انجمن سلول های بنیادی و پزشکی بازساختی دانشگاه شاهد
سلولهای بنیادی سرطانی – قسمت اول
مقدمه
سرطان (Cancer) شامل رشد غیرعادی سلول‌ها به همراه تهاجم و گسترش به سایر مناطق بدن است. در سلولهای سرطانی، فعالیت یا افزایش بیان انکوژن‌ها و خاموشی ژن‌های مهارکننده تومور، به رشد غیرقابل کنترل سلول‌ها و مهار مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول در آنها منجر می‌شود و درنهایت این سلولهای سرطانی قابلیت تهاجم یا گسترش به سایر قسمت‌های بدن را پیدا می‌کنند. سلولهای سرطانی از نظر توانایی تومورزایی هتروژن هستند و تنها یک زیرمجموعه کوچک از سلولهای سرطانی به نام سلولهای بنیادی سرطانی، توانایی زیادی در شروع تومورزایی دارند. درحقیقت، سلولهای بنیادی سرطانی به دلیل توانایی خودتجدیدی و قابلیت تبدیل به انواع رده‌های سلولهای سرطانی، قادر به ایجاد تومور جدید هستند.
علاوه بر این، سلولهای بنیادی سرطانی به دلیل داشتن یک سری از ویژگی‌ها نسبت به بقیه سلولهای سرطانی، مقاومت بیشتری به درمان دارند. بنابراین، اگرچه درمان‌های رایج سرطان از جمله شیمی‌درمانی و پرتودرمانی، بیشتر سلولهای سرطانی را از بین می‌برند و باعث کوچکی تومور می‌شوند، اما مقاومت سلولهای بنیادی سرطانی به درمان و بقای آنها، درنهایت باعث بازگشت و تهاجم تومور می‌شود؛ درنتیجه با توجه به پتانسیل سلولهای بنیادی سرطانی در ایجاد تومور و مقاومت به درمان، امروزه توسعه روش‌های درمانی جدید که بتواند سلولهای بنیادی سرطانی را هدف قرار دهد مورد توجه قرار گرفته است.
سلولهای بنیادی سرطانی
سلولهای بنیادی سرطانی (Cancer Stem Cells)، عامل اصلی در ایجاد سرطان هستند. این سلول‌ها، تنها سلول‌هایی در توده سرطانی هستند که قابلیت خودنوزایی (Self-renewal) دارند؛ در حالی که بقیه سلولهای سرطانی این قابلیت را ندارند. جان دیک در سال 1996 برای اثبات آن سلولهای خونی با فنوتیپ CD38- و CD34+ را از انسان به موش پیوند زد که بیماری لوکمی حاد میلوئیدی را در موش ایجاد کرد. این سلولهای خونی، سلولهای بنیادی خونساز بودند و خاصیت خودنوزایی داشتند. با همین روش از تومورهای پستان، مغز، ملانوما، پروستات سلول‌هایی با همین خواص جدا شدند. با شناسایی این نوع از سلول‌ها در تومورهای مختلف، اساس نظریه سلولهای بنیادی سرطانی شکل گرفت که مطابق آن، بخشی کوچک از تومور را سلول‌هایی تشکیل می‌دهند که مشابه سلولهای عادی بدن هستند و میتوانند باعث رشد و تکثیر نامحدود تومور در زمان دیگر شوند. از ویژگی‌های این سلول‌ها، توانایی خودنوزایی، تمایز، بقای طولانی و مقاومت در برابر مواد شیمیایی و داروها است. مجموع این ویژگی و شباهت به سلولهای طبیعی بدن، این سلولهای بنیادی را از پاسخ ایمنی و لنفوسیت‌ها مصون می‌دارد. این پایداری سلول‌ها باعث می‌شود حتی داروها و درمان‌هایی که برای سرطان انجام می‌شوند نیز بر روی آنها تاثیری نداشته باشند و تقریبا در همه انواع سرطان‌ها، مقداری از آنها پس از درمان کامل سلولهای سرطانی، در آن محل باقی بمانند و موجب برگشت و بروز دوباره سرطان شوند.
سلولهای بنیادی سرطانی، حاوی مارکرهای خاص سلولی هستند که بیشتر آنها با نشانگرهای دخیل در ایجاد و پیشرفت سرطان، متاستاز و برگشت مجدد تومورهای بدخیم مشابه‌اند ولی هنوز نقش این سلول‌ها در روند مشخص نشده است. با وجود نقش این سلول‌ها در تشکیل سلولهای توموری با ویژگی قدرت تمایز و حفظ تداوم رشد تومور، مشاهده شده است که تکثیر و تمایز سلولهای بنیادی سرطانی غیرقابل‌کنترل است و از نظم خاصی پیروی نمی‌کنند.
منشا سلولهای بنیادی سرطانی
تئوری‌هایی درباره منشاء سلولهای بنیادی سرطانی ارائه شده است. گفته می‌شود این سلول‌ها، از سلولهای پیش ساز به وجود آمده‌اند یا از تلفیق سلولهای بنیادی با سایر سلول‌ها ایجاد شده‌اند؛ اما در مطالعاتی که صورت گرفت مشاهده شد که وجود نشانگرهای شبیه در بین سلولهای بنیادی طبیعی و سلولهای بنیادی سرطانی این استدلال را که سلولهای بنیادی سرطانی از سلولهای بنیادی طبیعی منشا گرفته‌اند را تایید می‌کند. در پژوهشی دیگر، دیده شد که قبل از ایجاد سرطان پستان در موش، سلولهای بنیادی آن شروع به تکثیر کردند که می‌توان آن را نوعی استدلال برای ارتباط بین این سلول‌ها با سلولهای طبیعی در نظر گرفت.
شواهدی هم از این فرضیه حمایت می‌کنند که سلولهای پیش ساز، منشا سلولهای بنیادی‌اند. مثلا در موش، برای ایجاد لوکمی بروز همزمان پروتئین BCR/ABL و Bcl-2 در پیش ساز، میتواند باعث ایجاد آن شود. وجود نشانگر CD44 در سلولهای بنیادی سرطانی در تومور پستان نشان دهنده آن است که این سلول‌ها میتوانند با سایر سلول‌ها ترکیب شوند.
نشانگرها و شناسایی و جداسازی
رایج‌ترین روش برای شناسایی و جداسازی سلولهای بنیادی سرطانی از بقیه سلولهای سرطانی و سلولهای بنیادی طبیعی، بر اساس نشانگرهای اختصاصی سطحی در این سلول‌ها است. این نشانگرها، در انواع سرطان‌های مختلف شناسایی شده‌اند. سلولهای بنیادی سرطانی ابتدا در بدخیمی‌های خونی در سال 1944 مشاهده شدند. در این تحقیق یک زیرمجموعه از سلول‌ها در لوسمی میلوژنوس حاد شناسایی شدند که قادر به خودتجدیدی و تمایز و بنابراین شروع‌کننده تومور بودند. این زیرمجموعه از سلول‌ها بر اساس نشانگرهای سطحی، جزء دسته CD34+/CD38– هستند. در تعدادی از مطالعات دیگر، سلولهای بنیادی سرطانی شروع‌کننده تومور، در تومورهای جامد از جمله سینه، تخمدان، مغز، ملانوما، میلوما، پانکراس، کولون، ریه، کبد و سرطان سر و گردن نیز پیدا شدند.
از جمله نشانگرهای مرسوم سلولهای بنیادی سرطانی در این دسته از تومورهای جامد، CD133 و CD44 هستند. CD133 یک گلیکوپروتئین در سطح سلول است که به عنوان نشانگر سلولهای بنیادی بافت مغز، ریه، پانکراس، کبد، پروستات، معده، کولون و سرطان سر و گردن شناخته شده است. زیرمجموعه سلولهای CD133+ در تومورهای مختلف در مقایسه با سلولهایCD133– ، ویژگی‌های سلولهای بنیادی سرطانی را دارند. این سلول‌ها همچنین مقاومت بیشتری به داروهای شیمی‌درمانیدارند.
یک نشانگر سطحی مهم دیگری که در سلولهای بنیادی سرطانی چندین نوع از سرطان‌ها مشاهده شده است یک گلیکوپروتئین گذرکننده از غشا به نام CD44 است که به عنوان یک مولکول اتصالی و یک گیرنده غشایی در حرکت سلولی و متاستاز نقش دارد و به عنوان یک نشانگر سلولهای بنیادی سرطانی در بافت سرطان سینه، پانکراس، معده، تخمدان، کولون و سر و گردن شناخته شده است.
بر این اساس یکی از روش‌هایی که برای جداسازی و شناسایی سلولهای بنیادی سرطانی استفاده می‌شود، استفاده از روش FACS و MACS است که با استفاده از آنتی‌بادی‌های نشانگرهای سطحی، می‌توان جمعیت سلولهای بنیادی سرطانی را شناسایی و جداسازی کرد. اگرچه پیشرفت‌های زیادی در فهم نشانگرهای سلولهای بنیادی سرطانی ایجاد شده است، اما هنوز استفاده از این نشانگرها برای تشخیص جمعیت سلولهای بنیادی سرطانی، روش دقیقی نیست؛ زیرا تمام سلولهای بنیادی سرطانی این نشانگرها را بیان نمی‌کنند و همچنین بیان برخی از این نشانگرها در سلول‌هایی غیر از سلولهای بنیادی سرطانی نیز مشاهده شده است.
عوامل ایجاد کننده
تومورزایی(Tumorigenesis) فرآیندی است که در ابتدا نمی‌توان تشخیص داد. تغییراتی که در سلولهای طبیعی ایجاد می‌شود میتواند باعث ایجاد سلولهای بنیادی سرطانی شود. تغییر در کنام سلول بنیادی، تغییرات متابولیسمی و تغییرات ژنتیکی میتوانند از عوامل تغییر از حالت طبیعی به سرطانی بنیادی باشند. منظور از کنام، گروه سلول‌هایی است که در محل خاصی قرار گرفته‌اند و نقش نگهدارنده را به عهده دارند. کنام، محل قرار گیری سلول بنیادی است. اثر این کنام برای نگهداری سلول بنیادی حائز اهمیت است. افزایش کنام میتواند باعث افزایش سلول خون ساز شود. کنام میتواند با تولید موادی، باعث مهار رشد سلول‌ها شود و حتی میتواند با سیگنال تحریکی، آن را فعال کند. تعادل در ایجاد محرک‌ها یا مهار کننده، باعث تنظیم سلولهای بنیادی می‌شود. ناپایداری در ژنتیک سلولهای بنیادی میتواند در ایجاد تغییرات ژنتیکی و ایجاد سرطان نقش داشته باشد. انواع جهش‌ها در میتوکندری یا ژنوم یا در کروموزوم میتوانند بروز این تغییرات ژنتیکی را سبب شوند. تغییرات در میتوکندری به طور معمول در سرطان‌ها ایجاد می‌شوند.
ویراستار: مهدیه قلم‌زن
منابع:
