كيف تتكيف خلايا سرطان البنكرياس في الجسم؟

تتوسع الخلايا السرطانية بسرعة، وفي أثناء ذلك تستهلك الأورام الناتجة عن ذلك قدرا أعظم من الطاقة والموارد الأخرى مقارنة بما يمكنها الحصول عليه من الأوعية الدموية القريبة.

بدلا من الحد من نموها بمعدلات أكثر استدامة، تتكيف الخلايا السرطانية من خلال إيجاد طرق بديلة لجمع ما تحتاجه.

تتضمن إحدى استراتيجيات البحث الشائعة في سرطان القناة البنكرياسية (PDAC) إعادة تشكيل الخلايا السرطانية لأسطح خلاياها لانتزاع العناصر الغذائية الإضافية من المادة الهلامية بين الخلايا أو المصفوفة خارج الخلية.

إن هذا الالتواء الخلوي هو عملية تسمى macropinocytosis.

وقد ثبت أن منع هذه العملية وقطع كتل الطاقة والبروتين التي توفرها يعمل على قمع نمو الورم بشكل كبير.

في حين اكتشف العلماء العديد من التفاصيل حول الأهمية الوظيفية لعملية البلعمة الكبيرة في سرطان القناة الهضمية البنكرياسية، لا تزال هناك العديد من الألغاز حول كيفية تحكم خلايا سرطان القناة الهضمية البنكرياسية في حركات سطح الخلية عندما تواجه نقصًا في العناصر الغذائية الكافية.

نتائج جديدة

وبحسب موقع ميديكال إكسبريس، نشر باحثون في مركز السرطان التابع للمعهد الوطني للسرطان في سانفورد بيرنهام بريبيس نتائج في مجلة Nature Communications تصف إنزيمين تم تحديدهما حديثًا لدورهما في تنظيم عملية البلعمة الكبيرة.

أجرى الدكتور كوزيمو كوميسو، المؤلف الرئيسي، وزملاؤه فحصًا عالي الإنتاجية للكشف عن تورط بروتين كيناز سي غير النمطي (aPKC) زيتا ويوتا.

قال كوميسو: "كنا نعتقد أن الكينازات من المرجح أن تلعب دورًا تنظيميًا، لذلك أجرينا فحصًا لمقارنة نشاط 560 كينازًا موجودة في البشر أثناء خضوع الخلايا لعملية البلعمة الكبيرة في ظل ظروف نقص المغذيات".

كان الجلوتامين، وهو أحد الأحماض الأمينية العشرين المستخدمة في بناء البروتينات في جميع أنحاء الجسم، هو العنصر الغذائي الرئيسي الذي تم حجبه لأن سرطان القناة الهضمية البنكرياسية يعتمد على الجلوتامين أكثر بكثير من أنواع السرطان الأخرى.

كان السؤال التالي الذي يواجه فريق البحث هو كيف تؤثر إنزيمات aPKC zeta وiota على قدرة خلايا PDAC على البحث عن مصادر بديلة للطاقة والأحماض الأمينية.

عادةً، تُعرف إنزيمات aPKC بأنها تساعد في الحفاظ على الشكل والبنية الفريدة للخلايا في الأنسجة المختلفة للمساعدة في تسهيل وظائفها المتخصصة، والمعروفة باسم قطبية الخلية.

قال الدكتور جوليم لامبيس بارجو، المؤلف الأول للدراسة: "إن قطبية الخلية ضرورية للحفاظ على الخلايا الظهارية المحيطة بأنسجتنا وأعضائنا بطريقة منظمة ووظيفية للغاية".

وأضاف: "أما السرطان، فإنه يريد أن يتوسع بسرعة، ويهرب من الأنسجة الأصلية ويغزو أنسجة أخرى، لذلك فهو يتجنب بنية قطبية الخلية من أجل النمو بطريقة غير منضبطة".

اكتشف العلماء أن بروتينات aPKC zeta وiota - وثلاثة بروتينات أخرى تتفاعل معها الكينازات عادةً وترتبط بها لتنظيم استقطاب الخلية - يتم إعادة استخدامها بواسطة خلايا PDAC التي تفتقر إلى الوصول إلى الجلوتامين لزيادة عملية البلعمة الذاتية والبحث عن المزيد من الموارد البديلة من بيئتها المحيطة.

وفي التجارب المتابعة، اختبر فريق البحث ما إذا كان إعادة استخدام aPKC zeta وiota في خلايا PDAC يساهم في نمو الخلايا السرطانية وبقائها.

وقال كوميسو: "من خلال استنفاد aPKC zeta أو iota في ظروف ذات مستويات منخفضة من الجلوتامين والتي تحاكي حالة نقص المغذيات في أورام PDAC في جسم الإنسان، رأينا أن خلايا PDAC كانت غير قادرة على التكاثر بدون هذه الكينازات".

ثم سعى الباحثون إلى التحقق من صحة هذه النتائج من خلال التجارب الخلوية من خلال التحقيق فيما إذا كانت نتائج مماثلة قد حدثت في نموذج فأري لسرطان القناة الصفراوية. بعد القضاء على aPKC zeta أو iota في أورام سرطان القناة الصفراوية لدى الفئران، شهدت الفئران انخفاضًا كبيرًا في نمو الورم مقارنة بالفئران التي تعاني من أورام ذات مستويات aPKC طبيعية.

وقال بارجو: "لقد وجدنا أيضًا أن هناك مستويات أقل من عملية البلعمة الكبيرة تحدث في المواقع الأكثر حرمانًا من العناصر الغذائية في قلب الأورام المعالجة لإزالة الخلايا السرطانية".

وأضاف: "إن هذه النتائج مجتمعة في نموذج حيواني تدعم اكتشافنا الشامل بأن بروتينات aPKC zeta وiota تساهم في التحكم في عملية البلعمة الكبيرة وهي ضرورية لنمو أنواع من السرطان مثل سرطان القناة الصفراوية في البنكرياس".

وفي تسليط الضوء على كيفية تغلب أنواع السرطان مثل سرطان القناة البنكرياسية على الإمدادات المحدودة لتغذية معدلات النمو غير الطبيعية، أشار العلماء إلى إمكانية استهداف خلايا PKCs لتطوير علاجات مستقبلية للسرطان.

وقال كوميسو: "يسلط هذا العمل الضوء على كيفية قيام خلايا سرطان البنكرياس باختطاف بروتينات الاستقطاب الخلوي لتنظيم عملية البلعمة الكبيرة واستقلاب الورم، ويكشف عن نقاط ضعف علاجية محتملة".