دانشمندان دانشکده پزشکی بیلور شواهد جدیدی پیدا کرده اند که نشان می دهد گلیوما، یک شکل کشنده سرطان مغز، فعالیت سلول های عصبی همسایه را تغییر می دهد و باعث چرخه ای می شود که منجر به صرع و پیشرفت تومور می شود.
یافته های آنها، که در مجله Nature منتشر شده است، نشان داد که چندین گونه از ژن PIK3CA پیشرفت تومور را تحریک می کند و دو نوع، به طور خاص بیان ژن های دخیل در سیناپس ها را تغییر می دهند – اتصالاتی که از طریق آنها سلول های عصبی ارتباط برقرار می کنند.
دکتر Benjamin Deneen، استاد جراحی مغز و اعصاب در مرکز سلولهای بنیادی اظهار کرد: “با استفاده از یک استراتژی جدید ژنومیک عملکردی، تحقیقات ما نشانگر تعامل پویا بین سلولهای گلیوم و سلولهای عصبی مجاور است.”
“در این راستا، تومورهای گلیوما رفتار ماکیاولیایی را نشان می دهند – سلولهای گلیوما میکروسیستم عصبی اطراف خود را به سمت فعالیت زیاد پیش می برند، که به نوبه خود به تومور باز می گردد و رشد تومور را تقویت می کند.”
شناسایی انواع ژنی که باعث گلیوما می شوند
هدف اصلی از این مطالعه ایجاد یک سیستم آزمایشگاهی است که محققان را قادر می سازد ژن های جدید سرطان را در مدل های تومورهای مغزی در موش شناسایی کنند. آنها با هم، مدل ژنتیکی موش خود را از گلیوما در یک سیستم غربالگری با راندمان بالا برای شناسایی گونه های PIK3CA مهندسی کردند.
محققان با استفاده از سیستم غربالگری جدید خود، چندین نوع PIK3CA را کشف کردند که باعث ایجاد گلیوما می شوند. دو نوع از PIK3CA، به نام C420R و H1047R، مشهود بودند زیرا آنها قویترین محرک توسعه تومور بودند.
جالب اینجاست که برخی از ژنها به طور اختصاصی در گلیومای C420R و H1047R بیان شده در تشکیل سیناپس نقش دارند، نشان می دهد که تومورها ممکن است توازن سیناپسی نورونهای همسایه را تحت تأثیر قرار دهند.
وی افزود: “این انواع ژن پروتئین هایی تولید می کنند که فقط در یک اسید آمینه وجود دارد – بلوک های ساختاری پروتئین ها – با این حال برخی از این گونه ها تومورهایی را با پروفایل های مولکولی ایجاد می کنند که کاملاً متفاوت از سایرین هستند. این بسیار غافلگیرکننده بود و به ما می گوید که انواع PIK3CA به ظاهر مشابه، تشکیل گلیوما را از طریق مکانیسم های بسیار متفاوت ترویج می کنند. “
گلیوما شرایطی را ایجاد می کند که به نفع پیشرفت خودش است
برای بررسی این مکانیسم های مختلف، دن و همکارانش بر روی نشانه های ژنی در سیناپس متمرکز شدند و فرض می کنند که این تغییرات در بیان ژن سیناپسی می تواند منجر به تشنج، افزایش فشار شبکه و تغییرات مستقیم سیناپسی در مدل موش گلیوما شود.
“به خوبی تأیید شده است که عدم تعادل سیناپسی می تواند منجر به ایجاد تغییرات گسترده در اتصال به شبکه عصبی و تحریک پذیری شود، که در برخی موارد اوج فعالیت تشنجی می باشد.” “تشنج در گلیوما معمولی است، اما مکانیسم های سلولی و ژنتیکی زیربنایی به خوبی درک نشده اند.
ما این یافته را به عنوان فرصتی برای بررسی اینکه آیا انواع مختلف PIK3CA می تواند باعث صرع در گلیوم و همچنین درک بیشتر مکانیسم هایی شود که تومورها باعث افزایش فشار عصبی می شوند، را در نظر گرفتیم.
یافته های آنها، که در مجله Nature منتشر شده است، نشان داد که چندین گونه از ژن PIK3CA پیشرفت تومور را تحریک می کند و دو نوع به طور خاص بیان ژن های دخیل در سیناپس ها را تغییر می دهند – اتصالاتی که از طریق آنها سلول های عصبی ارتباط برقرار می کنند.
مطالعات آنها نشان داد که، در واقع، گلیوماهای منتقل شده از نوع C420R و H1047R باعث ایجاد زودرس فشارخون در نورونهای اطراف تومور و شبکه های سیناپسی از طریق القای تشکیل سیناپس می شوند.
محققان متوجه شدند که این گلیومها به طور انتخابی چندین مولکول از خانواده گلیپیکان (GPC) ترشح می کنند و GPC3 باعث کاهش فشار و بازسازی سیناپسی می شود. علاوه بر این، آنها دریافتند که GPC3 خود باعث تشکیل گلیوما می شود.
این یافته ها اولین شواهدی از مکانیسم مشتق از گلیوما را ارائه می دهند که ریز محیط عصبی را در طی پیشرفت تومور دستکاری می کند.
ما یک مکانیسم مرکزی را کشف کرده ایم که سلول های گلیوما سلول های عصبی را تغییر می دهند تا شرایط محیطی را در مغز ایجاد کنند که رشد را پشتیبانی می کند. از نظر درمانی، ما به طور جدی بررسی می کنیم که چگونه می توان از اتصال کوتاه گلیوم به نورون برای درمان بیماران مبتلا به این تومورهای مغزی مخرب استفاده کرد. “
برای اطلاعات بیشتر به موسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع:
“PIK3CA variants selectively initiate brain hyperactivity during gliomagenesis”.
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).
دکتر کمالی بیش از 50 مقاله پژوهشی (h-index 13) در مجلات معتبر علمی به چاپ رسانده و در حال حاضر مدیر عامل انستیتو سلامت مغز دانا است. بعلاوه به عنوان پژوهشگر ارشد واحد مغز، شناخت و رفتار دپارتمان علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شیراز مشغول فعالیت می باشد. می توانید پژوهش او را در Google Scholar دنبال کنید.
دکتر کمالی علاوه بر تخصص در زمینه علوم اعصاب، سال ها است که به عنوان مدیر اجرایی مجله علوم پزشکی پیشرفته و فناوری های کاربردی (JAMSAT) مشغول به فعالیت است. همچنین به عنوان دبیر اجرایی انجمن علوم اعصاب ایران شاخه فارس فعالیت می کند.