علماء يكتشفون زيادة الطاقة الميتوكوندرية في خلايا السرطان تحت الضغط
اكتشف الباحثون أن خلايا السرطان تستجيب للضغط الجسدي من خلال نشر الميتوكوندريا بسرعة إلى النواة، مما يوفر اندفاعًا من ATP لإصلاح تلف الحمض النووي وضمان البقاء. هذه الآلية، التي لوحظت في تجارب المختبر وبيوبسيات المرضى، يمكن أن تلهم استراتيجيات جديدة لوقف انتشار السرطان. الاكتشاف يعيد تعريف دور الميتوكوندريا كمستجيبين ديناميكيين بدلاً من مصادر طاقة ثابتة.
في دراسة نشرت في Nature Communications، كشف علماء في مركز تنظيم الجينوم في برشلونة عن كيفية تنشيط خلايا السرطان لاستجابة طاقة دفاعية عند التعرض للضغط الميكانيكي. باستخدام ميكروسكوب متخصص لضغط خلايا HeLa الحية إلى ثلاثة ميكرومترات فقط من العرض —حوالي واحد من كل ثلاثين جزء من قطر شعرة بشرية—، لاحظ الباحثون الميتوكوندريا تتسابق إلى النواة في ثوانٍ. تشكل هذه الأعضاء 'NAMs'، أو ميتوكوندريا مرتبطة بالنواة، مما يخلق هالة محكمة تُدفق النواة إلى الداخل.
حدث هذا الظاهرة في 84 في المئة من خلايا HeLa المحصورة، مقارنة بكاد لا شيء في الخلايا غير المضغوطة. أظهر مستشعر فلوري أن مستويات ATP في النواة ارتفعت بنحو 60 في المئة في غضون ثلاث ثوانٍ من الضغط. 'إنها علامة واضحة على أن الخلايا تتكيف مع الضغط وتعيد ترتيب استقلابها'، يقول الدكتور فابيو بيزانو، المؤلف الأول المشترك.
هذا الدفع في ATP حاسم لإصلاح الحمض النووي: الضغط الميكانيكي يكسر خيوط الحمض النووي ويُعقد الجينوم، لكن الطاقة الإضافية تمكن فرق الإصلاح من إصلاح الضرر في غضون ساعات، مما يسمح للخلايا بالاستمرار في الانقسام. بدونها، تفشل الخلايا. تشمل الآلية خيوط الأكتين والشبكة الإندوبلازمية التي تشكل هيكلاً لاحتجاز الميتوكوندريا؛ علاج الخلايا بلاترونكولين A، الذي يفكك الأكتين، منع تشكيل NAM والاندفاع في ATP.
تم التأكيد على الصلة بالسرطان في بيوبسيات أورام الثدي من 17 مريضًا، حيث ظهرت هالات NAM في 5.4 في المئة من النوى في جبهات الأورام الغازية —ثلاث مرات أكثر من 1.8 في المئة في نوى الأورام الكثيفة—. 'رؤية هذه التوقيع في بيوبسيات المرضى أقنعتنا بأهميتها خارج مقعد المختبر'، يشرح الدكتور ريتوبراتا غوس، المؤلف الأول المشترك.
يوحي الاكتشاف بأن استهداف هذه الاستجابة للضغط يمكن أن يجعل الأورام أقل غزوية دون إيذاء الخلايا السليمة. 'استجابات الضغط الميكانيكي هي ضعف غير مستكشف في خلايا السرطان يمكن أن يفتح طرقًا علاجية جديدة'، تقول الدكتورة فييرينا روبريخت، المؤلفة المراسلة المشتركة. بينما تركز على السرطان، من المحتمل أن تساعد العملية خلايا أخرى تحت الضغط، مثل الخلايا المناعية في العقد الليمفاوية أو الخلايا العصبية التي تمتد فروعها. 'إنها تجبرنا على إعادة التفكير في دور الميتوكوندريا... ليست هذه البطاريات الثابتة... بل أشبه بالمستجيبين الأوائل السريعين'، تلاحظ الدكتورة سارة سدلشي، المؤلفة المراسلة المشتركة.