Kanser Hücreleri Yönlerini Nasıl Buluyor?

Duke Üniversitesi’ndeki araştırmacılar kanser, Parkinson ve ALS hastalıklarının tedavisinde yeni ufuklar açabilecek hücre yüzeyinde bulunan bir gezici keşif sistemi keşfetti. Üzerinde çalışılan nematot solucanlarının hücreleri normal doku sınırlarının dışına çıkıp diğer doku ve organların içine girebilirler. Bu, embriyonik gelişim ve yara iyileşmesinden yeni kan damarı oluşumuna kadar değişen birçok normal gelişim süreci için kritik bir adımdır. 

Hücrelerin kaynak aldıkları yerden kontrolsüz olarak yayıldığı ve diğer vücut kısımlarında tümörler oluşturduğu metastatik kanser olgusunda olduğu gibi bazen bu süreç yolunda gitmez. Duke Üniversitesi Biyoloji bölümünden Doç. Dr. David Sherwood şöyle söylüyor:

Hücre yayılımı, kanserin ilerleyişinde kritik olmasına rağmen en az anlaşılmış olan yönlerden biridir.

Sherwood, C. elegans olarak bilinen 1 milimetrelik solucanlar kullanarak hücre yayılımını kontrol eden moleküler mekanizmaları araştıran bir ekibi yönetiyor. C. elegans gelişimindeki bir noktada, "çapa hücresi" adı verilen özelleşmiş bir hücre, solucanın rahmiyle vulvasını ayıran ve üreme kanalına açılan yoğun ve kağıt benzeri bir zarı deliyor. Çapa hücreleri göremediklerinden dolayı nereye doğru yayılacaklarını bilmek için bir sinyale ihtiyaç duyuyorlar. 2009 yılında yapılan bir araştırmada Sherwood ve meslektaşları netrin denilen bir hücre dışı başlatma işareti buldular. "Netrin" isimli molekül, çapa hücresini doğru yönde yayılım göstermesi için yönlendiriyordu.

Journal of Cell Biology dergisinde yer alan yeni bir çalışmada, ekip yayılıcı hücrelerin üzerindeki reseptörlerin hücre zarının etrafında nasıl dolaştığını ve hücreyi doğru adrese götüren kayıp netrin sinyalini nasıl avladığını gösterdi. Araştırmacılar C.elegans çapa hücrelerinin yayılımı esnasındaki yavaş hareketlerini zaman aralıklı filmlerini çekmek için güçlü bir mikroskoba bağlı bir video kamera kullandılar. 

Zaman aralıkları analizleri, netrin üretimi bloke olduğu zaman çapa hücreleri yüzeyindeki netrin reseptörleri periyodik olarak kümelenip dağıldığını ve hücre zarının başka bir bölgesinde yeniden birleştiğini gösteriyor. Reseptörler, her yeni noktada ortaya çıkan aktin filament (hücrenin şekil değiştirmesine yardım eden ve yayılıcı çıkıntılar oluşturan ince esnek lifler) parçaları boyunca kümeleniyordu. Sherwood şöyle söylüyor:

Bu kısmen bir füze tespit sistemine benziyor.

Hücrenin tümünün dönmesi yerine, hücrenin reseptörleri sinyali alana kadar hücrenin çevresinde dönerler. Reseptörler, netrin sinyalinin yerini belirlediğinde hücre zarının sinyal kaynağına en yakın bölgesinde stabilize olurlar. Bu buluşlar, hücrenin navigasyon sisteminin nasıl çalıştığıyla ilgili onlarca yıllık görüşleri yeniden belirledi. Sherwood şöyle söylüyor:

Hücreler pasif olarak netrin sinyalini cevaplamakla kalmıyor; sinyali aktif olarak arıyorlar.

Netrinin ölümcül kanserlerdeki hücre yayılımını desteklediğinin fark edilmesinden sonra bu buluş yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesine öncülük edebilir. Hücrenin netrin saptama sistemiyle oynamak örneğin kanser hücrelerinin kan akışına veya lenf sistemine ulaşmasını önleyebilir ve onların başka dokulara yayılmalarını (metastaz) durdurabilir ve tüm vücuda dağılmaları önlenebilir. Sherwood şöyle söylüyor:

Daha sonra yapmaya hazırlandığımız şeylerden biri ortaklarımızla ilaç tabloları hazırlamak ve yayılım sırasındaki saptama sistemini engelleyip engelleyemeyeceğimizi görmek.

Bilim insanları yıllardır netrinin sinir hücrelerine rehberlik edip onları geliştirerek beyin ve sinir sisteminin aralarındaki bağlantıyı oluşturmada anahtar rol oynadığını biliyordu. Bu da, sonuçların Parkinson ve ALS gibi nörolojik hastalıkların tedavisinde yeni yollara işaret edebileceği ve omurilik yaralanmalarının iyileştirilebileceği anlamına geliyor. Hücrenin netrin saptama mekanizmasının tedavi edilmesi örneğin merkezi sinir sitemindeki normalde yenilenme kabiliyeti kısıtlı olan hasarlı hücrelerinin büyümeye teşvik edilmesini mümkün kılabilir.