تاثیر تحقیق بر روی مگس میوه در بهبود بقای بیماران سرطانی

دانشمندان در این مطالعه به بررسی تاثیر تحقیق بر روی مگس میوه در بهبود بقای بیماران سرطانی پرداخته و یک استراتژی جدید با کمک مگس میوه برای درمان سرطان یافته اند. هدف این استراتژی حمله به مواد شیمیایی خاصی است که به دلیل سرطان ترشح می شوند، تا طول عمر و سلامت بیماران را بهبود ببخشد.

 

خب حالا داستان چیه؟

 

استراتژی جدید برای افزایش طول عمر و سلامت در افراد مبتلا به سرطان

دانشمندان به طور دقیق نمیدانند چه چیزی باعث مرگ بسیاری از بیماران سرطانی می شود، اما تحقیقات بر روی مگس میوه می تواند ما را به پاسخ هایی در این رابطه برساند. محققان با بررسی مگس ‌های دارای تومور تا زمان مرگ، مواد شیمیایی تولید شده توسط تومور ها را کشف کردند. تحقیقات بر روی مگس میوه در حال حاضر به یک استراتژی جدید ضد سرطانی برای تخریب تومور یا سلول های سرطانی اشاره می کند. در این تحقیقات حمله به مواد شیمیایی مخربی که توسط سرطان ایجاد شدند، می‌تواند میزان بقا را افزایش دهد و سلامت بیماران را بهبود بخشد.

دیوید بیلدر، استاد زیست شناسی سلولی  و مولکولی دانشگاه برکلی، می گوید:” این مطالعه در واقع یک روش مکمل برای تفکر در مورد درمان سرطان است. در این روش شما به جای تخریب تومور، سعی می کنید به میزبان کمک کنید تا با اثرات تومور مقابله کند.” ممکن است تجربه مرگ مگس میوه بر اثر سرطان از ابتلا انسان به تومور کشنده، متفاوت به نظر برسد.

 

روش تحقیقاتی این تیم

 

پایداری ژنوم سلول های میزبان، مقاومت دارویی ایجاد نمی کنند.

شش سال پیش تیم بیلدر دریافتند که تومورها در مگس‌های میوه، ماده‌ای را آزاد می‌کنند که اثرات انسولین را مهار می‌کند. این توجیهی برای تحلیل بافتی به نام کاشکسی( Cachexia ) است که باعث مرگ یک پنجم بیماران سرطانی می شود.

کمک در دفع اثرات تومور در بافت‌های دور از تومور، می‌تواند نیاز به داروهای سمی را برای مهار تومور کاهش دهد یا از بین ببرد. چنین داروهایی به بیمار آسیب می رسانند و علاوه بر سلول های سرطانی ، سلول های سالم را نیز از بین می برند.

بیلدر می گوید:” فراتر از این عوارض جانبی، هدف قرار دادن سلول های تومور است که باعث مقاومت در تومور می شود، زیرا تومور دارای تنوع ژنتیکی می باشد. در نتیجه یک کلون مقاوم به دارو ایجاد می شود که باعث عود سرطان می شود. اما اگر بتوانید سلول های میزبان را هدف قرار دهید، آن ها ژنوم پایداری دارند و در برابر این داروها مقاومت پیدا نمی کنند. هدف ما شناخت روش‌هایی است که تومور بر میزبان تأثیر می‌گذارد و به قسمتی از سلول‌های میزبان که با سلول‌های سرطانی در ارتباط است، حمله میکند.”
تحقیقات آن ها در مورد کاشکسی در سال 2015 درمجله تکوین سلول به چاپ رسید.

 

چه چیزی باعث مرگ بیماران سرطانی می شود؟

 

به گفته بیلدر، دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که چه چیزی باعث مرگ در بسیاری از بیماران سرطانی می شود. به عنوان مثال در سرطان کبد به وضوح عملکرد یک اندام ضروری برای زندگی از بین می رود. سایر اندام ‌ها مانند پوست یا تخمدان‌ ها کمتر حساس هستند و افراد گاهی اوقات به سرعت به دلیل وجود این سرطان‌ ها در این اندام ها می‌ میرند. اگرچه سرطان ها اغلب به اندام های دیگر نیز متاستاز می دهند. نارسایی اندام های متعدد یکی از دلایل اصلی مرگ ناشی از سرطان است که توسط پزشکان ذکر می شود.

بیلدر می پرسد که آیا تمام داستان همین است؟ او می گوید:” بسیاری از سرطان های انسانی متاستاتیک هستند اما این واقعیت، باعث تغییر این سوال اساسی نمی شود که چرا سرطان باعث مرگ می شود؟ اگر تومور شما به ریه متاستاز دهد، آیا به دلیل نارسایی ریه می میرید یا دلیل دیگری پشت آن است ؟ ”
به همین دلیل، بیلدر با تومور های غیر متاستاتیک کاشته شده در مگس‌ های میوه و موش ‌ها کار می‌کند. او به دنبال اثرات سیستمیک است و نه فقط تأثیرات تومور برروی اندام‌ هایی که تومور در آن ها وجود دارد.

یکی از اثرات سیستمیک سرطان، کاشکسی است. کاشکسی باعث تحلیل عضلات حتی در زمانی که بیمار تغذیه داخل وریدی دریافت می کند، نیز می شود. بیلدر یکی از دلایل احتمالی برای کاشکسی را کشف کرده است. او می گوید سرطان ها ماده شیمیایی را آزاد می کنند که از ذخیره انرژی انسولین در بدن جلوگیری می کند. اما بقیه ی دانشمندان مواد ترشحی دیگری از سرطان ها را نیز یافتند که می توانند مسئول تحلیل بافت باشند.

 

تاثیرماده شیمیایی اینترلوکین-6 بر روی سد خونی مغزی

 

جونگ کیم، دانشجوی فوق دکترا در آزمایشگاه بیلدر است. او اخیراً کشف کرد که تومورها در مگس‌های میوه، ماده شیمیایی خاصی را آزاد می‌ کنند. این ماده شیمیایی باعث اختلال در سد خونی مغزی می شود و به این دو محیط اجازه می‌دهد با هم مخلوط شوند. عملکرد این فاجعه در بسیاری از بیماری‌ ها، از جمله عفونت، تروما و حتی چاقی هم دیده می شود. کیم و بیلدر با آزمایشگاه‌ های دیوید راولت و کائورو سایجو، استادان دانشگاه کالیفرنیا برکلی همکاری کردند. آن ها نشان دادند که تومور موش‌ هایی که ماده شیمیایی اینترلوکین-6 را آزاد می‌ کند، باعث نشت سد خونی مغزی نیز می شوند.

آن ها توانستند با مهارکردن اثر سیتوکین بر روی سد خونی مغزی طول عمر مگس‌ های میوه و موش‌ های مبتلا به تومور های بدخیم را افزایش دهند.
بیلدر می گوید:” سیتوکین اینترلوکین-6 باعث التهاب می شود. آنچه در اینجا جدید است این است که این التهاب ناشی از تومور، باعث باز شدن سد خونی مغزی می شود. در واقع ما باید در فرآیند آسیب سد خونی مغزی دخالت کنیم و از طرفی تومور را به حال خود رها کنیم. درنتیجه میزبان می تواند با وجود همان تومور طولانی تر و سالم تر زندگی کند.

او افزود:” اینترلوکین-6 نقش های مهم دیگری را نیز در بدن ایفا می کند. دانشمندان باید دارویی را پیدا کنند تا مانع از عملکرد آن در سد خونی مغزی شود بدون اینکه تأثیر آن در جای دیگری تغییر کند. اما چنین دارویی به شکل قابل توجهی می تواند طول عمر و سلامت بیماران سرطانی را افزایش دهد.”

بیلدر و همکارانش کار خود را در مورد اختلال اینترلوکین-6 در سد خونی مغزی در مجله تکوین سلول منتشر کردند. آن ها خلاصه ای درباره تأثیر تحقیقات بر مگس میوه در درک فعالیت های تومور- میزبان منتشر کردند که ماه گذشته در مجله بررسی ماهیت سرطان منتشر شد.

 

درمان موش های سرطانی با مسدود کننده گیرنده اینترلوکین-6

 

ممکن است شکاف در سد خونی مغزی یکی دیگر از اثرات طولانی مدت تومور ها باشد. محققان دریافتند که مهار کردن اینترلوکین-6 در سد خونی مغزی، طول عمر مگس های مبتلا به سرطان را تا 45 درصد افزایش می دهد. موش‌ های آزمایشگاهی باید قبل از درد کشیدن و مرگ بخاطر سرطان آزمایشی، خلاص شوند. اما تیم تحقیقاتی دریافتند پس از 21 روز، 75 درصد از موش‌ های حامل سرطان که با مسدود کننده گیرنده اینترلوکین-6 درمان شدند، زنده ماندند.

بیلدر می گوید:” فقط اختلال در سد خونی مغزی باعث مرگ این حیوانات نمی شود. مگس‌ ها می‌ توانند سه یا چهار هفته با یک سد خونی مغزی نشت‌ کننده زندگی کنند. در حالی که اگر تومور داشته باشند، تقریباً بلافاصله پس از آسیب دیدگی سد خونی مغزی می‌ میرند. بنابراین ما فکر می‌ کنیم که تومور باعث اتفاق دیگری می‌شود. شاید تومور باعث به گردش افتادن ماده ای در خون می شود که از سد آسیب دیده عبور می‌ کند و وارد مغز می‌ شود. اگرچه این مسیر می‌تواند برعکس باشد و ماده‌ ای از مغز به خون وارد شود.”

بیلدر مواد شیمیایی تولید شده در سرطان را در مگس‌ها پیدا کرده است. این مواد با اِدم، نفخ ناشی از حبس مایعات اضافی و لخته شدن بیش از حد خون که منجر به مسدود شدن رگ‌ها می‌شود؛ مرتبط است. هر دو بیماری اغلب با سرطان همراه هستند. سایر محققان، مواد شیمیایی که توسط تومور در مگس تولید می شود را یافتند که با بی اشتهایی عصبی و اختلال عملکرد سیستم ایمنی مرتبط است. این موارد از علائم بسیاری از سرطان ها هستند.

 

مگس میوه نقش کلیدی در درمان و مطالعه سریع تر سرطان دارد.

 

بیلدرمی گوید:” مطالعه سرطان در مگس‌های میوه نسبت به مدل‌ های سرطانی در حیوانات دیگر مانند موش‌ ها مزایای بیش تری دارد. محققان می توانند مگس ها را تا لحظه مرگ دنبال کنند تا مشخص شود چه چیزی باعث مرگ آن ها می شود. نگرانی های اخلاقی، محققان را از اعمال درد در مهره داران باز می دارند. بنابراین حیوانات تحقیقاتی قبل از مرگ طبیعی باید کشته شوند که این باعث می شود درک کامل علت نهایی مرگ نا مشخص بماند. برای این حیوانات، اندازه تومور به عنوان معیاری برای ارزیابی شانس بقای حیوان استفاده می شود.

او گفت:” ما در مورد پتانسیل این آزمایشات در جهت افزایش بقا و طول عمر، بسیار خوشحال هستیم. ما فکر می کنیم این یک نقطه کور واقعی است. زیرا به دانشمندان اجازه نمی دهد به سؤالاتی در مورد اینکه چگونه تومور در خارج از محل رشد خود باعث مرگ می شود، بپردازند. اندازه تومور گمراه کننده نیست، اما مگس میوه راه کاملی برای بررسی اینکه سرطان چه می کند را به ما نشان می دهد. ”

بیش تر مطالعات سرطان بر روی جوندگان، تنها ده ها حیوان را شامل می‌ شود. اما آزمایش‌ بر روی مگس میوه می ‌تواند صدها نفر را شامل شود که اهمیت آماری نتایج را بهبود می‌ بخشد. همچنین مگس‌ های میوه به سرعت تکثیر می ‌شوند و طول عمر طبیعی کوتاهی دارند که امکان مطالعات سریع ‌تر را فراهم می‌ کند.

 

نیم نگاهی به کتاب کد سرطان

 

دکتر جیسون فانگ در فصل ششم کتاب درخشان خود ،کد سرطان، به طور کامل به بررسی درمان سرطان می پردازد. چند خطی از این فصل در پاراگراف زیر آمده است:

((مدل تکاملی سرطان موفقیت یا شکست بعضی از برنامه های غربالگری را توضیح میدهد. زمانی که سرطان با روشی منظم از ضایعات پیش سرطانی تا تومورهای کوچک و بعد تومورهای بزرگ و متاستاز پیشرفت میکند، غربالگری موفقیت آمیز است.(شکل 12-21) غربالگری برای خارج کردن سرطان ها در مراحل اولیه، از پیشررفت آن به سررطان های پیشرفته جلوگیری میکند و زندگی افراد را نجات میدهد.))

 

برای مشاهده شکل گفته شده و مطالعه کامل کتاب، کلیک کنید

 

نتیجه گیری

 

بیلدر می گوید که مگس‌های میوه و انسان فقط ارتباط دوری با هم دارند؛ اما در گذشته، این مگس‌ ها نقش کلیدی در درک فاکتور های رشد تومور و انکوژن‌ ها داشته‌ اند. مگس میوه در حال حاضر نیز می تواند کلیدی در درک اثرات سیستمیک سرطان باشد.

او می‌گوید:” مگس ‌ها می‌ توانند تومورهایی شبیه تومور های انسانی که 20 سال پیش توضیح دادیم را دریافت کنند. اکنون شباهت های زیادی بین مگس سرکه و انسان در پاسخ های بیماران کاشکسی، انعقاد، پاسخ ایمنی، تولید سیتوکین و … می بینیم. من فکر می کنم بررسی این تومور در مگس های میوه یک مورد بسیار کامل است. امیدواریم که افراد دیگر را نیز برای این کار،  از منظر مگس سرکه، زیست شناسی سرطان و دیدگاه پزشکی جذب کنیم. ”

نویسندگانی که در نوشتن این مقاله جدید همکاری کردند، عبارتند از هسیو چون چوانگ فوق دکترای دانشگاه برکلی، ناتالی ولف دانشجوی فارغ التحصیل کریستوفر نیکولای دانشجوی سابق دکترا. این کار توسط مؤسسه ملی بهداشت (GM090150، GM130388، AI113041، HD092093) پشتیبانی شد.

 

منابع:

 

• Jung Kim, Hsiu-Chun Chuang, Natalie K. Wolf, Christopher J. Nicolai, David H. Raulet, Kaoru Saijo, David Bilder. Tumor-induced disruption of the blood-brain barrier promotes host death. Developmental Cell, 2021; DOI: 10.1016/j.devcel.2021.08.010
  David Bilder, Katy Ong, Tsai-Ching Hsi, Kavya Adiga, Jung Kim. Tumour–host interactions through the lens of Drosophila. Nature Reviews Cancer, 2021; DOI: 10.1038/s41568-021-00387-5 Alejandra Figueroa-Clarevega, David Bilder. Malignant Drosophila Tumors Interrupt Insulin Signaling to Induce Cachexia-like Wasting. Developmental Cell, 2015; 33 (1): 47 DOI: 10.1016/j.devcel.2015.03.001

 

مترجم: پرنیا محمدی | تولید محتوا و ویراستار: پرنیا فواکهی

 

بیشتر بخوانید: شبیه سازی تومور با پرینت سه بعدی