يعتبر شهر أكتوبر هو شهر التوعية بسرطان الثدي، ومن المناسب أن يقوم عالم الأحياء كيرت هاينز من مركز السرطان الشامل بجامعة نيو مكسيكو بنشر بحثين يصفان بشكل شامل الأنواع الاثني عشر الرئيسية من الخلايا في الثدي البشري.
ويقول: "نحاول فهم جميع أنواع الخلايا المختلفة التي تتعاون وتنسق لجعل الأنسجة تؤدي وظيفتها، وكيف يمكن لهذه العمليات أن تسوء في الورم".
على مدى العقود القليلة الماضية، أصبح سرطان الثدي السبب الرئيسي للوفاة بين النساء بسبب السرطان، بعد سرطان الرئة. ومن بين جميع أنواع السرطان التي يتم تشخيصها لدى النساء كل عام، فإن ثلثها من سرطان الثدي - وهناك فرصة بنسبة 1 من 8 أن تصاب المرأة بسرطان الثدي طوال حياتها.
وفقًا للمعهد الوطني للسرطان، فإن ما بين 75% و80% من حالات سرطان الثدي تتميز بخصائص الخلايا الظهارية اللمعية، وهي نوع خاص من الخلايا يشكل قنوات الحليب في الثدي. وتسمى سرطانات هذا النوع بسرطانات الغدد القنوية.
يجب أن تعرف جميع أنواع الخلايا في الأنسجة. الأورام هي أمراض تصيب الأنسجة. يجب أن تفهم جميع اللاعبين.
تتكون الأعضاء والأنسجة من أنواع مختلفة من الخلايا التي تعمل معًا لتكوين وحدة وظيفية. ويتعطل هذا التوازن الطبيعي بين أنواع الخلايا في الأورام. وتؤثر هذه الخلايا غير السرطانية الأخرى على سلوك الأورام.
يقول هاينز: "إنك بحاجة إلى معرفة جميع أنواع الخلايا في الأنسجة. فالأورام هي أمراض تصيب الأنسجة. لذا، فأنت بحاجة حقًا إلى فهم جميع العناصر الفاعلة في هذه العملية".
على مدى السنوات العشر الماضية، كان مختبر هاينز يجمع المعلومات حول أنواع الخلايا في أنسجة الثدي البشرية. ومؤخرًا، نشر هو وفريقه بحثين عن عملهم.
يصف البحث الأول، الذي نُشر هذا الشهر، العملية التي استخدموها لتحديد وتنقية وتنمية كل نوع رئيسي من الخلايا في الثدي البشري. يصف البحث الثاني، الذي سيُنشر في مجلة PLOS Biology، بالتفصيل كل نوع من الأنواع الرئيسية الاثني عشر للخلايا في الثدي البشري.
استخدم هاينز أنسجة الثدي غير المريضة التي تم التخلص منها في جراحات تصغير الثدي. ثم استخدم تقنيتين مختلفتين - قياس التدفق الخلوي وتسلسل الحمض النووي الريبي - للعثور على أنواع الخلايا في عينات الأنسجة تلك وتحديدها ووصفها.
بدأ هاينز عمله باستخدام صبغ الأنسجة وتقنية قياس التدفق الخلوي، والتي يمكنها تحليل مئات الآلاف من الخلايا حسب سماتها المحددة، باستخدام الموارد المشتركة لقياس التدفق الخلوي في مركز السرطان الشامل بجامعة نيو مكسيكو. وبعد اكتشاف تركيبة الأجسام المضادة المحددة المطلوبة للكشف عن جميع أنواع الخلايا، استخدم هو وفريقه تقنية الفرز التدفقي لعزل أنواع مختلفة من خلايا الثدي. ثم استخدموا تسلسل الحمض النووي الريبي لتحليل نسخ الحمض النووي الريبي التي ينتجها كل نوع من الخلايا.
يحدد تسلسل الحمض النووي الريبي تسلسلات جميع نسخ الحمض النووي الريبي المختلفة في الخلية. نسخ الحمض النووي الريبي هي جزيئات يتم نسخها من جينوم الحمض النووي. تحمل هذه النسخ شفرة البروتينات التي تنجز عمليات الخلية؛ وهي تحدد طبيعة وخصائص هذا النوع من الخلايا.
يقول هاينز: "كل خلية في الفرد لها نفس الحمض النووي، لكنها لا تحتوي على نفس الحمض النووي الريبوزي. والحمض النووي الريبوزي هو الذي يخبر الخلية بما يجب أن تفعله وما هي وظيفتها".
وقد مكّنت تقنية قياس التدفق الخلوي هاينز من تحديد الأنواع الاثني عشر المختلفة من الخلايا التي تتكون منها الثدي. وقام هو وفريقه بتنقية كل نوع من الخلايا لدراستها بمزيد من التفصيل. واسترشادًا بالاختلافات في نُسخ الحمض النووي الريبي، قاموا بفحص الطبيعة البيولوجية لكل نوع من الخلايا عن كثب.
كانت المعلومات الناتجة هائلة، حيث وجد أن كل نوع من الخلايا يعبر عن أكثر من 20,000 ألف جين فردي. ومن بين النتائج التي توصلوا إليها، اكتشف هاينز وفريقه نوعًا نادرًا من الخلايا الظهارية يبدو أنه يتمتع بخصائص الخلايا الجذعية. تتمتع الخلايا الجذعية بالقدرة على النضج إلى مجموعة من أنواع الخلايا المختلفة وتعمل كجزء من أنظمة الإصلاح في الجسم.
وللتعرف بشكل أكبر على كيفية عمل الخلايا، كان من الضروري إبقاء الخلايا حية في المختبر - عن طريق زراعتها في أطباق أنسجة بلاستيكية مع وسط خلوي - وهو مزيج من السكريات والأحماض الأمينية والفيتامينات والمصل.
قام هاينز وفريقه بإنشاء نماذج خلايا من كل أنواع الخلايا تقريبًا، وتوسعوا في النوعين أو الثلاثة التي تُستخدم عادةً في أبحاث الثدي. يتم زراعة نماذج الخلايا الخاصة بهم في المختبر، وتحتفظ هذه الخلايا بالخصائص المحددة التي تظهرها في الجسم. ستمكن نماذج الخلايا هذه العلماء من دراسة سلوك أنواع الخلايا المختلفة واستكشاف كيف يمكن لكل نوع من الخلايا أن يساهم في عملية تكوين الورم الخبيث.
تم تلخيص أنواع الخلايا وأوصافها في الأوراق المنشورة، وتتوفر بيانات كاملة عن كل نوع عبر الإنترنت.
يقول هاينز: "كنا نحاول حقًا الوصول إلى جوهر كل نوع من أنواع الخلايا. هناك قدر كبير من المعلومات".
ويقول هاينز إن هذا المرجع يمكن أن يساعد علماء الأحياء الذين يريدون فهم ما تفعله جميع أنواع الخلايا المختلفة في الثدي البشري وكيف يمكن أن يؤدي اضطراب توازن هذه الخلايا إلى الإصابة بالسرطان.
يدرس هاينز وفريقه الآن الخلايا المحيطة بالأوعية الدموية وكيف قد تؤثر هذه الخلايا على نمو أورام الثدي. كما يستخدمون مرجع خلايا الثدي لدراسة كيفية تأثير خلايا الثدي على بيئتها المحيطة وكيف تؤثر بيئتها المحيطة عليها. سمحت قدرات تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية في الموارد المشتركة للجينوميات التحليلية والترجمية بمركز السرطان بجامعة نيو مكسيكو للدكتور هاينز باستكشاف التباين داخل مجموعة الخلايا المحيطة بالأوعية الدموية في الثدي. يهدف اقتراح المنحة التالي إلى توضيح مساهمات الخلايا المحيطة بالأوعية الدموية في الأورام الخبيثة في الثدي.
يقول هاينز: "نعلم أن إزعاج البيئة المحيطة يمكن أن يؤدي إلى نمو الورم"، لكنه يتعجب أيضًا من عدم تحول العديد من خلايا السرطان إلى أورام. "من المدهش أن أنسجتنا تعمل بالطريقة التي تعمل بها".
نبذة عن الدكتور كيرت هاينز
الدكتور كيرت هاينز هو أستاذ مشارك في قسم الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي بكلية الطب بجامعة نيو مكسيكو. وهو مدير هيئة التدريس في مركز السرطان الشامل بجامعة نيو مكسيكو للموارد المشتركة في مجال قياس التدفق الخلوي ومدير برنامج أبحاث البكالوريوس المتفوقين لطلاب الكيمياء الحيوية.
مراجع الورقة
"التعرف الشامل على أنواع خلايا الثدي البشرية وعزلها وزراعتها"تم نشر هذا البحث على الإنترنت في 7 أغسطس 2024 في مجلة الكيمياء الحيوية (https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-biological-chemistry). المؤلفون هم كيت ثي، وكيتلين ديل تورو، ويامهيليت ليكون مونوز، وروزالين دبليو سايامان، وويليام سي هاينز.
"التحليل النسخي للأنواع الاثني عشر الرئيسية لخلايا الثدي البشرية يكشف عن آليات عمل الخلايا والأنسجة" في الصحافة، PLOS Biology (متاح في 5 نوفمبر، على: https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3002820). المؤلفون هم كاتلين ديل تورو، وروزالين دبليو سايامان، وكيت ثي، ويامهيليت ليكون-مونوز، وويليام سي هاينز.
أدوات عبر الإنترنت:
أطلس جينات خلايا الثدي – مختبر هاينز (breastcancerlab.com)
مركز UNM الشامل للسرطان
مركز السرطان الشامل بجامعة نيو مكسيكو هو المركز الرسمي للسرطان في نيو مكسيكو ومركز السرطان الوحيد المعين من قبل المعهد الوطني للسرطان في دائرة نصف قطرها 500 ميل.
يضم أكثر من 136 طبيبًا متخصصًا في علاج الأورام حاصلين على شهادة البورد، بما في ذلك جراحو السرطان في كل تخصص (البطن، والصدر، والعظام والأنسجة الرخوة، وجراحة الأعصاب، وأمراض الجهاز البولي التناسلي، وأمراض النساء، وسرطان الرأس والرقبة)، وأطباء أمراض الدم للبالغين والأطفال / أطباء الأورام الطبية، وأطباء الأورام النسائية، وأطباء الأورام بالإشعاع. إنهم، إلى جانب أكثر من 600 متخصص آخر في الرعاية الصحية للسرطان (الممرضات والصيادلة وأخصائيي التغذية والملاحين وعلماء النفس والأخصائيين الاجتماعيين)، يقدمون العلاج لـ 65٪ من مرضى السرطان في نيو مكسيكو من جميع أنحاء الولاية ويتشاركون مع أنظمة الصحة المجتمعية على مستوى الولاية لتوفير العلاج. رعاية مرضى السرطان أقرب إلى المنزل. لقد عالجوا ما يقرب من 15,000 مريض في أكثر من 100,000 زيارة للعيادات المتنقلة بالإضافة إلى علاج المرضى الداخليين في مستشفى UNM.
شارك ما يقرب من 1,855 مريض في التجارب السريرية للسرطان التي تختبر علاجات جديدة للسرطان تشمل اختبارات لاستراتيجيات جديدة للوقاية من السرطان وتسلسل جينوم السرطان.
حصل أكثر من 123 عالم من علماء أبحاث السرطان المنتسبين إلى UNMCCC على 38.2 مليون دولار من المنح الفيدرالية والخاصة والعقود لمشاريع أبحاث السرطان. منذ عام 2015 ، قاموا بنشر ما يقرب من 1000 مخطوطة ، وتعزيز التنمية الاقتصادية ، وقدموا 136 براءة اختراع جديدة وأطلقوا 10 شركات ناشئة جديدة في مجال التكنولوجيا الحيوية.
أخيرًا ، قدم الأطباء والعلماء والموظفون خبرات تعليمية وتدريبية لأكثر من 500 طالبًا من طلاب المدارس الثانوية والجامعيين والخريجين وما بعد الدكتوراه في أبحاث السرطان وتقديم الرعاية الصحية للسرطان.