به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سرطان بیماری است که میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد. این بیماری با رشد کنترل نشده سلول‌های غیر طبیعی مشخص می‌شود که می‌توانند به بافت‌های اطراف حمله کرده و به سایر قسمت‌های بدن نیز گسترش یابند. متاستاز زمانی اتفاق می‌افتد که سلول‌های سرطانی از تومور اولیه جدا شده و در سراسر بدن پخش می‌شوند و برای مهاجرت، این سلول‌ها مجبور می‌شوند ارتباط خود را با سلول‌های همسایه قطع کنند و به بافت‌های دیگر مهاجرت کنند. در واقع سرطان، اسکلت سلولی را دچار تغییر می‌کند و این تغییر با تاثیر بر مکانیک سلول توانایی آن را برای تغییر شکل تغییر می‌دهد و در نتیجه، قدرت حرکت سلول‌های سرطانی می‌تواند با سلول‌های سالم متفاوت بوده و باعث شود که آنها در طول بافت به جاهای مختلف بدن انسان مهاجرت کنند.  مولکول‌های سیگنالی که توسط سلول‌های سرطانی آزاد می‌شوند، هر دو فرآیند را هدایت می‌کنند و در نتیجه موجب افزایش بدخیمی تومورها می‌شوند. تیمی از محققان به سرپرستی پروفسور Robert Grosse  و دکتر  Carsten Schwanاز دانشگاه Freiburg کشف کردند که آزادسازی فاکتورهای پرومتاستاتیک که باعث بدخیمی تومورها می‌شود، تحت تأثیر اسکلت سلول‌ها قرار دارد. این یافته‌ها در مجله Advanced Science منتشر شد.

نقش و اهمیت سیتو اسکلت سلولی در عملکرد سلول

تنظیم دینامیکی اسکلت سلولی اکتین برای توانایی مهاجرت سلول‌ها بسیار مهم است. این در حالی است که در طول جنین زایی حرکت سلولی برای مراحل بهبود زخم ضروری است، همچنین یکی از ویژگی‌های مهم سلول‌های تومور ی است که منجر به ایجاد سرطان‌های متاستاتیک می‌شود. این در حالی است که پروتئین‌های ترشحی به عنوان اجزای ضروری ریزمحیط تومور توصیف شده اند، ولی با این وجود تاکنون اطلاعات زیادی در مورد دخالت اکتین در ترافیک و ترشح عواملی که باعث پیشرفت سلول‌های سرطانی می شوند، وجود ندارد. در همین راستا می‌توان گفت که ساختارهای غشایی برآمده مانند filopodia یا lamellipodia واسطه‌های مهم تحرک سلولی هستند و در مهاجرت سلولی، تهاجم سلول‌های تومور یا تمایز اپیتلیال نقش مهمی دارند. تشکیل برآمدگی‌های سلولی به بازآرایی‌های بسیار سازمان یافته و کاملاً کنترل شده اسکلت سلولی اکتین در فضا و زمان متکی است. با کنترل و هدایت فعالیت گروه متنوعی از هسته‌سازهای اکتین و عوامل مونتاژ، خانواده Rho GTPaseهای می‌توان جهت هدایت و بازسازی اسکلت سلولی اکتین در طی حرکت سلول را هدف قرار دارد.

اکتین عملکردهای مختلفی در تکثیر سرطان دارد

رشته‌های اکتین بخشی از اسکلت سلولی هستند که برای ثبات و تحرک سلول ضروری هستند. آنها شبکه‌ای را تشکیل می‌دهند که به صورت پویا ساخته شده است و با افزودن یا جدا شدن بلوک‌های ساختمانی در انتهای رشته‌ها شکسته می‌شود. این فرآیندها دقیقاً توسط مولکول‌های دیگری مانند به اصطلاح فرمین‌ها تنظیم می‌شوند. پویایی شبکه اکتین حرکت سلول‌ها را در حین رشد یا بسته شدن زخم و همچنین مهاجرت سلول‌های سرطانی را امکان پذیر می‌کند. اکتین همچنین در انتقال مواد درون سلول نقش دارد. با این حال، مکانیسم عملکرد آن نسبت به سایر مکانیسم‌های انتقال درون سلولی کمتر شناخته شده است. ولی در مجموع این کار یک مکانیسم کنترل شده با فرمین را نشان می‌دهد که به طور موقت اکتین را مستقیماً در وزیکول‌های داخل سلولی پلیمریزه می‌کند تا تحرک آنها را تسهیل کند.  این مکانیسم ممکن است برای تنظیم متاستاز سلول‌های سرطانی و پیشرفت تومور مهم باشد.

نقش فرمین‌ها (FMNL2) در تنظیم‌ رشته‌های اکتین

فرمین‌ها گروه عمده‌ای از تنظیم‌کننده‌های اکتین هستند و با وجود یک دامنه همسانی فرمین بسیار حفاظت‌شده 2 (FH2) طبقه‌بندی می‌شوند که برای توانایی آن‌ها در هسته‌دهی و طویل کردن رشته‌های اکتین بدون انشعاب بسیار مهم است. FMNL2 زیرگروهی از خانواده فرمین‌ها است که توسط مهار خودکار تنظیم می‌شود. این حالت خود مهار شده از طریق برهمکنش‌های درون مولکولی بین C- و N-پایانه تسهیل می شود.بنابراین اتصال Rho-GTPases به دامنه اتصال GTPase، و همچنین اصلاحات پس از ترجمه، مانند فسفریلاسیون در مکان‌های مختلف، می‌تواند حالت مهار خودکار را آزاد کند و فعالیت FMNL2 را تعدیل کند. در همی راستا فرایند N-myristoylation  می‌تواند دینامیک اکتین را تنظیم کند و به تغییرات مورفولوژیکی سلول کمک کند. FMNL2 تا حد زیادی در ساختارهای بیرون زده، مانند filopodia و lamellipodia دیده می‌شود. این ساختارها علاوه بر دخالت در مهاجرت سلولی و تهاجم تومور، برای تشکیل مکان‌های تماس سلول-سلول در سلول‌های اپیتلیال نیز مورد نیاز هستند.

شواهد و نتایج بدست‌آمده از مطالعه انجام شده

اکنون محققان Freiburg دریافتند که شبکه اکتین باعث آزادسازی فاکتورهای پرومتاستاتیک نیز می‌شود. برای مطالعه خود، آنها برای ردیابی حرکت وزیکول های انتقال فردی در سلول های سرطانی زنده، از میکروسکوپ با وضوح بالا استفاده کردند. گروس، یکی از اعضای Cluster of Excellence CIBSS - مرکز مطالعات یکپارچه سیگنالینگ بیولوژیکی در دانشگاه Freiburg می‌گوید: ما مشاهده کردیم که وزیکول‌های بارگذاری شده با ANGPTL4 با استفاده از پلیمریزاسیون پویا و موضعی رشته‌های اکتین به محیط سلول منتقل می‌شوند. شواهد میکروسکوپی ما با دنبال کردن سلول‌های زنده نشان داد که FMNL2 مستقیماً اکتین را روی وزیکول‌های متحرک حاوی ANGPTL4 به روشی بسیار پویا پلیمریزه می‌کند تا تجمع بالایی درون سلولی مناسب و ترشح متعاقب آن‌ها انجام شود. در نهایت، ما در این مطالعه نقش جدیدی از پویایی اکتین را گزارش می‌کنیم که ممکن است به پیشرفت سرطان کمک کند.

این دانش می‌تواند برای تشخیص یا درمان تومور استفاده شود.

 ANGPTL4 یک عامل پرومتاستاتیک مهم است که باعث تشکیل متاستاز در انواع مختلف سرطان می‌شود. در همین راستا مولکول FMNL2 انتقال ANGPTL4 را در طول رشته‌های اکتین کنترل می‌کند. بر اساس مشاهدات میکروسکوپی و آنالیزهای ژنتیکی، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که حرکت وزیکول‌ها توسط مولکول فرمین مانند FMNL2 با شروع پلیمریزاسیون ( یعنی طویل شدن ) رشته‌های اکتین به طور مستقیم در وزیکول کنترل می‌شود. گروس می‌گوید: «ما قبلاً می‌دانستیم که افزایش فعالیت FMNL2 دارای اثرات پرومتاستاتیک در بسیاری از انواع تومورها است. "در کار فعلی، ما اکنون می‌توانیم یک فرآیند اساسی مهم و یک اتصال به مسیر سیگنالینگ TGFbeta را نشان دهیم." به گفته این دانشمند، این دانش می‌تواند برای تشخیص یا درمان تومور استفاده شود. به عنوان مثال، با ایجاد یک آنتی بادی که نشان دهنده حضور FMNL2 فعال  باشد و یا از نظر دارویی FMNL2 فعال و فسفریله را هدف قرار دهد می‌تواند کمک کننده باشد.

پایان مطلب/.