به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که سلول‌هایی که برای تقسیم آماده می‌شوند می‌توانند این روند را معکوس کنند و به حالت استراحت بازگردند و باورهای قدیمی در مورد تقسیم سلولی را به چالش بکشند. اگر سلول‌ها در مراحل اولیه آماده‌سازی تکثیر آنها اختلالی ایجاد شود، می‌توانند فرآیند تقسیم را در مرحله میتوز متوقف کنند. این یافته توسط محققان مؤسسه ملی سرطان (NCI)، بخشی از مؤسسه ملی بهداشت، و در تاریخ 5 ژوئیه 2023 در Nature گزارش شد، نتایج این مطالعه می‌تواند به درمان‌های مؤثرتری برای قطع فرآیند تقسیم و گسترش سریع سلول‌های سرطانی اشاره کند. تلاش برای ترسیم نقطه محدودیت در چرخه سلولی پستانداران معمولاً شامل تحریک سلول‌های ساکن با میتوژن‌ها برای افزایش فواصل، حذف محرک و سپس تعیین نسبت سلول‌هایی است که در نقطه‌ای بعد به فاز S می‌رسند.

مرحله آماده سازی یک مرحله بدون بازگشت نیست

هنگامی که سلول‌ها سیگنال‌های محرک رشد به نام میتوژن را دریافت می‌کنند، وارد چرخه سلولی می‌شوند – نسخه‌های جدیدی از DNA خود را در مجموعه‌ای از مراحل سنتز می‌کنند که در تقسیم سلولی به اوج خود می‌رسد. دانشمندان از مدتها قبل فکر می‌کردند که مرحله آماده سازی این چرخه شامل نقطه ای است که پس از آن سلول‌ها نمی‌توانند این روند را متوقف کنند. محققان بر این باور بودند که پس از این «نقطه بدون بازگشت»، دیگر نیازی به سیگنال‌های رشد برای هدایت سلول‌ها به سمت تقسیم نیست. در مطالعه جدید، دانشمندان مرکز تحقیقات سرطان NCI ویدئویی از هزاران سلول در حال انجام میتوز را ضبط کردند و مشاهده کردند که چه اتفاقی برای آن سلول‌ها افتاد که میتوژن‌ها از محیط خارج شدند. زیرا به دنبال این اتفاق حدود 15 درصد از سلول‌ها از چرخه سلولی خارج شده و به حالت استراحت بازگشتند. وجه مشترک این سلول‌ها این بود که زمانی که دریافت سیگنال‌های محرک رشد را متوقف کردند، فاصله انها از چرخه زیاد بود. در آزمایش‌هایی که با انواع مختلف سلول‌ها انجام شد، بنابراین محققان دریافتند که همه انواع سلول‌ها می‌توانند از چرخه سلولی خارج شوند.

میتوژن‌ها

میتوژن یک پروتئین یا پپتید فعال زیستی کوچک است که سلول را وادار به شروع تقسیم سلولی می‌کند یا سرعت تقسیم را افزایش می‌دهد (میتوز). میتوژنز القاء (محرک) میتوز است، معمولاً از طریق یک میتوژن. مکانیسم اثر یک میتوژن این است که مسیرهای انتقال سیگنال شامل پروتئین کیناز فعال شده با میتوژن (MAPK) را تحریک می‌کند و منجر به میتوز می‌شود. آزمایش‌های کلاسیک نشان داد که سلول‌ها میتوژن‌ها یا فاکتورهای رشدی را که تقسیم سلولی را در یک پنجره محدود در طول چرخه سلولی کنترل می‌کنند، حس می‌کنند .در سلول‌های پستانداران، تصور می‌شود که تصمیم برای تکثیر به‌طور برگشت‌ناپذیر در نقطه محدودیت چرخه سلولی گرفته می‌شود، زمانی که سیگنال‌دهی میتوژن یک حلقه بازخورد مثبت بین سیکلین A2/کیناز 2 وابسته به سیکلین (CDK2) و پروتئین رتینوبلاستوما درگیر می‌کند.

مکانیسم عملکرد میتوژن‌ها

نقطه محدودیت  (R) نقطه‌ای را در چرخه سلولی نشان می‌دهد که درآن سلول‌های پستانداران از سیگنال دهی میتوژن مستقل می‌شوند و به طور برگشت ناپذیری متعهد به تکثیر می‌شوند. از نظر مولکولی، تصور می‌شود که این تصمیم سرنوشت سلولی برگشت‌ناپذیر به این دلیل است که سلول‌ها سیگنال‌های میتوژن خارج سلولی را به یک حلقه بازخورد مثبت خودپایدار تبدیل می‌کنند. میتوژن‌ها در عملکرد خود کینازهای 4 و 6 وابسته به سیکلین (CDK4/6) که پروتئین رتینوبلاستوما (Rb) سرکوبگر تومور را فسفریله می‌کنند، فعال می‌کنند که این عامل خود منجر به فعال شدن فاکتورهای رونویسی E2F1-3 می‌شود. این E2F ها رونویسی سیکلین‌های E و A را تقویت می‌کنند، که با CDK2 کمپلکس‌هایی را تشکیل می‌دهند که Rb را فسفریله می‌کند و رونویسی با واسطه E2F سیکلین‌های E و A را بیشتر پیش می‌برد. بنابراین، تصور می‌شود که CDK2 پس از فعال شدن، یک حلقه بازخورد مثبت با Rb تشکیل می‌دهد که می‌تواند فعالیت مستمر CDK2 را حتی در غیاب سیگنال‌دهی میتوژن بالادست حفظ کند.

داروهای مهار کننده CDK4 و CDK6

به گفته محققان، داروهایی که CDK4 و CDK6 تنظیم‌کننده چرخه سلولی را مهار می‌کنند، مانند داروی سرطان سینه palbociclib (Ibrance)، احتمالاً پیشرفت سلول‌ها را در چرخه سلولی متفاوت از آنچه قبلا تصور می‌شد مختل می‌کنند. آنها اکنون به دنبال این هستند که آیا می‌توانند از این مکانیسم مولکولی جدید برای طراحی درمانی بادوام تر با ترکیب مهارکننده های CDK4 و CDK6 با داروهای شیمی درمانی سنتی که باعث آسیب DNA می‌شوند، استفاده کنند.

پایان مطلب/.