کشف سازوکار محافظ جدید با واسطه سیستم ایمنی در برابر سرطان کولون

چگونگی محافظت سلول‌های بنیادی کولون (روده بزرگ) در برابر سرطانی شدن، سال‌هاست بررسی می‌شود. در ژانویه 2019 در Natureمطالعه‌ای منتشر شد که سازوکار محافظ جلوگیری‌کننده از سرطانی شدن سلول‌های بنیادی روده‌ای کولون را کشف کرد. این کشف ممکن است به شناخت بهتر بسیاری بیماری‌های التهابی و سرطان کمک کند.

روده‌های ما محل تلاقی دنیای بیرون و درون‌اند. سلول‌های دیواره روده با باکتری‌ها، غذاها و محصولات گوارشی محیط بیرون مواجه می‌شوند. این ارتباط مستقیم برای بدن حیاتی است. برخی مواد مغذی اساسی و باکتری‌های مفید (روده، میکروبیوم) برای سلامت بدن لازم‌اند. اما این ارتباط گاهی زیان‌بار می‌شود. برخی مواد خارجی در سلول‌های اپی‌تلیال (پوشش داخلی) روده تغییرات ژنتیکی جدی ایجاد می‌کنند. این آسیب‌های DNAاگر در سلول‌های اپی‌تلیال روده، یعنی سلول‌های بنیادی رخ دهند، موجب سرطانی شدن می‌شوند.

برای پیشگیری از ایجاد سرطان، ظرفیت ترمیم DNA سلول‌های بنیادی بسیار پیشرفته است

وقتی آسیب DNA بسیار بزرگ باشد، با رخدادی به نام آپوپتوز (مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی)، سلول‌های آسیب‌دیده حذف می‌شوند. تاکنون تصور می‌شد سلول‌های بنیادی خود این سازوکار ترمیم را تحریک می‌کنند. اما در مطالعه جدید کشف شد که سیستم ایمنی سامانه ترمیم DNA را در سلول‌های بنیادی آسیب‌دیده به‌طور مؤثر اجرا می‌کند و از سرطان کولون جلوگیری می‌کند.

• آنچه باید درباره سرطان کولون و راست‌روده بدانید

پژوهشگران در مدل‌های موشی مشاهده کردند که سیستم ایمنی ذاتیترکیبات ژن‌سمی کولون را شناسایی و سامانه محافظ را فعال می‌کند. برای مثال، ترکیباتی به نام glucosinolates (گلوکوزینولات‌ها) به‌طور طبیعی در برخی غذاها وجود دارند. این ترکیبات ممکن است به سلول‌های ما آسیب بزنند. وقتی سلول‌های ایمنی ذاتی آن‌ها را شناسایی می‌کنند، مولکولی به نام اینترلوکین 22 ترشح می‌کنند. این مولکول امکان شناسایی زودرس و ترمیم سریع DNA را برای سلول‌های بنیادی اپی‌تلیال فراهم می‌کند؛ به این ترتیب از سرطانی شدن جلوگیری می‌شود. مشاهده شد در موش‌هایی که این سامانه مسدود شده بود، سرطان کولون به‌سرعت ایجاد شد.

این کشف برای ما چه معنایی دارد؟

• کشف شد بدن ما سامانه‌های محافظ در برابر سرطان کولون ایجاد کرده است. همچنین دوباره روشن شد سیستم ایمنی از آنچه تصور می‌شود پیچیده‌تر است.
• سیستم ایمنی ما هم‌زمان رشد سالم و عملکرد اندام‌ها را کنترل می‌کند.
• در مرحله بعد، بررسی ارتباط غذاها با فلور روده، دیواره روده و سیستم ایمنی برنامه‌ریزی شده است.

اطلاعات پیشرفته: خلاصه تصویری مطالعه

IL-22و مدل محافظت سلول‌های بنیادی اپی‌تلیال در برابر استرس ژن‌سمی (آسیب‌رسان به ژن) با واسطه آن. سلول‌های بنیادی اپی‌تلیال سد روده پیوسته در معرض مداخلات گوناگون‌اند؛ از جمله تهدیدهای یکپارچگی ژنوم توسط ژن‌سم‌های غذایی یا تولیدشده به‌وسیله باکتری‌ها. حفظ یکپارچگی ژنوم در سلول بنیادی به مسیر DDR (DNA Damage Response، پاسخ به آسیب DNA) نیاز دارد تا آسیب کد ژنتیکی محدود و از سرطانی شدن جلوگیری شود. داده‌های مطالعه چرخه تنظیمی هم‌ایستایی را نشان می‌دهند که در آن AhR، به‌عنوان یک گیرنده، با تشخیص ژن‌سم‌های غذاییِ عمل‌کننده به‌عنوان لیگاند AhR، میزان «خطر ژن‌سمی» را ارزیابی می‌کند. پیام‌های AhR در سلول‌های ایمنی ILC3 و γδ T تولید IL-22 را کنترل می‌کنند. پیام‌های IL-22 در سلول‌های بنیادی اپی‌تلیال روده به نوبه خود اجزای DDR را کنترل می‌کنند. به‌ویژه ATM، یک مولکول شبه‌کیناز PI3 و انتقال‌دهنده مهم بالادست DDR، با پیام‌رسانی IL-22 در سلول بنیادی افزایش تنظیم پیدا کرده است. پس از استرس ژن‌سمی، ATM رویدادهای پایین‌دست DDR را کنترل می‌کند؛ از جمله فعال شدن p53 و بیان مولکول‌های مؤثر DDR مانند p21 و PUMA که به‌ترتیب ترمیم DNA و آپوپتوز را کنترل می‌کنند. اختلال‌های ژنتیکی این مسیر در موش‌های فاقد IL-22، گیرنده IL-22 یا AhR به پاسخ DDR مختل در برابر انواع استرس ژن‌سمی منجر شده‌اند.

در نتیجه، در سلول‌های بنیادی اپی‌تلیال روده موش‌ها نشان داده شد که با اختلال تولید یا پیام‌رسانی IL-22، جهش‌های موجب تکثیر مهارنشده سلولی انباشته می‌شوند و ایجاد سرطان شتاب می‌گیرد.