لماذا يؤدي انحناء الأوعية الدموية إلى تعزيز سرطان الدماغ؟

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن المسارات المتعرجة للأوعية الدموية قد تؤدي إلى تطور السرطانات النقيلية، وهو موضوع يحظى باهتمام كبير في الأوساط الأكاديمية.

استخدم فريق تعاوني تقنية الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد لإعادة إنتاج هياكل الأوعية الدموية الدماغية المعقدة في المختبر.

وبحسب ما نشره موقع ميديكال إكسبريس، كان تركيزهم الأساسي على الكشف عن تأثير انحناء الأوعية الدموية على حركة الخلايا السرطانية المنتشرة داخل الدماغ. يتم نشر نتائج البحث في مجلة Nature Communications.

أورام الدماغ الخبيثة

يحدث ورم خبيث في الدماغ، غالبًا ما يتم تصنيفه على أنه نهائي بسبب تشخيصه الكئيب والتحديات في العلاج، عندما تتنقل الخلايا السرطانية، بعد انفصالها عن الأنسجة الأخرى، في متاهة معقدة من الأوعية الدموية العميقة داخل الدماغ لبدء المرض.

في حين تم تطوير العديد من النماذج المختبرية لدراسة آليات ظهوره، فإن فهم تأثير العوامل الفسيولوجية داخل الأوعية الدموية في الدماغ وبنيتها التشريحية على تطور السرطان النقيلي كان عقبة كبيرة.

قام الفريق بتطوير حبر حيوي متخصص مصمم خصيصًا لإنشاء الأوعية الدموية في الدماغ.

واجهت النماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الحبر التقليدي تحديات في استنساخ الأوعية الدموية الدماغية المعقدة بدقة، حيث واجهت صعوبة في الحفاظ على البنية حتى التصلب الكامل.

لمعالجة هذه المشكلة، أنشأ الفريق مصفوفة هجينة خارج الخلية مشتقة من الدماغ (BdECM) عن طريق مزج المصفوفة خارج الخلية منزوعة الخلايا المأخوذة من الدماغ مع الجينات المستخرجة من الأعشاب البحرية.

هذا الهجين المبتكر BdECM، الذي يشتمل على الكولاجين ونحو 2000 نوع آخر من البروتين، يستقر بسرعة بعد الطباعة، مما يتيح التكرار الدقيق لهياكل الأوعية الدموية الدماغية الأكثر تعقيدًا مما كان يمكن تحقيقه سابقًا.

استخدم الفريق هذه التقنية المتقدمة لهندسة الأوعية الدموية الدماغية الوظيفية التي تتكون من طبقات خلوية متعددة - الطبقات البطانية والمحيطة والخلايا النجمية/الخلايا العصبية - ذات تقوسات مختلفة.

كشف تحليلهم لكيفية استجابة الخلايا السرطانية المنتشرة لبنية الأوعية الدموية الدماغية عن نتيجة مهمة: يمكن أن ترتبط الزيادة في انحناء الأوعية الدموية بزيادة التصاق الخلايا السرطانية بجدران الأوعية الدموية.

علاوة على ذلك، قام الفريق بدراسة الآليات على المستوى الجزيئي الكامنة وراء تطور السرطان النقيلي من خلال التفاعلات بين الخلايا السرطانية وأنسجة الأوعية الدموية في الدماغ.

بعد ذلك، استخدم الباحثون عمليات محاكاة حاسوبية باستخدام نموذج الأوعية الدموية في الدماغ لفحص عوامل مثل سرعة تدفق الدم وإجهاد قص الجدار واستكشفوا فيزيائيًا العلاقة بين انحناء الأوعية الدموية الدماغية وتسرب الخلايا السرطانية.