ماده سرطان زا) قرار گرفتند تا ببینند چگونه بر رفتار طبیعی سلول‌ها در راه‌های هوایی تأثیر می‌گذارد.

در این گروه، برخی از این سلول‌های پایه قبل از گسترش به ریه‌ها به تدریج تکثیر شدند، در حالی که در گروه کنترل، سلول‌های پایه و فرزندان آنها در محل اصلی خود در نای باقی ماندند.

در شرایط عادی، پوشش مجاری تنفسی از سلول‌های بنیادی پایه و همچنین سلول‌های لومینال تشکیل شده است که به محافظت از ریه‌ها کمک می‌کند. هنگامی که سلول‌های پایه تقسیم می‌شوند، سلول‌های پایه یا سلول‌های مجرای جدید ایجاد می‌کنند. سلول‌های لومینال عملکرد‌های کلیدی را در راه‌های هوایی انجام می‌دهند، سلول‌های ترشحی مواد محافظ تولید می‌کنند و سلول‌های مژه دار به حرکت ذرات استنشاقی کمک می‌کنند. یک تعادل طبیعی بین جمعیت‌ها و انواع سلول‌های مختلف وجود دارد، اما هنگامی که این جمعیت‌های سلولی در معرض مواد سرطان زا مانند آنهایی که در دود تنباکو یافت می‌شوند، قرار می‌گیرند، این تعادل مختل می‌شود. آزمایشات ما نشان داده است که جمعیت سلولی که از تنها چند سلول پایه آسیب دیده در نای سرچشمه می‌گیرند، به تدریج غالب می‌شوند و مناطق وسیعی از ریه‌ها را در اختیار می‌گیرند.

توالی یابی RNA اضافی سلول‌های نای منفرد از موش‌ها (مقایسه سلول‌های کنترل سالم با سلول‌های در معرض سرطان زا) و انسان‌ها (مقایسه سلول‌های غیر سیگاری و سیگاری) نشان داد که همانطور که این سلول‌های پایه آسیب دیده مجاری تنفسی را مستعمره می‌کنند، جمعیت سلول‌های انتقالی که ژن دیگری به نام Krt۱۳ را بیان می‌کنند نیز بیشتر می‌شود، در حالی که برخی از انواع سلول‌های لومینال نادر می‌شوند.

محققان همچنین توالی یابی DNA نمونه‌های نای و ریه افرادی را که سیگار می‌کشیدند انجام دادند. همانطور که در آزمایش موش، نتایج نشان داد که سلول‌های ضایعات پیش سرطانی جداگانه، گاهی اوقات در هر دو ریه یک فرد، دوباره از همان سلول پایه آسیب دیده سرچشمه می‌گیرند.

محققان قصد دارند از این دانش برای توسعه آزمایش‌هایی برای تشخیص اولین مراحل سرطان ریه، که زمانی رخ می‌دهد که سلول‌ها طبیعی به نظر می‌رسند، به امید تسهیل مداخلات قبلی، استفاده کنند. درک اینکه چگونه این سلول‌ها در ریه‌ها بسیار غالب می‌شوند همچنین می‌تواند امکان توسعه دارو‌های جدید را برای متوقف کردن آن فراهم کند و چشم انداز پیشگیری از این سرطان‌ها را در آینده افزایش دهد.

سرطان ریه شایع‌ترین علت مرگ و میر ناشی از سرطان در بریتانیا است که یک پنجم کل مرگ و میر ناشی از سرطان را تشکیل می‌دهد. این بیماری اغلب دیر تشخیص داده می‌شود، بنابراین یافتن راه‌هایی برای تشخیص سرطان ریه در مراحل اولیه آن، زمانی که بهترین شانس برای درمان موفقیت آمیز آن وجود دارد، مهم است. "این مطالعه مراحل اولیه سلولی را که قبل از توسعه کارسینوم سلول سنگفرشی ریه ها، یک شکل شایع از سرطان ریه، آشکار می‌کند و نوع سلول‌هایی را که این سرطان از آنها ایجاد می‌شود، تعیین می‌کند. تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، اما در آینده، این اطلاعات می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا راه‌های جدیدی را برای تشخیص زودهنگام بیماری یا حتی جلوگیری از وقوع آن ایجاد کنند.

پروفسور پیتر کمپبل، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: درک اینکه چرا سرطان ریه در جایی که توسعه می‌یابد توسعه می‌یابد، می‌تواند به محققان و پزشکان کمک کند تا راه‌های جدیدی برای پیش بینی یا تشخیص زودهنگام تومور‌ها پیدا کنند و به دستیابی به بهترین نتایج ممکن کمک کنند. "برای من، یکی از هیجان انگیزترین جنبه‌های تحقیقات ما کشف این بود که کارسینوم سلول سنگفرشی ریه‌ها به محض یافتن محیط خاصی در ریه که در آن جایی برای رشد و تغییرات ژنتیکی وجود دارد، از یک سلول پیش ساز ایجاد می‌شود. ما دریافتیم که وقتی این محیط‌های خاص رخ می‌دهند، خطر ابتلا به سرطان ریه را به طور چشمگیری افزایش می‌دهند. در آینده، می‌توان به دنبال این مکان‌ها در افراد در معرض خطر سرطان بود و برنامه‌های درمانی را برای پیشگیری یا درمان سرطان ریه در اسرع وقت توسعه داد.