בשנת 2022 לבדה, למעלה מ-20 מיליון אנשים אובחנו כחולים בסרטן, וכמעט 10 מיליון מתו מהמחלה, לפי ארגון הבריאות העולמי. בעוד שהיקף הסרטן הוא עצום, התשובה לטיפולים יעילים יותר עשויה להיות מוסתרת בתוך תא מיקרוסקופי.
בהובלת סטודנטים בוגרי אוניברסיטת טקסס A&M, Samere Zade מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית ו- Ting-Ching Wang מהמחלקה להנדסה כימית, מאמר שפורסם על ידי מעבדת Lele חשף פרטים חדשים על המנגנון מאחורי התקדמות הסרטן.
פורסם ב תקשורת טבעהמאמר בוחן את ההשפעה שעשויה להיות להקשחה המכנית של הסביבה של תא הגידול על המבנה והתפקוד של הגרעין.
סרטן הוכח כמחלה קשה לטיפול. זה מורכב ביותר והמנגנונים המולקולריים המאפשרים התקדמות הגידול אינם מובנים. הממצאים שלנו שופכים אור חדש לאופן שבו התקשות רקמת הגידול יכולה לקדם את התפשטות תאי הגידול".
ד"ר טנמאי ללה, סגל משותף במחלקות להנדסה ביו-רפואית והנדסה כימית, אוניברסיטת טקסס A&M
במאמר, חוקרים חושפים שכאשר תא מתמודד עם סביבה נוקשה, הלמינה הגרעינית -; פיגומים המסייעים לגרעין לשמור על צורתו ומבנהו -; הופך ללא קמטים ומתוח כשהתא מתפשט על פני השטח הנוקשה. התפשטות זו גורמת ל-yes-associated protein (YAP), החלבון המווסת את ריבוי התאים, לעבור לגרעין.
לוקליזציה זו יכולה לגרום לשגשוג תאים מוגבר, מה שעשוי להסביר את הצמיחה המהירה של תאים סרטניים בסביבות נוקשות.
"היכולת של מטריצות נוקשות להשפיע על מתח גרעיני ולווסת לוקליזציה של YAP יכולה לעזור להסביר כיצד גידולים הופכים אגרסיביים יותר ואולי אפילו עמידים לטיפול ברקמות נוקשות", אמר זייד.
הממצאים הללו מבוססים על התגלית הקודמת של ללה שגרעין התא מתנהג כמו טיפת נוזל. בעבודה זו, חוקרים מצאו שחלבון בלמינה הגרעינית הנקרא lamin A/C עוזר לשמור על מתח הפנים של הגרעין. במחקר האחרון, נמצא כי הפחתת רמות ה-lamin A/C מפחיתה את הלוקליזציה של YAP, בתורה מפחיתה את התפשטות התאים המהירה.
"מיזוג האוויר של חלבון lamin ממלא תפקיד מפתח כאן -; הפחתתו גרמה לתאים להגיב פחות לקשיחות סביבתית, במיוחד שהשפיעה על הלוקליזציה של חלבון רגולטורי מפתח (YAP) לגרעין," הסביר זייד.
למרות שהם לכאורה מורכבים ומתמחים, זייד וללה מאמינים שההשלכות הרחבות יותר של הגילוי שלהם עשויות להנחות טיפולים עתידיים לסרטן.
"חשיפת האופן שבו קשיחות המטריצה מניעה שינויים גרעיניים ומווסתת מסלולים מרכזיים, כמו איתות YAP, פותחת את הדלת לפיתוח טיפולים המכוונים למסלולים מכניים אלו", הסביר זייד. "אפשר לעצב תרופות או טיפולים כדי לרכך את סביבת הגידול, לשבש את הרמזים הפיזיים שעוזרים לתאי סרטן לשגשג. Lamin A/C ומכניקה גרעינית קשורה עלולים להפוך למטרות לטיפול בסרטן".
בהמשך, מעבדת Lele שואפת לחקור את המידה שבה התגליות שלהם חלות על גידולים שמקורם בחולים.
עבור עבודה זו, מעבדת Lele מומנה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, המכון למניעת סרטן ומחקר של טקסס והקרן הלאומית למדע. המימון למחקר זה מנוהל על ידי תחנת ניסוי הנדסה של טקסס A&M, סוכנות המחקר הרשמית של Texas A&M Engineering.
