هدف گرفتن یک آنزیم خاص می‌تواند روند تقسیم مواد مغذی را در بین سلول‌های سرطانی مختل کند و عملاً به کشف یک شیوه درمانی جدید بیانجامد.
براساس یک مطالعه جدید، دانشمندان دریافتند که سلول‌های سرطانی- که مدت‌ها تصور می‌شد با هم در رقابت باشند- برای تأمین مواد مغذی در شرایط سخت همکاری می‌کنند.
محققان دانشگاه نیویورک آنزیم خاصی را شناسایی کردند که شرایط این همکاری را مهیا می‌کند و به تومورها اجازه می‌دهد که منابع غذایی را در مواقع کمبود با هم تقسیم کنند. اگر این آنزیم خنثی شود، سلول‌های سرطانی دیگر نمی‌توانند خودشان را تغذیه کنند و به‌طور کامل از بین می‌روند.
همکاری در شرایط سخت
تحقیقات جدیدی که در مجله نیچر انتشار یافته‌اند، یکی از ابعاد جالب‌توجه زیست‌شناسی سرطان را مورد بررسی قرار داده‌اند: سلول‌های سرطانی از دیرباز در مصرف منابع و مواد مغذی رقیبِ یکدیگر تلقی می‌شدند، اما ممکن است در شرایط دشوار همکاری کنند. محققان این دوگانگی را در موش‌ها آزمایش کرده و نشان دادند که ارگانیسم‌ها در شرایط سخت همکاری می‌کنند.
برای نمونه، محققان نشان دادند که میکروارگانیسم‌هایی مانند مخمرها برای یافتن مواد مغذی همکاری می‌کنند، اما تنها در مواقعی که دچار گرسنگی باشند. سلول‌های سرطانی نیز که برای رشد و تکثیر به‌عنوان تومورهای مهلک به مواد مغذی نیاز دارند، اغلب در محیط‌هایی رشد می‌کنند که مواد مغذی اندکی دارند. محققان افزودند: «رقابت در روند تکامل تومور و پیشرفت سرطان حیاتی است، اما همکاری تومورها نیز حائز اهمیت است که البته کمتر کسی از آن اطلاع دارد.»
به گفته محققان، کمبود مواد مغذی جزو ویژگی‌های تعیین‌کننده محیط پیرامون تومور است. آن‌ها این نظریه را مطرح کردند که شاید انتخاب طبیعی مکانیزمی باشد که بقای سلول‌های سرطانی را امکان‌پذیر می‌کند و آن‌ها را به تقسیم مواد مغذی وامی‌دارد.
سلول‌های سرطانی گرسنه برای بقا همکاری می‌کنند
محققان برای اطلاع از همکاری سلول‌های سرطانی اقدام به رهگیری رشد سلول‌های مختلف کردند.
آن‌ها دریافتند که سلول‌های سرطانی معمولاً آمینو اسیدها- بلوک‌های پروتئین‌ساز- را به‌صورت رقابتی جذب می‌کنند، اما آمینو اسید گلوتامین- فراوان‌ترین آمینو اسید بدن- سلول‌های سرطانی گرسنه را به همکاری در مصرف منابع ترغیب می‌کند.
کارلوس کارمونا فانتین، دانشیار زیست‌شناسی دانشگاه نیویورک و نویسنده ارشد مطالعه حاضر، در بیانیه‌ای گفت: «در کمال تعجب مشاهده کردیم که محدود کردن آمینو اسیدها به نفع سلول‌های بزرگ‌تر شد، اما برای سلول‌های نامتراکم مضر بود که نشان می‌دهد یک فرایند همکاری وجود دارد که به تراکم سلول‌ها بستگی دارد. همچنین معلوم شد که سلول‌های تومور با یکدیگر همکاری دارند.»
محققان با انجام آزمایش‌های بیشتر روی سلول‌های سرطان پوست، پستان و ریه به این نتیجه رسیدند که الیگوپپتیدها منبع اصلی مواد مغذی سلول‌های سرطانی هستند. الیگوپپتیدها بخشی از آمینو اسیدهای کوچک هستند که به‌عنوان پیام‌رسانِ سلول‌ها عمل می‌کنند.
یک آنزیم حیاتی که برای غلبه بر سرطان مورد هدف قرار می‌گیرد
به گفته کارمونا فانتین، سلول‌های سرطانی به‌جای مصرف پپتیدها- که پروتئین‌هایی کوچک هستند- با یکدیگر وارد فاز همکاری می‌شوند. آن‌ها آنزیم ویژه‌ای به نام CNDP2 را آزاد می‌کنند که پپتیدها را به قسمت‌های به‌مراتب کوچک‌تر- آمینو اسیدهای آزاد- تقسیم کرده و از آن‌ها به‌عنوان منبع انرژی و مهیا کردن شرایط رشد سریع استفاده می‌کنند.
او افزود: «از آن‌جا که این فرایند در خارج از سلول‌ها رخ می‌دهد، مجموعه بزرگی از آمینو اسیدها ایجاد می‌شود که به سود سرطان عمل می‌کنند.»
وقتی از بستاتین- دارویی که آنزیم CNDP2 را مهار می‌کند- برای درمان سلول‌های سرطانی استفاده شد، تومورها دیگر نمی‌توانستند از آمینو اسیدهای کوچک تغذیه کنند و به‌طور کامل از بین رفتند.
ماریان ماتو، پرستار سالمندان که در رشته امراض پیری مدرک کارشناسی ارشد و دکترا دارد و دوره مراقبت‌های تسکینی، پیری‌شناسی و سرطان‌شناسی را پشت سر گذاشته است، به اپک تایمز گفت: «بستاتین که یوبنیمکس هم نامیده می‌شود، در اروپا یا آمریکا برای هیچ درمانی به تأیید نرسیده است. اما ژاپنی‌ها این دارو را تأیید کرده و بیش از ۳۵ سال است که از آن به‌عنوان درمان کمکی شیمی‌درمانی استفاده می‌کنند.»
او افزود: «درمان‌های کمکی به داروهایی اشاره دارند که در کنار درمان اصلی و برای بهبود اثربخشی آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ژاپن از این داروها برای بهبودی و بقای بزرگسالان مبتلا به لوسمی حاد غیرلنفوسیتی استفاده می‌شود.»
بستاتین از جذب الیگوپپتید در تمام رده‌های سلولی سرطانی آزمایش‌شده- که طیف گسترده سلول‌های تومور پوست، ریه، پستان، روده بزرگ و پانکراس را شامل می‌شدند-جلوگیری می‌کند.
دانشمندان یک ژن را برای گرسنگی دادن به سلول‌های تومور محدود کردند
دانشمندان با شناسایی CNDP2 به‌عنوان عامل دخیل در فرایند تغذیه مشارکتی سلول‌های سرطانی، با استفاده از فناوری ویرایش ژن به روش کریسپر اقدام به از بین بردن ژن CNDP2 در سلول‌های تومور کردند تا ببینند با از بین رفتن این آنزیم چه اتفاقی رخ می‌دهد.
آن‌ها دریافتند که سرعت رشد تومورهای فاقد این آنزیم کاهش یافته است. اگر آنزیم CNDP2 را از بین ببریم و دسترسی تومور به آمینو اسیدها را نیز با رعایت رژیم‌های غذایی حاوی الیگوپپتیدهای ناچیز محدود کنیم، تأثیر آن عیان‌تر خواهد شد. منابع غذایی الیگوپپتیدها شامل شیر، تخم‌مرغ، گوشت، سویا، لوبیا، غلات و دانه‌هایی مانند شاهدانه و بذر کتان هستند.
محققان همچنین توانستند با ادغام رژیم غذایی و بستاتین، رشد تومورهایی را که فاقد آنزیم CNDP2 بودند به حداقل برسانند؛ رویکردی که می‌تواند به بیماران تحت مراقبت بالینی کمک کند.
کارمونا فانتین گفت: «با توجه به این‌که ما ظرفیت سلول‌های سرطانی برای ترشح آنزیم و مصرف الیگوپپتیدها را در محیط اطراف تومور از بین می‌بریم، سلول‌های فاقد CNDP2 دیگر نمی‌توانند با یکدیگر همکاری کنند که جلوی رشد تومور را می‌گیرد. امیدواریم که شناخت کامل‌تر این مکانیزم به ما کمک کند تا داروها را هدفمندتر و مؤثرتر کنیم.»
کاربردها و تحقیقات آتی
محققان به دنبال این هستند که یافته‌های خود را در شیوه‌های درمانی سرطان که همکاری سلولی را مختل می‌کنند به کار بگیرند. مطالعه اولیه‌ای که روی موش‌ها انجام شد، به اثبات مفهوم انجامید اما اثربخشی آن در انسان‌ها مستلزم بررسی‌های بیشتر است.
در شیوه‌های درمانی کنونی از جداسازی فیزیکی تومور از طریق عمل جراحی، از بین بردن سلول‌ها با پرتودرمانی یا شیمی‌درمانی، تقویت سیستم دفاعی بدن با ایمونوتراپی یا تغییر نحوه رشد سلول‌ها از طریق درمان هدفمند استفاده می‌شود. ماتزو افزود: «با این‌حال، یافته‌ها «نویدبخش» هستند و رویکرد متفاوتی را برای درمان سرطان ارائه می‌کنند.»
«این مدل به دنبال آن است که به سلول‌های سرطانی گرسنگی دهد و آن‌ها را از بین ببرد که رویکرد جدیدی در حوزه درمان سرطان است.»
