دانشمندان با توسعه یک روش جدید تصویربرداری اولتراسوند توانستند برای نخستینبار رشد یک تومور گلیوبلاستوما را در مغز موشهای زنده و هوشیار دنبال کنند و همزمان تغییر موقعیت بافت مغز، جابهجایی رگهای خونی و تغییر فعالیت عصبی اطراف تومور را مشاهده کنند.
به گزارش سیناپرس، گلیوبلاستوما، یکی از تهاجمیترین انواع سرطان مغز، فقط در مغز رشد نمیکند؛ بلکه با بزرگتر شدن، محیط اطراف خود را نیز تغییر میدهد تا شرایط برای ادامه حیات و رشدش فراهم شود. اکنون پژوهشگران با یک فناوری جدید تصویربرداری توانستهاند این فرایند را بهصورت زنده در مغز موشها مشاهده کنند.
این فناوری که توسط گروهی از پژوهشگران به سرپرستی میخائیل شاپیرو، مهندس شیمی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech)، توسعه یافته است، سه نوع اطلاعات را بهطور همزمان ثبت میکند: رشد تومور، تغییرات شبکه رگهای خونی و فعالیت عملکردی مغز.
گلیوبلاستوما چگونه جای خود را در مغز باز میکند؟
گلیوبلاستوما در میان تومورهای مغزی از انواع بسیار تهاجمی محسوب میشود و درمان آن به دلیل درهمتنیدگی با بافت سالم مغز و رگهای خونی دشوار است.
پژوهشگران برای اینکه بتوانند رفتار این تومور را در مغز زنده ردیابی کنند، ابتدا سلولهای گلیوبلاستوما را بهگونهای مهندسی کردند که بتوانند حبابهای بسیار کوچک گاز تولید کنند.
این قابلیت از برخی باکتریها الهام گرفته شده است که بهطور طبیعی ساختارهایی موسوم به «وزیکولهای گازی» تولید میکنند. این حبابها باعث میشوند سلولهای توموری در تصاویر اولتراسوند از بافت اطراف قابل تشخیص باشند.
پس از آزمایش اولیه این روش، سلولهای مهندسیشده گلیوبلاستوما در بخش تالاموس مغز سه موش کاشته شد. پژوهشگران سپس به مدت ۱۱ روز رشد تومورها را با روش جدید تصویربرداری دنبال کردند.روش جدید که بهعنوان اولتراسوند سهگانه یا Trimodal Ultrasound معرفی شده است، سه نوع داده را در اختیار پژوهشگران قرار داد.
بخش نخست، خود تومور را با استفاده از حبابهای گازی آشکار میکرد. بخش دوم تغییرات حجم خون مرتبط با فعالیت مغز را نشان میداد و بخش سوم با استفاده از حبابهای بسیار ریز تزریقشده به جریان خون، شبکه رگهای اطراف تومور را با جزئیات بیشتری تصویربرداری میکرد.
یکی از مزیتهای مهم این روش آن بود که تصویربرداری در حالی انجام شد که موشها هوشیار بودند و میتوانستند حرکت کنند؛ موضوعی که امکان بررسی همزمان رشد تومور و تغییرات عملکردی مغز را فراهم کرد.
تومور فقط رشد نکرد؛ مغز را جابهجا کرد
تصاویر بهدستآمده نشان دادند که با رشد تومور، بخشهای مجاور مغز بهتدریج از موقعیت طبیعی خود کنار زده میشوند.یکی از نواحی تحت تأثیر، هسته زانویی جانبی (LGN) بود؛ بخشی از مغز که در پردازش اطلاعات بینایی نقش دارد. با بزرگتر شدن تومور، این ناحیه بهطور فیزیکی از موقعیت خود جابهجا شد.
همزمان، افزایش جریان خونی که معمولاً هنگام فعالیت این ناحیه در پاسخ به محرکهای بینایی رخ میدهد، در سمت درگیر با تومور کاهش پیدا کرد. با این حال، پژوهشگران تأکید میکنند که این کاهش تنها در یکی از موشها از نظر آماری معنادار بود و در موش دیگری کاهش مشابهی در هر دو سمت مغز مشاهده شد.
رگهای خونی هم از مسیر خود خارج شدند
تصویربرداری از شبکه عروقی نیز نشان داد که رشد تومور تنها بافت مغز را جابهجا نمیکند، بلکه رگهای خونی اطراف خود را نیز بهتدریج کنار میزند و بازآرایی میکند.در یکی از موشها که دادههای کاملتری از آن به دست آمد، سرعت جریان خون در رگهای اطراف تومور نیز کاهش یافته بود و نشانههایی از باریک شدن یا انسداد برخی رگها دیده شد.
پژوهشگران همچنین الگویی متفاوت در فعالیت خونرسانی تومور مشاهده کردند؛ بهنظر میرسید جریان خون درون محیط تومور تا حدی ریتمی مستقل از تغییرات هماهنگ جریان خون در بافت سالم اطراف داشته باشد. با این حال، هنوز مشخص نیست این الگو دقیقاً چه معنایی دارد یا چه نقشی در رشد تومور ایفا میکند.
فناوری جدید چه کمکی به درمان سرطان مغز میکند؟
هدف اصلی این مطالعه، اثبات توانایی فناوری جدید برای ردگیری همزمان و با جزئیات رشد گلیوبلاستوما و تغییرات مغز و عروق اطراف آن در حیوان زنده بود؛ بنابراین پژوهشگران هنوز نمیتوانند از این نتایج درباره رفتار گلیوبلاستوما در انسان نتیجهگیری قطعی کنند.
این آزمایش تنها روی سه موش انجام شد و مدل مورد استفاده نیز تمام پیچیدگیهای گلیوبلاستوما در انسان را بازسازی نمیکند. به همین دلیل، برای تأیید الگوهای مشاهدهشده به مطالعات گستردهتر و مدلهای واقعبینانهتر نیاز است.
در مراحل بعدی، این فناوری میتواند برای بررسی تأثیر درمان نیز مورد استفاده قرار گیرد؛ یعنی پژوهشگران فقط بررسی نکنند که آیا تومور کوچک شده است یا نه، بلکه بتوانند ببینند مغز و رگهای خونی درگیر با تومور چگونه به درمان پاسخ میدهند. نتایج این پژوهش در نشریه iScience منتشر شده است.
مترجم:امیربابایی