مضادات الأكسدة في الميتوكوندريا مسؤولة عن انتشار سرطان الثدي| دراسة

قد تكون الميتوكوندريا هي المحرك الرئيسي للخلية، إلا أن الأدلة المتزايدة تشير إلى أن هذه العضية هي أيضًا قوة دافعة للسرطان.

الآن، تشير أدلة جديدة إلى الجلوتاثيون، وهو مستقلِب الميتوكوندريا، مما يُسلِّط الضوء على دوره المحوري في مساعدة خلايا سرطان الثدي على الانفصال عن الورم الرئيسي، والانتقال عبر الجسم، والتجذر في أنسجة أخرى.

تُعد هذه النتائج من أوائل النتائج التي تربط مُستقلِبًا مُحددًا للميتوكوندريا بالنقائل، مما يُؤثِّر تأثيرًا بالغًا على دراسة السرطان على المستوى الخلوي.

يقول كيفانش بيرسوي، رئيس مختبر التنظيم الأيضي وعلم الوراثة في روكفلر: "نأمل أن يُسلِّط عملنا الضوء على مدى ارتباط العضيات ومستقلباتها ببيولوجيا السرطان ".

علاقة غامضة مع النقائل

تُعزى الغالبية العظمى من وفيات السرطان إلى انتشاره، وليس إلى مضاعفات الورم الأصلي. وإدراكًا منهم أن النقائل هي أساس وفيات السرطان، أمضى الباحثون عقودًا في محاولة تحديد - والتغلب على - العوامل المحددة التي تُمكّن الخلايا المارقة من الانفصال عن الورم الأصلي واستعمار باقي الجسم.

تلعب المستقلبات دورًا رئيسيًا، حيث أظهرت دراسات سابقة أن مستقلبات اللاكتات، والبيروفات، والجلوتامين، والسرين تدعم كل منها مراحل مختلفة من النقائل.

وبما أن الميتوكوندريا داخل الخلية السرطانية مسؤولة ليس فقط عن توليد الطاقة، بل أيضًا عن توفير المستقلبات، فليس من المستغرب أن تربط حفنة من الدراسات الحديثة بين نشاط الميتوكوندريا والنقائل في سرطانات الثدي والكلى والبنكرياس.

ومع ذلك، لم يتمكن الباحثون من تحديد الآليات الدقيقة المؤثرة.

يقول بيرسوي: "تحتوي الميتوكوندريا على آلاف المستقلبات، وكان من الصعب تحديد أيها مهم لتكوين الورم ونموه، وأيها يُطلق النقائل".

خلايا تحت الضغط

في دراستهم، المنشورة في مجلة Cancer Discovery، استخدم بيرسوي وزملاؤه استراتيجيةً مبتكرةً تتضمن وسمًا بروتينيًا قادرًا على تمييز خلايا الورم الأولية عن تلك التي انتقلت من الثدي إلى الرئة.

ثم قام الفريق، بقيادة زميلة الدراسات العليا نيكول ديلجوديو وزميلة ما بعد الدكتوراه هسي وين ييه، بتحليل المستقلبات في هذه العضيات للكشف عن كيفية تحول مستقلبات الميتوكوندريا عندما تستعمر الخلايا السرطانية مواقع جديدة.

ويقول ديلجوديو: "لقد سمحت لنا هذه التقنيات، بطريقة غير متحيزة، برؤية الفرق بين ما هو ضروري في حالة النقائل وما هو ضروري في الورم الأولي".

من بين آلاف مركبات الميتوكوندريا، برز مركب واحد: الجلوتاثيون . يُعدّ الجلوتاثيون مضادًا رئيسيًا للأكسدة، ويُساهم في تقليل الإجهاد التأكسدي، وتعزيز إزالة السموم الأيضية، وتنظيم الجهاز المناعي.

وقد وُجد أن مستويات الجلوتاثيون قد ارتفعت بشكل كبير في خلايا السرطان النقيلي التي غزت الرئة.

ولتأكيد هذه النتائج بشكل أكبر، استخدم الفريق تقنية استقلابية مكانية أتاحت لهم تصور توزيع الجلوتاثيون مباشرةً داخل أنسجة الرئة.

ثم حوّلوا تركيزهم نحو بروتينات غشاء الميتوكوندريا، فبحثوا عن ناقلات برزت كضرورية لنمو الخلايا النقيلية في الرئة.

مرة أخرى، برز ناقل الجلوتاثيون في الميتوكوندريا SLC25A39، وهو ناقل الجلوتاثيون في الميتوكوندريا.

أغلقت النتائج الحلقة، وربطت المستقلب وناقله بالنقائل، موضحةً أن استيراد الجلوتاثيون من الميتوكوندريا عبر ناقل SLC25A39 ضروري لانتشار السرطان.

اكتشف بيرسوي وزملاؤه أيضًا كيف يُحفّز الجلوتاثيون الميتوكوندريا انتشار السرطان: ليس من خلال عمله كمضاد للأكسدة - وهو تأثير استبعدته تجارب متعددة - بل من خلال إرسال إشارات لتنشيط ATF4، وهو عامل نسخ يُساعد الخلايا السرطانية على البقاء على قيد الحياة في ظروف نقص الأكسجين.

وقد حدّد هذا أيضًا متى يكون الجلوتاثيون ضروريًا تحديدًا: خلال المراحل الأولى من الاستعمار النقيلي، عندما تتكيف الخلايا السرطانية بسرعة مع البيئة المُرهِقة للأنسجة الجديدة.

قد تكون لهذه النتائج آثار سريرية، خاصةً وأن الفريق وجد أيضًا أن عينات سرطان الثدي المأخوذة من مريضات انتشر مرضهن إلى الرئة أظهرت ارتفاعًا في مستوى SLC25A39، وأن ارتفاع مستوى التعبير الجيني لـ SLC25A39 ارتبط ارتباطًا وثيقًا بانخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة لدى مريضات سرطان الثدي.

في يوم من الأيام، قد يُسهم جزيء صغير يستهدف هذا المستقلب عن طريق حجب ناقله في منع نقائل سرطان الثدي، مع آثار جانبية أقل من العلاجات الشاملة التي تستهدف عمليات خلوية أكثر عمومية.

لكن في الأمد القريب، تؤكد الدراسة على أهمية تحديد كيفية عمل المستقلبات داخل الأجزاء المختلفة داخل خلايانا.