Küçük kanser hücreleri daha agresif: Kanser gelişiminin sürpriz mekanizması bulundu

Virginia Tech üniversitesinde çalışan lisansüstü öğrenciler Megan Sweet ve Mat Bloomfield, kanserin nasıl geliştiğine dair yeni bulgular ortaya koydu. Araştırma, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı; ek bulgulardan bazıları bu yılın başlarında Cancer Research dergisinde yayınlandı.

Bulgular, yıllara yayılan titiz laboratuvar çalışmalarından çıktı; farelerde büyütülen tümörlerin dikkatle incelenmesini içeriyor. Sweet, zamanının çoğunu son derece ince kanser dokusu dilimleri hazırlamaya ayırıyor. Soğutulan metal bir odayda çalışan haberleşme, yaklaşık bir işaret parmağı tırnağı boyutunda bir tümörü keskin bir bıçağa doğru konumlandırıp dikkatle ayarlıyor.

“Her şey ince ayar ve eşit bir dilim elde etmek üzerine,” diyor Sweet. Bıçak dokudan geçerken düzenli, ritmik bir kesme sesi çıkıyor. “En zor ve en çok zaman alan kısım bu,” diyerek ekliyor Sweet. “Ama aynı zamanda biraz da meditatif.”

Her dilim, ışığın içinden geçecek kadar ince kesiliyor. Sweet, hassas dokuyu dikkatle bir cam nesne üzerine aktarıyor; burada seçili hücre yapıları mikroskopta daha kolay ayrışabilsin için boyaniyor. Süreç, tekrarlayan dilimleme, boyama, inceleme ve örnekleri karşılaştırma aşamalarından oluşuyor.

Virginia Tech ekibi, kanserin gelişimi ve ilerlemesi hakkında yeni ışık tutan bulguları yayımladı. Araştırma, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde; bazı ek bulgular ise bu yılın başlarında Cancer Research dergisinde yayınlandı.

Kromozom Hataları Kanser Besleyebilir

İnsan vücudundaki sağlıklı hücrelerin çoğu diploidtir; yani her birinden biri ebeveynlerden gelen iki tam kromozum seti taşır. Normal koşullarda bu hücreler, aynı kromozum düzenine sahip yeni hücreler üretmek için bölünür. Ancak zaman zaman bölünme sırasında bir şeyler ters gider ve hücreler anormal sayıda kromozumla sonuçlanır.

Bu hatalar sonraki hücre bölünmelerinde aktarıldığında, zamanla birikebilir. Bu değişiklikler kanserin gelişmesinden biri yoludur. Beş yıldır Sweet ve lisansüstü öğrenci arkadaşı Mat Bloomfield, biyolog Daniela Cimini ile birlikte anormal sayıda kromozum taşıyan hücreleri inceliyor; bu, kanserin yaygın bir özelliğidir.

Bu anomalilerin sonuçlarını çalışmak için Cimini’nin ekibi diploid kanser hücrelerini, kromozomlarını bölünme tamamlanmadan çoğaltacak biçimde müdahale ederek değiştirdi. Sonuç, iki yerine dört tam kromozum seti içeren tetraploid adlı bir hücre tipi oldu.

Bu hücreler yalnızca laboratuvar deneyleriyle sınırlı değil. Tetraploid hücreler insan tümörlerinin gelişimi sırasında da ortaya çıkabilir ve varlığı kanserin ilerlemesiyle hasta sonuçlarının daha kötü olmasıyla ilişkilendirildi.

Kanser Hücreleri Sağlıklı Hücreleri Beslemek İçin Çağırıyor

Bilim İnsanları, tetraploid hücrelerin tümörleri daha agresif kabileceğini uzun zamandır biliyordu. Ancak kanser büyümesine tam olarak nasıl katkıda bulunduğu belirsizdi. Araştırmak için Sweet ve Bloomfield, sıradan diploid kanser hücrelerinden gelişen tümörlerle tetraploid kanser hücrelerinden oluşan tümörleri karşılaştırdı.

Deneyler beklenmedik bir sonuç verdi. Farelerde tümörler büyürken, tetraploid hücrelerin oranı azaldı. Bu düşüşe rağmen tümörler hızlıca büyümeye devam etti ve önemli boyutlara ulaştı. Araştırmacılar, tetraploid kanser hücrelerinin stromal hücre adı verilen, kansersiz bağ dokusu hücrelerini—yapısal destek sağlamaya yardımcı olan—çeşitlendirme teşvik ettiğini keşfetti.

Bu ek hücreler, daha fazla tümör gelişimini destekleyen bir ortam yaratmış görünüyor. “Bu tetraploid hücrelerden küçük bir oranın bile, daha fazla kanser ilerlemesini destekleyen ekstra kansersiz hücrelerin çağrılmasını teşvik edebileceği,” diyor Sweet.

Bulgular, anormal kanser hücrelerinin tümör büyümesini—tümörün yalnızca küçük bir bölümünü oluşturdukları durumlarda bile—nasıl teşvik edebileceğine dair daha önce tanınmayan bir mekanizma ortaya koydu.

Küçük Kanser Hücreleri Sürpriz Bir Tehlikeyi Ortaya Çıkardı

Ayrı bir araştırma, tetraploid hücreler ile kanser agresifliği arasında başka beklenmedik bir bağlantı ortaya çıkardı. Bloomfield başlangıçtetraploid hücrelerin fiziksel özelliklerini inceliyordu. İnsan kanser hücrelerinden tetraploid hücreler üretip tek hücrelerden türetilmiş koloniler kurduktan sonra, oluşan grupların hepsinin aynı boyutta olmadığını fark etti.

Tetraploid hücreler normalden iki kat fazla kromozum seti taşıdığı için araştırmacılar bunların diploid krelerden yaklaşık iki kat büyük olması gerektiğini bekliyordu. Bunun yerine bazı hücreler tahmin edildiğinden yüzde 25-30 daha küçüktü.

Daha da sürpriz olanı, bu küçük hücrelerin agresif tümörler oluşturma konusunda büyük eşlerinden daha yetkin çıkmış olmasıydı. “Küçük klonlar more aggressive,” diyor Bloomfield. “Daha hızlı büyürler, daha füturist ve yaygın kanser önleyici ve stres artırıcı ilaçlara daha dayanıklıdırlar.”

Farelerde yapılan further deneyler bu gözlemleri destekledi. Küçük tetraploid hücreler içeren tümörler sık sık büyük olanları içerenlerden daha hızlı büyüyor. Bu örüntü tek bir kanser türleriyle sınırlı değildi; araştırmacılar benzer sonuçları hem kolonktans hem de meme kanserinde gözlemledi; bu da tetraploid hücre boyutu ile tümör agresifliği arasındaki ilişkinin farklı kanserlerde yayılabileceğini gösteriyor.

Kanser Hücre Boyutu Hasta Sağlığını Öngörebilir

Araştırmacılar, aynı ilişkinin insan kanserlerinde de bulunup bulunamayacağını araştırdı. Kanser Genome Atlas’i adlı, binlerce kanser hastası örneğinden oluşan detaylı veri büyük bir koleksiyonundan bilgi analiz ettiler. Sonuçlar, küçük tetraploid hücrelerin birkaç kanser türünde kötü prognoz ve düşük hayatta kalma oranlarıyla ilişkili olduğunu ortaya koydu.

Bu, bu anormal hücrelerin boyutunun ölçülmesinin, tümörün ne kadar agresif davranabileceği hakkında değerli bilgiler sağlayabileceğini işaret ediyor. “Tetraploidy’nin hücreleri daha çok kanser oluşturucu yapabileceğini biliyorduk; ama artık hücrelerin boyutunu da dahil edersek, bu kanser oluşum potansiyelini öngörmekte daha tahmin edilebilir olabileceğini biliyoruz,” diyor Cimini.

Bulgular, bilim İnsanlarının kansere dair anlayışına önemli bir boyut ekliyor. Anormal kromozum sayıları uzun zamandır tehlikeli tümör davranışıyla ilişkilendirildi; ancak yeni araştırma, hücre boyutunun kanserin büyümeye ve yayılmaya yönelik potansiyeline dair ek ipuçları sunabileceğini gösteriyor.

Ekip, şimdi bu etkiden sorumlu biyolojik mekanizmaları daha detaylı araştırmaya ve insan kanser verilerini incelemeye devam etmeyi planlıyor. Sweet için bu, kanser biyolojisinin en önemli sorularından birinin yanıtlarını ararken laboratuvar masasında saatlerce ince tümör dokusu dilimleri kesip analiz etmek anlamına geliyor.