بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - ایسنا / دانشمندان مسیر بقای سلولی «غیرممکنی» را کشف کردند که می‌تواند به مبارزه با سرطان کمک کند.
دانشمندان یک سیستم پشتیبان شگفت‌انگیز را کشف کرده‌اند که به سلول‌های پستانداران اجازه می‌دهد حتی زمانی که مسیرهای حیاتی و شناخته‌شده غیرفعال شده‌اند، اسیدآمینه ضروری سیستئین را تولید کنند. همین سازوکار بقا ممکن است به سلول‌های سرطانی کمک کند تا در برابر درمان مقاومت کنند؛ موضوعی که این احتمال را مطرح می‌کند که از کار انداختن این مسیر بتواند کشتن تومورها را آسان‌تر کند.
یک متخصص ژنتیک مولکولی در دانشگاه ایالتی مونتانا، سازوکاری ناشناخته برای بقا را کشف کرده است که به سلول‌های پستانداران اجازه می‌دهد حتی زمانی که سیستم‌های معمول تامین سیستئین از کار می‌افتند، همچنان این اسیدآمینه را تولید کنند. دانشمندان پیش‌تر تصور می‌کردند چنین چیزی غیرممکن است.
این یافته که در مجله Nature Chemical Biology منتشر شده است، در نهایت می‌تواند به پژوهشگران در یافتن روش‌های جدیدی برای آسیب‌پذیرتر کردن برخی سلول‌های سرطانی در برابر درمان کمک کند.
اِد اشمیت، نویسنده اصلی مقاله و استاد ژنتیک و تکامل در دپارتمان میکروبیولوژی و زیست‌شناسی سلولی دانشکده کشاورزی دانشگاه ایالتی مونتانا، می‌گوید: همه سلول‌ها برای زنده ماندن به تامین مداوم اسیدآمینه‌ای به نام سیستئین نیاز دارند. با این حال، سیستئین در خارج از سلول‌ها در دسترس نیست.
سیستئین چندین نقش حیاتی در سلول‌ها دارد. این اسیدآمینه برای ساخت پروتئین‌ها استفاده می‌شود، به سلول‌ها کمک می‌کند از خود در برابر آسیب محافظت کنند و در تشکیل پیوندهای دی‌سولفیدی نقش دارد. این پیوندها به تثبیت پروتئین‌ها و حفظ ساختار سه‌بعدی آن‌ها کمک می‌کنند.
دانشمندان برای دهه‌ها تصور می‌کردند سلول‌ها نمی‌توانند به‌ سادگی سیستئین را از محیط اطراف خود دریافت کنند. در عوض، آن‌ها باید این ماده را در داخل سلول تولید کنند؛ به این صورت که سیستین، شکل اکسید شده سیستئین، را تجزیه کنند.
سلول‌ها معمولا این کار را از طریق چیزی انجام می‌دهند که سیستم احیاکننده دی‌سولفید نامیده می‌شود. دانشمندان مدت‌ها تصور می‌کردند وجود دست‌کم یک نسخه فعال از این سیستم برای ادامه حیات سلول ضروری است.
دانشمندان مدت‌ها باور داشتند این فرایند برای تمام سلول‌های زنده کاملا ضروری است. اما ما سیستمی را در سلول‌های پستانداران کشف کرده‌ایم که پیش‌تر ناشناخته بود و می‌تواند زمانی که سیستم‌های اصلی از کار می‌افتند، جای آن‌ها را بگیرد.
این کشف در سه مرحله و طی ۹ سال شکل گرفت.
اشمیت می‌گوید نخستین سرنخ مهم در سال ۲۰۱۴ ظاهر شد؛ زمانی که گروهی از موش‌های دستکاری‌شده ژنتیکی در شرایطی زنده ماندند که بر اساس دانش علمی آن زمان، باید مرگبار می‌بود.
این موش‌ها هیچ سازوکار شناخته‌ شده‌ای برای تبدیل سیستین به سیستئین مورد نیاز سلول‌هایشان نداشتند.
این اتفاق قرار بود غیرممکن باشد. تا آن زمان، هیچ جاندار یا سلولی پیدا نشده بود که بتواند بدون داشتن یک سیستم احیاکننده دی‌سولفید فعال زنده بماند.
این یافته حاصل یک مشاهده تصادفی نبود. اشمیت پیش‌تر موش‌هایی را مهندسی ژنتیکی کرده بود که سلول‌های کبدشان به‌طور جداگانه فاقد یکی از دو آنزیم اصلی احیاکننده دی‌سولفید بودند.
رفتار این حیوانات باعث شد او درباره این فرض رایج که سلول‌ها بدون دست‌کم یکی از این دو آنزیم نمی‌توانند زنده بمانند، تردید کند.
برخی از واکنش‌های فیزیولوژیکی که در کبد این دو گروه از موش‌ها مشاهده می‌کردیم، نشان داد که شاید این باور که هیچ سلولی نمی‌تواند بدون دست‌کم یکی از این دو آنزیم احیاکننده زنده بماند، درست نباشد.
پیدا کردن توضیح این پدیده هفت سال دیگر طول کشید. گروه اشمیت با همکاری پیتر ناگی و تیم او در موسسه ملی سرطان‌شناسی مجارستان در بوداپست کار کرد. تیم ناگی از قابلیت‌های تحلیلی خود استفاده کرد تا پژوهشگران بتوانند مشخص کنند سلول‌ها، با وجود نداشتن یک سیستم احیاکننده دی‌سولفید فعال، چگونه همچنان سیستئین را از سیستین به دست می‌آورند.
آن‌ها دریافتند که سلول‌های پستانداران دارای یک مسیر شیمیایی جایگزین هستند.
زمانی که مسیر معمول احیای دی‌سولفید در دسترس نباشد، این سازوکار پشتیبان یک پیوند مجاور کربن-گوگرد را در مولکول سیستین می‌شکند. این واکنش در نهایت سیستئین را آزاد می‌کند تا سلول بتواند از آن استفاده کند.
این مسیر به سلول‌ها راه دیگری برای دستیابی به مولکولی ضروری برای بقا می‌دهد؛ حتی زمانی که سازوکارهای شناخته‌شده‌تر آن‌ها از کار افتاده باشند.
اشمیت می‌گوید این سیستم پشتیبان احتمالا در ابتدا به‌ عنوان یک سازوکار دفاعی در برابر سموم الکتروفیل تکامل یافته است.
بسیاری از این سموم، مولکول‌های آلی‌ای هستند که موجودات زنده به‌عنوان سلاح‌های شیمیایی در برابر شکارچیان یا موجودات رقیب تولید می‌کنند.
این مسیر جایگزین با فراهم کردن راهی دیگر برای زنده ماندن سلول‌ها در شرایط استرس شیمیایی، احتمالا مزیتی تکاملی برای نخستین موجودات چندسلولی ایجاد کرده است.
همین سازوکاری که از سلول‌های سالم محافظت می‌کند، ممکن است پیامد دیگری نیز داشته باشد.
پژوهشگران گمان می‌کنند برخی سلول‌های سرطانی ممکن است از این مسیر پشتیبان برای زنده ماندن در برابر شیمی‌درمانی، پرتودرمانی یا ایمنی‌درمانی استفاده کنند.
این درمان‌ها برای آسیب زدن یا از بین بردن سلول‌های سرطانی طراحی شده‌اند، اما سیستم‌های دفاعی سلول‌ها گاهی می‌توانند به تومورها کمک کنند تا این فشار را تحمل کنند.
اشمیت می‌گوید: همین مسیری که از سلول‌های ما در برابر اکسیدکننده‌ها یا سموم محافظت می‌کند، احتمالا از سلول‌های سرطانی در برابر درمان‌ها نیز محافظت می‌کند. حالا که می‌دانیم آن‌ها چنین سازوکار دفاعی‌ دارند، شاید بتوانیم این مسیر را به‌طور دقیق در سلول‌های سرطانی غیرفعال کنیم و در نتیجه آن‌ها را نسبت به درمان‌های سرطان حساس‌تر کنیم.
اگر دانشمندان بتوانند راهی برای مختل کردن انتخابی این مسیر در تومورها پیدا کنند، این کشف در نهایت می‌تواند روش دیگری برای افزایش اثربخشی درمان‌های موجود سرطان در اختیار آن‌ها قرار دهد.