رویکرد جدید می‌تواند بینش‌هایی در مورد پیشرفت سرطان و پاسخ به درمان آن ارائه دهد.
دانشمندان با استفاده از مدلهای سه بعدی تومورهای سرطان تخمدان، تفاوت‌هایی را در فعالیت ژن‌ها بر اساس محل قرارگیری سلول در تومور پیدا کردند و نشان دادند که چگونه مکان و محیط یک سلول در یک تومور سرطانی می‌تواند به شدت روی ژن‌های فعال و نقش سلول در تومور تأثیر بگذارد. به طور خاص، این تیم به سرپرستی محققان مرکز ملی پیشرفت علوم ترجمه (NCATS)، بخشی از مؤسسه ملی سلامت، نشان داد که فعالیت ژن در سلول‌های سطح تومور یا نزدیک آن با سلول‌های مرکز تومور متفاوت است.
این رویکرد استفاده از فناوری را برای آشکار کردن فعالیت ژنتیکی سلول‌های منفرد درون تومور با رنگ‌های فلورسنت که در تومورها پخش می‌شوند، جفت می‌کند. این کار می‌تواند به محققان اجازه دهد تا بررسی کنند که چگونه بیماری‌های یکسان می‌توانند در افراد، متفاوت باشند و پیشرفت متفاوتی داشته باشند. این تحقیق می‌تواند به پزشکان کمک کند تا استراتژی‌های درمانی متمرکز بر نواحی خاص تومورها را که می‌تواند به درمان‌های بهتر برای سرطان‌ها و سایر بیماری‌ها منجر شود، شناسایی کنند. این تیم نتایج خود را در 21 ژوئن در Cell Systems گزارش کرد.
دکتر کریگ توماس، دانشمند ترجمه در NCATS، می‌گوید: «به طور معمول پذیرفته شده است که مکان سلول و محیط اطراف آن بر هویت سلول تأثیر می‌گذارد. دو سلول می توانند از نظر ژنتیکی یکسان باشند، اما هویت سلولی متفاوتی داشته باشند، به این معنی که ژن های مختلف متناسب با مکان و محیطشان روشن می شوند. هدف ما ایجاد یک روش ساده برای مطالعه این مفهوم در موقعیت‌های مختلف بود.»
سیستم جدید که Segmentation by Exogenous Perfusion یا SEEP نام دارد، از رنگی بهره می‌برد که با سرعتی قابل تعریف به داخل سلول‌ها در سراسر تومور پخش می‌شود. اندازه‌گیری مقدار رنگ وارد شده به سلول‌های تومور فردی، اطلاعاتی را در مورد مکان سلول و به ویژه دسترسی آن به محیط بیرون ارائه می‌کند. محققان با استفاده از روش‌های محاسباتی، این اطلاعات را به فعالیت ژن سلول‌ها مرتبط کردند و به دانشمندان اجازه دادند هویت سلول‌ها را با مکان آن‌ها مرتبط کنند.
Tuomas Knowles، دکترای دانشگاه کمبریج، یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید:« درک رابطه سلول‌ها با یکدیگر و تأثیرات موقعیت آن‌ها در فضا یک سؤال اساسی در سرطان، اختلالات عصبی و سایر زمینه ها بوده است. »
محققان از سه نوع مدل آزمایشگاهی سه بعدی – کروی، ارگانوئید و مدل موشی – که از سلول‌های سرطان تخمدان انسان ساخته شده‌اند، استفاده کردند. اسفروئیدها دسته‌ای سه بعدی از سلول‌ها هستند که در یک ظرف آزمایشگاهی رشد می‌کنند و می‌توانند برخی از ویژگی‌های اندام‌ها و بافت‌ها را تقلید کنند. ارگانوئیدها که در یک ظرف نیز رشد می‌کنند، مدلهای سه بعدی پیچیده‌تری هستند که عملکرد و ساختار اندام و بافت را بیشتر تقلید می‌کنند. در مدلهای موش، محققان سلول‌های سرطانی تخمدان انسانی را برای تشکیل تومور کاشت‌کردند.
نولز گفت: «درک این نکته ضروری است که همه سلول‌های تومور به یک شکل در معرض دارو قرار نمی‌گیرند. داروی سرطان ممکن است سلول‌های سطح تومور را از بین ببرد اما سلول‌های وسط متفاوت هستند و به‌طور متفاوتی تحت تأثیر قرار می‌گیرند؛ این مسئله احتمالا دلیل شکست خوردن برخی از درمان‌هاست»
روش SEEP نشان داد که سلول‌های تومور در نزدیکی سطح تومور بیشتر از سلول‌های نزدیک به مرکز تومور دچار تقسیم سلولی می‌شوند. سلول‌های روی سطح تومورها نیز ژن ها را فعال می‌کنند تا از پاسخ‌های سیستم ایمنی محافظت کنند. جای تعجب نیست که این پاسخ‌های ژنی با نحوه پنهان شدن تومور از دفاع ایمنی بدن مرتبط است.
محققان از تفاوت در فعالیت ژنی بین سلول‌های روی سطح یا نزدیک به آن و سلول‌های دورتر در داخل مدلهای تومور سرطان تخمدان شگفت زده شدند. این یافته‌ها می‌تواند به دانشمندان در درک بهتر ساختار تومورها کمک کند. چنین اطلاعاتی می‌تواند منجر به بهبود درمان شود. یکی از روش‌های احتمالی درمان سرطان می‌تواند هدف قرار دادن سلول‌هایی باشد که احتمالاً در نواحی مختلف تومور تحت تأثیر قرار می‌گیرند.
دکتر دیوید مورس، نویسنده اول و دانشجوی پزشکی دانشگاه هاروارد گفت: «برخی از انواع سلول‌های تومور مستعد درمان‌های خاص هستند. دانستن اینکه سلول‌ها کجا قرار دارند و سطح دسترسی آن‌ها در تومور می‌تواند به ما در تصمیم‌گیری درباره نحوه استفاده ترکیبی از داروها کمک کند. این می‌تواند به ما کمک کند که چه مدت دارو را مصرف کنیم و چه زمانی به درمان های دیگر برویم.»
