كيف تتعاون خلايا سرطان الثدي لتمزيق حاجز الغشاء القاعدي والانتشار؟

تبدأ غالبية حالات الإصابة بـ سرطان الثدي في بطانة قناة حليب الثدي، وإذا بقيت هناك، فيمكن علاجها بسهولة.

لكن بمجرد أن تصبح هذه السرطانات غازية، حيث تخترق مصفوفة رقيقة حول القناة، تسمى الغشاء القاعدي، وتنتشر إلى الأنسجة المحيطة، يصبح العلاج أكثر صعوبة.

كيف تنتشر خلايا سرطان الثدي؟

وفي بحث نُشر في مجلة Nature Materials، كشف باحثون في جامعة ستانفورد عن آلية فيزيائية جديدة تستخدمها خلايا سرطان الثدي لتنتشر وتصبح غازية، وفق ما ذكره موقع ميديكال إكسبريس.

ووجد الباحثون أنه بالإضافة إلى الأساليب الكيميائية المتبعة لتحطيم الغشاء القاعدي، تعمل الخلايا السرطانية كمجموعة لتمزيق حاجز الغشاء القاعدي.

وقال أوفيجيت تشودوري، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية والهندسة الحيوية: «عندما تمت دراسة عملية الغزو هذه، كان التركيز عادة على الخلايا المفردة، لكن ما نعرفه هو أن الغزو هو في الواقع جماعي بطبيعته، حيث يتضمن مجموعات من الخلايا تعمل معًا لاختراق الغشاء القاعدي، وقد أوضح عملنا كيف تعمل الخلايا معًا لاختراق الغشاء القاعدي، مما يعزز فهمنا الأساسي لهذه المهمة الحاسمة، وهي التحول في تطور السرطان».

نموذج للقوى الميكانيكية

وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن الخلايا السرطانية الفردية يمكن أن تنتج إنزيمات، تسمى البروتياز، التي تحطم بعض الغشاء القاعدي، لكن العلاجات المثبطة للبروتياز لم تكن قادرة على منع الخلايا السرطانية من التفكك.

رأى تشودوري وزملاؤه أنه لا بد من وجود آليات أخرى في العمل، لذلك طوروا نموذجًا جديدًا لدراسة سرطان الثدي والغشاء القاعدي في 3 أبعاد.

وقالت جولي تشانج، التي أجرت العمل كطالبة دكتوراه في مختبر تشودوري، وأحد المؤلفين الرئيسيين في الورقة: «ما ننظر إليه حقًا هو القوى الميكانيكية المعنية، وهو منظور مختلف، فالنموذج الحالي هو أن الخلايا تستخدم المواد الكيميائية لتتحلل من خلال الغشاء القاعدي، لكننا نظهر أن هذا الجانب المادي لا يقل أهمية».

صمم الباحثون هيدروجيل ثلاثي الأبعاد يحاكي خصائص أنسجة الثدي والهياكل الخلوية المزروعة، والتي تسمى أسيني، والتي تظهر ميزات قناة الثدي ومحاطة بغشاء قاعدي خاص بها، وقاموا بوضع علامة على الغشاء القاعدي بعلامات الفلورسنت حتى يتمكنوا من رؤية وقياس أي تشوه عندما تتفاعل الخلايا السرطانية معه، وما رأوه فاجأهم.

تضخمت الخلايا السرطانية المحاصرة داخل الأسيني معًا، مما تسبب في تمدد الغشاء القاعدي مثل البالون، وأدت عملية التمدد هذه إلى إضعاف الغشاء القاعدي، مما سمح للخلايا السرطانية القريبة من الغشاء بتطبيق قوى إضافية لفتح الثقوب والهروب.

وقالت آشريث ساراسواثيبهاتلا، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبر تشودوري والمؤلفة الرئيسية المشاركة في الورقة: «الخلايا تتوسع وتزيد حجمها في انسجام تام، ثم تنسحب محليًا لتمزيق الغشاء القاعدي، لم يتم التنبؤ بهذا التوسع الجماعي في الحجم من قبل، ولم يكن أحد يفكر فيه».

قرر الباحثون أن النتائج الرئيسية من نموذجهم ثلاثي الأبعاد كانت متوافقة مع ما شوهد في المرضى الذين يعانون من سرطانات الثدي الغازية، كما تشاوروا أيضًا مع زملائهم في جامعة بنسلفانيا الذين تمكنوا من التحقق من صحة نتائجهم من خلال النمذجة الحاسوبية، مما يؤكد أن القوى الفيزيائية المعنية يمكن نظريًا أن تسمح للخلايا باختراق الغشاء القاعدي.

إن فهم كيفية عمل الخلايا السرطانية معًا والقوى الميكانيكية التي تطبقها يمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات علاجية جديدة لمنع الغزو، ويمكن أن يساعد الباحثين أيضًا في تحديد المرضى الذين يعانون من سرطان الثدي في مرحلة ما قبل التوغل والذين هم الأكثر عرضة لنشوء السرطان وانتشاره، مما قد يؤدي إلى علاجات أكثر استهدافًا.