ההבנה כיצד גידולים משנים את חילוף החומרים שלהם כדי להתנגד לטיפולים היא המוקד ההולך וגובר במחקר הסרטן. כאשר תאי סרטן מסתגלים לטיפולים, חילוף החומרים שלהם עובר לרוב, מה שיכול לעזור להם לשרוד ולשגשג למרות התערבויות רפואיות. תהליך זה, המכונה תכנות מחדש מטבולית, הוא גורם מפתח בהתפתחות התנגדות לטיפול. עם זאת, השיטות הנוכחיות לחקר שינויים אלה יכולות להיות יקרות, מורכבות ולעתים קרובות הרסניות לתאים הנחקרות. חוקרים מאוניברסיטת קנטאקי פיתחו גישה חדשה ופשוטה יותר לצפייה בשינויים מטבוליים אלה בתאי סרטן, ומציעים כלי נגיש ויעיל יותר למחקר סרטן.
כפי שדווח ב גילוי ביו -פוטוניקההצוות פיתח טכניקת מיקרוסקופיה חדשה המשתמשת במיקרוסקופ פלואורסצנטי סטנדרטי בשילוב עם תוכנת הדמיה. שיטה זו מאפשרת למדענים להתבונן ולנתח שינויים מטבוליים בתאי סרטן בודדים, ללא צורך בציוד יקר או בבדיקה הרסנית. בניסויים שלהם, החוקרים התמקדו בקרצינומה של תאי קשקש ראש וצוואר (HNSCC), סוג של סרטן העומד לרוב עמיד בפני טיפול בהקרנות. הם מצאו כי טיפול בקרינה גרם לשינויים מטבוליים משמעותיים בתאים, במיוחד באמצעות הפעלת חלבון הנקרא HIF-1α, המסייע לתאים להסתגל לרמות חמצן נמוכות הנמצאות בדרך כלל בגידולים.
הצוות השתמש בבדיקות מטבוליות זמינות מסחרית כדי להעריך כיצד קווי תאי HNSCC שונים הגיבו לקרינה. הם גילו כי קו תאים אחד (RSCC-61) הראה רמות גבוהות בהרבה של ביטוי HIF-1α בהשוואה לאחר, מה שמרמז על שינוי מטבולי חזק יותר לעבר התנגדות לרדיואקציה. על ידי עיכוב HIF-1α, הם הצליחו להפוך חלק מהשינויים הללו ולהפוך את התאים הרדיואליים לרגישים יותר לקרינה.
טכניקה חדשה זו יכולה להיות מחליף משחק עבור חוקרים החוקרים חילוף חומרים בסרטן. על ידי שימוש בכלים זמינים, בעלות נמוכה, מדענים יכולים כעת לבצע ניתוחים מפורטים של תאים יחידים של שינויים מטבוליים בתגובה לטיפולים, ולפתוח הזדמנויות חדשות להבנה והתגברות על עמידות לטיפול בסרטן.
המחקר מדגים את הגמישות התפקודית של הגישה האופטית החדשה שלנו לדיווח על השינויים המטבוליים העיקריים של HNSCC רדיור -רדיואלי ורגיש תחת לחץ טיפולי ובכך חושף את תפקיד התכנות מחדש של חילוף החומרים בהתפתחות ההתנגדות לטיפול בסרטן. "
קייגאנג ג'ו, סופר בכיר
ג'ו מציין כי גישה זו נוצרה בהשראת האתגרים המעשיים איתם התמודד הצוות כאשר מנסה לגשת בעבר לכלים מטבוליים יקרים בעבר. "עבודה זו הונעה על ידי המחסומים המעשיים לגישה לכלים מטבוליים יקרים שפגשנו בעבר למחקרי מטבוליזם של גידולים", אומר ג'ו. "ההפגנות והתוצאות שלנו מרגשות, מכיוון שיש לנו כעת גישה חסכונית לחקר חילוף החומרים של תאים ברמה של תאים יחיד עם דרישת מומחיות מינימלית."
תוצאות המחקר מבטיחות לעתיד תגליות חילוף החומרים בסרטן. מיקרוסקופ פלואורסצנטי סטנדרטי יחד עם טכניקות עיבוד הדמיה נאותות יכולות להיות כלי רב עוצמה לחקר התפקיד של תכנות מחדש מטבוליות בפיתוח התנגדות לטיפול בסרטן ברמה היחידה בצורה יעילה יותר, חסכונית יותר ולא הרסנית. עם חידוש זה, המחקר על חילוף החומרים של הגידול יכול להיות נגיש יותר למגוון רחב יותר של חוקרים.