درهای جدید به سوی درمان سرطان

توانایی سلولهای سرطانی در گسترش به سایر بافتها و درگیر کردن آنها، زمینه ساز قدرت کشندگی بیماری سرطان است. «جان پاولک»  عقیده دارد که سلولهای سرطانی با گلبولهای سفیدخون ادغام شده و از این طریق توانایی گسترش دادن خود را به دست میآورند. عقیدهای که اگر درست باشد، میتواند درهای جدیدی را به سوی درمان سرطان باز کنند.

در یک صبح شنبه خاکستری و سرد در دانشگاه Yale در فوریه ،١٩٩٣  «جان پاولک» سرطان شناس در دفتر کار خود مشغول مطالعه مقاله ای در مورد سرطان در یک مجله سرطان بود. توضیح ساده ای که در این مقاله در مورد کشندهترین جنبه سرطان، یعنی توانایی گسترش سلولهای سرطانی به بافت های دیگر بدن، زمینه تحقیقات پاولک را به کلی تغییر داد.

سلولهای سرطانی بعداز تکثیر در بافت سرطانی، به طریق مرموزی می توانند در بدن حرکت کرده و خود را به بافت های سالم بدن برسانند و در آنجا تکثیر و آن بافت را نیز سرطانی کنند. این فرآیند متاستاز نام دارد و مکانیسم انجام آن دقیقاً مشخص نیست و نظریات متفاوت و حتی متناقضی در این مورد وجود دارد.


در مقاله مذکور، ٣ دانشمند اهل چک این فرضیه را که ادغام شدن گلبولهای سفیدخون و سلولهای سرطانی می تواند مکانیسمی معقول برای گسترش سرطان یا همان متاستاز باشد، مطرح کرده بودند. در این زمان، پاولک همچنین مشغول مطالعه کتابی از زیست شناس معروف «لین مارگولیس» که در زمینه تکامل به تحقیق مشغول است، بود. مارگولیس پیشگام نظریه ای است که بیان می کند در فرآیند تکامل، تک سلولی ها با یکدیگر ادغام شده اند و دورگه هیبریدهایی را تشکیل داده اند که شانس بقای بیشتری نسبت به هر یک از آنها به تنهایی داشتند.

پاولک می گوید: «از آنجا که سابقه ای تاریخی برای هیبرید شدن در تکامل وجود داشت، چرا در سرطان این اتفاق نیفتاده باشد. فکر این ارتباط مرا هیجانزده کرده بود». در ١۵سال گذشته پاولک و همکارانش نشان دادند که سلولهای سرطانی می توانند با گلبولهای سفید خون ادغام شده و قدرت بالایی برای متاستاز در حیوانات آزمایشگاهی پیدا کنند. اکنون گروه تحقیق وی در حال تحقیق هستند تا فعالیتی مشابه را در انسان اثبات کنند.

متاستاز مهمترین عامل مرگ در بیماران سرطانی است. تومورها عموماً تا زمانی که به اندامهای حیاتی مهاجرت نکرده اند، قابل درمان هستند. بنابراین اگر تحقیقات ثابت کند که چنین هیبریدهایی به گسترش سرطان کمک می کنند، راه های تازه ای برای درمان سرطان باز خواهد شد. همچنانکه پاولک مطرح می کند: «شما باید بدانید که چگونه متاستاز شروع می شودتا بتوانید با آن مبارزه کنید».

اما متأسفانه اطلاعات ما درباره آنچه سرطان را گسترش می دهد، بسیار کم است. شرح قابلیت هایی که سلولهای متاستاتیک دارند ـ همچون جدا شدن از تومور اصلی، انتقال به اطراف بدن از طریق لنف یا خون، تهاجم به بافت ها و رشد در آنها ـ مستلزم دانستن آن است که چگونه سلولها با یکدیگر برهمکنش می کنند. «برت وگلشتاین»،  متخصص ژنتیک سرطان، از دانشگاه جان هاپکینز می گوید: «ما هنوز ابزارهای بیولوژیک مناسب برای تحقیق درباره برهم کنش بین انواع سلولهای مختلف و اندامها را نداریم.»

یک فرضیه درباره متاستاز بیان می کند که جهش در یک یا تعدادی ژن موجب می شود سلولهای تومور توانایی مهاجرت را به دست آورند. فرضیه دیگری پیشنهاد می کند که برای انجام متاستاز نیاز به هیچگونه جهش خاصی نیست، بلکه در سلولهای سرطانی به تدریج تعدادی کروموزوم غیرطبیعی تجمع می کند که موجب می شوند عوامل محدودکننده سلولها از متاستاز از بین رفته و سلولها توانایی متاستاز را می یابند.

 پاولک معتقد است که این فرضیات توضیح نمیدهند که چگونه سلولها دچار تغییراتی ژنتیکی با نظمی مشخص می شوند که به آنها اجازه گسترش را می دهد. در فرضیه پیشنهادی پاولک، سلولهای سرطانی بعد از ادغام شدن با دسته ای از گلبولهای سفید خون به نام ماکروفاژها توانایی گسترش را می یابند. همانند سلولهای متاستازکننده، ماکروفاژها می توانند در اطراف بدن سیر کنند و به اغلب قسمت های بدن نفوذ کنند، ضمن اینکه در برابر اغلب داروهای سمی (توکسیک) نیز مقاوم هستند. پاولک می گوید: «متاستاز مرحله بسیار متفاوتی از سرطان است و در نظر من مثل یک بیماری جدید است که به سلولهای سرطانی موجود اضافه می شود. احتمالاً سلولهای سرطانی تمام خصوصیات مرتبط با متاستاز خود را بعد از ادغام شدن با گلبولهای سفید به دست میآورند».

 علاوه بر این، ماکروفاژها به طور منظم سلولهای ناسالم و میکروب ها را احاطه می کنند. آنها ممکن است گاهی مواقع به جای تخریب و از بین بردن سلولهای توموری با آنها ادغام شوند. در اولین آزمایشها، پاولک و همکارانش یک نژاد از سلولهای ملانومای موش را که به عنوان متاستازکننده ضعیف شناخته می شوند، در حضور پلی اتیلن گلیکول که غشای سلولی را حل می کند با ماکروفاژهای موش ادغام کردند. سپس این سلولهای دورگه(هیبرید) را به تقریباً پنج هزار موش پیوند زدند.

پاولک می گوید: «این آزمایش خیلی بزرگی بود که انجام آن چهار سال طول کشید و با عزمی راسخ این آزمایشات را به جلو هدایت کردیم. نتایج آزمایشات بسیار قابل توجه بود. حدود ۵۵درصد سلولهای هیبریدشده متاستازکننده بسیار قوی و بسیار کشنده بودند! این در حالی بود که سلولهای ملانومایی که با یکدیگر ادغام شده بودند، توانایی متاستاز نداشتند».

درمان سرطان تصویر 1

قدرت ادغام شدن:  جان پاولک پیشنهاد میکند که تومورها بعد از ادغام شدن با گلبولهای سفید خون، شروع به گسترش یا متاستاز میکنند.  در عکس، وی نمونههای ملانومای بدخیم را که گروه تحقیقاتی او برای یافتن چنین ادغام شدنهایی مورد بررسی قرار دادهاند، در دست دارد.

گسترش مرگ بار:  انجمن سرطان آمریکا پیشبینی میکند در سال ٢٠٠ حدود ١/۴ میلیون نفر در آمریکا و حداقل ١٢ میلیون نفر در سراسر جهان، به سرطان مبتلا خواهند شد. در مورد سرطان پستان، نرخ زنده ماندن بیماران به مدت ۵سال حدود ٩٨ درصد قبل از متاستاز و ٢۶/٧ درصد بعد از متاستاز است، برای سرطان پروستات ١٠٠درصد افراد قبل از متاستاز شانس ۵ سال زنده ماندن را دارند ولی فقط ٣١/٩ درصد افراد بعد از متاستاز شانس این مدت زنده ماندن را به دست میآورند.

 پاولک و همکارانش، همچنین موفق شدند که بین سلولهای متاستاتیک و ماکروفاژها، شباهت های ملکولی را نیز اثبات کنند برای مثال آنها متوجه شدند در هر دو نوع سلول، ژنهای مرتبط با حرکت فعال هستند.

همچنین آنها کشف کردند که سلولهای سرطانی می توانند اندامک های سلولی به نام «اتوفاگوزوم» را تولید کنند که به کمک این اندامک ها میتوانند بخش های قابل توجهی از خود را هضم کنند. 

ماکروفاژها اغلب اتوفاگوزومها را به عنوان وسیله ای برای تغذیه خودشان در حین مسافرت در اطراف بدن به کار می برند. سلولهای سرطانی نیز ممکن است به همین منظور این اندامکها را تولید می کنند. پاولک اولین دانشمندی نیست که فرضیه ادغام را ارائه کرده است. «اتو آیشل» دانشمند و آسیب شناس آلمانی، اولین واضع این فرضیه بود که در سال ١٩١١ این فرضیه را مطرح کرد.

این نظریه حدود ۵٠ سال بعد مجدداً مورد توجه قرار گرفت. در این زمان آزمایشها نشان دادند که سلولهای توموری پیوندزده شده در حیوانات آزمایشگاهی، میتوانند به طور خودبه خودی با سلولها ادغام شوند و گسترش یابند. در سالهای میانی دهه ١٩٨٠ این فرضیه مجدداً کم رنگ شد. دیوید گلدنبرگ، که مطالعاتی در این زمینه را هدایت می کرد، عقیده دارد در این سالها توجه به این نظریه کم شد، به این علت که اگرچه محققان می توانستند سلولهای دورگه میزبان و سلول خارجی را ببینند، ولی در آن زمان ابزارهای آزمایشگاهی نمی توانستند به طور دقیق نشان دهند که آیا واقعاً در مجموعه های طبیعی این اتفاق می افتد یا خیر؟ از همه این ها گذشته، حتی اگر ادغام شدن در بیماران سرطانی اتفاق بیفتد، از آنجا که سلول های توموری و ماکروفاژها از نظر ژنتیکی یکسان هستند اثبات اینکه سلولهای متاستاتیک دورگه (هیبرید) هستند بسیار دشوار است.

اما اکنون پاولک معتقد است که فنآوری لازم برای این مطالعات به دست آمده است و مدارک مهمی در اثبات این فرضیه، از بیماران دریافت کننده پیوند مغز استخوان به دست آمده است. شیمی درمانی و پرتودرمانی مغز استخوان را از بین میبرند، سلولهای مغز استخوان گلبول های سفیدخون را تولید می کنند. مغز استخوان فرد دهنده پیوند از نظر ژنتیکی با بیمار تفاوت دارد و این تفاوت ژنتیکی ردیابی اینکه سلولهای توموری میزبان با ماکروفاژهای فرد دهنده با یکدیگر ادغام می شوند یا خیر، را ممکن می سازد. تاکنون پاولک و همکارانش دو مورد جالب را دریافته اند.

در یک مورد، پسری با گروه خونی O پیوند مغز استخوان را از برادر خود با گروه خونی A دریافت کرد. هنگامی که فرد دریافت کننده مغز استخوان، دچار سرطان کلیه شد، دانشمندان سلولهای توموری را یافتند که گروه خونی A داشتند! در مورد دوم، زنی که پیوند مغز استخوان را از پسرش دریافت کرده بود بعد از مدتی دچار سرطان کلیه شد، در این فرد نیز سلولهای توموری حاوی سلولهایی با کروموزوم  Y(کروموزوم جنسی نر) یافت شد.

در هر دو مثال فوق، محققان نتوانستند تأیید کنند که سلولها حاوی ژنوم میزبان هستند. بنابراین، این امکان باقی می ماند که این سلولها هیبرید نباشند و از فرد دهنده پیوند آمده باشند. پاولک قصد دارد که در نمونه های آینده از روش آنالیز ForsenicDNA استفاده کنند که می تواند ژن های میزبان و فرد دهنده را در یک سلول تشخیص دهد. تحقیقات در زمینه هیبریدها در معرض اشتباهات زیادی هستند. »ایروینگ وایزمن« از دانشگاه استانفورد می گوید: «خطاهای آزمایشگاهی در این زمینه را من بارها و بارها دیده ام، در حالی که شما فکر می کنید در حال مشاهده یک سلول دورگه هستید، در واقع تقریباً همیشه این امکان وجود دارد که آن، یک سلولی باشد که به سلول دیگری چسبیده یا خیلی به آن نزدیک است». (پاولک به محققان سفارش اکید دارد مراقب باشند که چنین اشتباهاتی را در حین انجام تحقیق مرتکب نشوند).

وایزمن همچنین به مطالعاتی اشاره می کند که نشان می دهند هیبریدها واقعاً کمتر سرطان زا هستند، برای مثال هنگامی که سلولهای توموری با سلولهای طبیعی ادغام می شوند، DNA سالم به سرکوب فعالیت بدخیمی کمک زیادی می کند.
پاولک پیشنهاد میکند نوع سلول مورد استفاده ممکن است به طور نسبی این تفاوت در عملکرد را توضیح دهند، بدین معنی که هیبریدشدن سلولهای توموری با گلبولهای سفید خون موجب افزایش بدخیمی شده در حالی که هیبریدشدن با سلولهای اپی تلیال میتواند موجب سرکوب تومورها شود.

درمان سرطان تصویر 2

خانمی بعد از دریافت پیوند مغز استخوان از پسرش، دچار سرطان کلیه شد. سلولهای آبی رنگ در تصویر سمت چپ سلولهای سرطانی هستند. یک تصویربرداری فلورسانس از این سلولها (سمت راست) کرموزومهای را نشان میدهد (نقاط قرمزرنگ)، این یافته پیشنهاد میکند که کارسینوما در این زن نتیجه هیبریدشدن Y  سلولهای او و سلولهای مغز استخوان پسرش بوده است.

وگلشتاین می گوید: »باید توجه داشت که حتی اگر پاولک اثبات کند که سلولهای ادغام شده قابلیت متاستاز قوی دارند، باز محققان باید نشان دهند که آیا این سلولهای هیبریدی مسؤول اصلی متاستاز هستند یا مکانیسم های دیگری اغلب سرطانهای گسترش یابنده را راه می اندازند.« اگر عقاید پاولک اثبات شود، راه های جدیدی برای مبارزه با سرطان ایجاد خواهد شد. برای مثال می توان از آنتی بادی هایی که به سلولهای هیبرید حاوی شاخص های ملکولی ویژه حمله می کنند به عنوان یک حربه درمانی استفاده کرد، یا داروهایی را طراحی کرد که ملکولهای مرتبط با فرآیند ادغام سلولی را مهار می کنند. وگلشتاین می گوید: »حتی اگر عقاید پاولک غلط هم از آب درآید، یک فایده را باید در نظر داشت و آن اینکه اغلب پیگیری عقیده های غیرمتعارف، منجر به ارائه دیدگاههای جدید می شود«. در میان مدت ، کار پاولک دیگر آزمایشگاه های تحقیقاتی را هم به کار در این زمینه ترغیب کرده است. در اولین نشست »ادغام سلولی و سرطان« در سوئد در اکتبر سال ٢٠٠٧ ، ۷۵ دانشمند شرکت کردند و به نظر می رسد این فرضیه در حال گسترش روزافزون است.

مطلب تصادفی: باکتری های سیگار مشکل سازند

ترجمه: دکتر مرتضی شفقی خالکی

منبع: Scientific American, January 2002

حجم فایل: ۱۹۳KB

به اشتراک گذاری

Leave a Comment

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.