تقنية تصوير ثلاثية الأبعاد جديدة تكشف كيف يبدأ سرطان البنكرياس

يمكن أن تساعد الطريقة الجديدة الباحثين على الحصول على مزيد من المعلومات من الخزعات النسيجية ، وربما يؤدي إلى تحسين العلاج لسرطان البنكرياس. تم تطوير هذه التقنية من قبل العلماء في معهد فرانسيس كريك ، ونشرت نتائجها في طبيعة. تم دعم هذا العمل من قبل مجلس الأبحاث الأوروبي والتمويل الأساسي من معهد أبحاث السرطان في المملكة المتحدة ومجلس البحوث الطبية و Wellcome.

البنكرياس هو عضو حاسم يجلس وراء معدتنا ويلعب دورا رئيسيا في عملية الهضم. وهو يعتمد على شبكة من القنوات التي تربطه بأجهزة الجهاز الهضمي الأخرى ، وأكثر أنواع سرطان البنكرياس شيوعًا موجودة في القنوات. ومع ذلك ، حتى الآن كان من الممكن فقط رؤية شرائح 2D من هذه السرطانات الأقنية ، والتي تحتوي على مجموعة غير مفسرة من الأشكال غير الطبيعية.

"لدراسة جذور سرطان البنكرياس ، قضينا ست سنوات في تطوير طريقة جديدة لتحليل عينات من السرطان في ثلاثة أبعاد ،" يشرح الدكتور هندريك مسال من معهد فرانسيس كريك ، المؤلف المشارك الرئيسي لورقة البحث. "كشفت هذه التقنية أن السرطانات تتطور في جدران مجرى الهواء وتنمو إما إلى الداخل أو الخارج اعتمادا على حجم القناة. وهذا يفسر الاختلافات الغامضة في الشكل التي نراها في شرائح ثنائية الأبعاد على مدى عقود".

من خلال تحليل السرطانات النامية في 3D ، حدد الفريق نوعين متميزين من تكوين السرطان الناشئ من الخلايا الأقنية: الأورام "endophytic" التي تنمو في القنوات والأورام "exophytic" التي تنمو إلى الخارج. لمعرفة ما الذي يجعل الخلايا السرطانية تنمو بطريقة معينة ، قاموا بتحليل الصور ثلاثية الأبعاد التفصيلية وعملوا مع الفيزيائيين البيولوجيين في كريك الذين ابتكروا نماذج حاسوب متطورة.

"قمنا بعمل محاكاة للقنوات ، واصفة الهندسة الفردية للخلية لفهم شكل الأنسجة" ، يشرح عالم الفيزياء الحيوية الدكتور سيلفانوس ألت ، المؤلف المشارك الرئيسي للورقة. "أثبتت النتائج النموذجية والتجريبية أن السرطان نما إلى الخارج عندما كان قطر المجرى أقل من 20 ميكرومتر تقريبًا ، حوالي خمسين ملليمترًا."

وقد أصبح هذا العمل ممكنا بفضل تعاون متعدد التخصصات بين مجموعتين بحثيتين في كريك ، بقيادة الدكتور أكسل بيرنس والدكتور غيوم سالبريو. تعمل مجموعة Axel على الخلايا الجذعية وسرطان البنكرياس ، في حين يركز غيوم على استخدام الفيزياء لفهم العمليات البيولوجية.

يقول أكسل: "أعتقد أننا بدأنا أولاً في مناقشة هذا الأمر عندما اصطدمنا ببعضنا في سقيفة الدراجة". "إنه لأمر مدهش ما يمكن أن يخرج من لقاء مصادفة ، لدينا الآن تقنية براءة اختراع لمعرفة الأشكال الثلاثية الأبعاد للسرطانات وفهم بيوفيزيائي لظهور الأورام. الآن يمكننا أن نعرف سرطان البنكرياس يمكن أن يتطور في هذين الطريقين المختلفين يمكننا البدء في النظر في ما إذا كان من المحتمل أن يكون المرء أكثر عدوانية أو انتشارًا بطريقة مختلفة. وبعد مرور عدة أعوام من الآن ، قد يؤدي ذلك إلى تحسين خيارات التشخيص أو العلاج. "

قام الفريق أيضا بتطبيق هذه التقنية على أعضاء أخرى ، ووجدوا أن السرطانات في المجاري الهوائية في الرئتين والقنوات في الكبد تتصرف بنفس الطريقة. هذا يدل على أن الآلية التي اكتشفها الفريق ليست خاصة بالبنكرياس ، كما أنها تنطبق على أنواع أخرى من السرطان.

"كل من البيانات ونماذجنا تشير إلى أن هاتين الآليتين المختلفتين لنمو الورم هما فقط جزء لا يتجزأ من الفيزياء الفطرية للنظام" ، يوضح الدكتور غيوم سالبريو. "مثل معظم السرطانات ، يبدأ سرطان البنكرياس الأقويمي بخلية واحدة معيبة تبدأ بالانقسام. وجدنا ذلك بسرعة كبيرة ، عندما لا يوجد سوى عدد قليل من الخلايا ، بدأ الورم بالفعل في النمو إما داخليًا أو خارجيًا اعتمادًا على قطر القناة. ستساعدنا العملية الأساسية على فهم أفضل لكيفية نمو السرطان في أماكن عديدة في أنحاء الجسم. "

يقول البروفيسور أندرو بيانكين ، خبير السرطان في البنكرياس في أبحاث السرطان بالمملكة المتحدة: "إن هذه الطفرة التكنولوجية لديها القدرة على فتح العديد من الأسئلة غير المجدية ذات الأهمية الكبرى في فهمنا لسرطان البنكرياس ومعالجته. من المهم أن نفهم بشكل أفضل كيف تتصرف هذه السرطانات من المراحل المبكرة للمساعدة في تطوير علاجات للمرض حيث ظلت معدلات البقاء على قيد الحياة منخفضة بعناد ".

مصدر القصة:

المواد المقدمة من قبل معهد فرانسيس كريك. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى للأسلوب والطول.