کشف راهی جدید برای درمان انواع سرطان

فرارو: اخیراً نتایج جالب توجه مطالعه‌ای که توسط محققان دانشگاه ایلینویز شیکاگو منتشر شده است، روش جدیدی را برای تجزیه و تحلیل پایروپتوز - فرآیند مرگ سلولی که معمولاً در اثر عفونت ایجاد می‌شود و منجر به التهاب بیش از حد در بدن می‌شود - کشف کرده که نشان می‌دهد این فرآیند که مدت‌ها تصور می‌شد اجتناب ناپذیر و غیر قابل کنترل است، در واقع می‌تواند متوقف و کنترل شود.

این کشف که در نشریه معتبر Nature Communications منتشر شده، به این معنی است که دانشمندان اکنون روش جدیدی برای مطالعه بیماری‌هایی دارند که مربوط به فرآیند‌های مرگ سلولی نادرست هستند، مانند برخی سرطان‌ها، و عفونت‌هایی که می‌توانند با التهاب خارج از کنترل ناشی از این فرآیند، پیچیده شوند. به عنوان مثال، این عفونت‌ها شامل سپسیس و سندرم زجر تنفسی حاد نیز می‌شود که یکی از عوارض عمده بیماری کووید-۱۹ است.

پایروپتوز Pyroptosis یک نوعِ شدیداً التهابی از «مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول» است که بیشتر به‌دنبالِ یک عفونت داخل‌سلولی رخ می‌دهد و در ایجاد پاسخِ ضد میکروبی نقش دارد. در جریان این فرایند، گلبول سفید، نشانه‌های حضورِ یک دشمن خارجی را در درون خود حس می‌کنند و با ترشح سیتوکین‌های التهاب‌زا، خودشان دچار تورم و ترکیدگی شده و می‌میرند.

با مرگ این سلول ایمنی، سیتوکین‌های رهاشده، سایر سلول‌های ایمنی را به کمک فرا می‌خوانند تا با عفونت مقابله کرده و در عین‌حال، در نسج التهاب ایجاد می‌کنند. پایروپتوز باعث می‌شود که مکان‌های تکثیرِ امن برخی ویروس‌ها و باکتری‌ها در درون سلول، از بین رفته و قدرت سیستم دفاعی میزبان بالا برود و بدین ترتیب، این میکروب‌ها به‌سرعت از بین بروند. با این‌حال، در بیماری‌های مزمن، پاسخ‌های التهابی دیگر قادر نیستند که محرک اولیه را، آنگونه که در زخم‌ها و عفونت‌ها رایج است، ریشه‌کن کنند و، چون یک حالت التهابی مزمن در نسج باقی می‌ماند، در نهایت آسیب بافتی رخ می‌دهد. این فرآیند به ویژه با بیماری‌های عفونی و سرطانی ارتباط دارد و حتی در بیماری‌هایی مانند ایدز و کووید ۱۹ نیز تأثیرگذار است.

همانگونه که اشاره شد پایروپتوز مجموعه‌ای از واکنش‌های بیوشیمیایی است که از نوعی پروتئین به نام گادرمین برای باز کردن منافذ بزرگ در غشای سلولی و بی‌ثباتی سلول استفاده می‌کند. برای درک بیشتر در مورد این فرآیند، محققان دانشگاه UIC با مهندسی ژنتیکی پروتئین برای پاسخ به نور، یک «گازدرمین اپتوژنتیک» طراحی کردند. گری مو، استادیار فارماکولوژی و پزشکی بازساختی در بخش مهندسی زیست پزشکی دانشکده پزشکی دانشگاه UIC می‌گوید: «فرایند مرگ سلولی نقش مهمی در بدن دارد، هم در حالت‌های سالم و هم در حالت‌های ناسالم، اما مطالعه پایروپتوز که نوع اصلی مرگ سلولی است، چالش برانگیز بوده است.»

مو گفت که کنترل روش‌های بررسی مکانیسم‌های پایروپتوز در سلول‌های زنده دشوار است، زیرا آن‌ها توسط پاتوژن‌های غیرقابل پیش‌بینی آغاز می‌شوند که به نوبه خود اثرات متفاوتی در سلول‌ها و افراد مختلف دارند.

وی افزود: «گادرمین اپتوژنتیک به ما اجازه داد از رفتار غیرقابل پیش بینی پاتوژن و پاسخ سلولی متغیر بگذریم، زیرا در سطح مولکولی از آنچه در سلول پس از شروع پایروپتوز اتفاق می‌افتد، تقلید می‌کند.» محققان از این ابزار و از فناوری تصویربرداری فلورسنت برای فعال کردن دقیق گازدرمین در آزمایشات سلولی و مشاهده منافذ در شرایط مختلف استفاده کردند. آن‌ها کشف کردند که شرایط خاصی مانند غلظت‌های خاص یون‌های کلسیم، باعث بسته شدن منافذ در عرض ده‌ها ثانیه می‌شود. این پاسخ خودکار به شرایط خارجی شواهدی را ارائه می‌دهد که پایروپتوز به طور پویا خود تنظیم می‌شود.

این مشاهده به دانشمندان ثابت کرد که این شکل از مرگ سلولی، مسیری اجتناب ناپذیر و بدون بازگشت نیست. این فرآیند در واقع با یک «دکمه لغو» و یک «کلید خاموش» قابل برنامه‌ریزی شدن دارد. درک چگونگی کنترل این فرآیند، راه‌های جدیدی را برای کشف دارو‌های جدید باز می‌کند، و اکنون می‌توانیم دارو‌هایی را پیدا کنیم که برای هر دو حالت کارآمد باشد. این به ما اجازه می‌دهد تا به تنظیم، تقویت یا محدود کردن این نوع مرگ سلولی در بیماری‌ها فکر کنیم، جایی که قبلاً فقط می‌توانستیم این فرآیند مهم را حذف کنیم. در واقع، اکنون با استفاده از این یافته می‌توانیم به درمان و کنترل بیماری‌های پیچیده‌ای همچون سرطان و ایدز و یا حتی کووید ۱۹، به طور جدی فکر کنیم.