دسته: بیوتکنولوژی

چند سال پیش، دانشمندان در سوئد، بحث‌های داغی را در هنگام انتشار تحقیقات نشان دادند که مصرف مکمل‌های آنتی اکسیدانی مانند ویتامین E باعث می‌شود که سرطان بیشتر تهاجمی باشد. آنها به این باور رسیدند که آنتی اکسیدان‌ها می توانند به مبارزه با سرطان کمک کنند. در حال حاضر، دو مطالعه مستقل سلولی، یکی از ایالات متحده و دیگری از سوئد، نشان می‌دهد که چگونه سلول‌های سرطانی ریه می‌توانند از آنتی اکسیدان ها استفاده کنند تا به گسترش آنها در سایر قسمت‌های بدن کمک کند.محققان پیش بینی می کنند که این یافته ها به درمان های جدید برای سرطان ریه منجر خواهد شد که باعث می شود افراد بیشتری در دنیا از سرطان‌ جان سالم به در برند.

سلول های سرطانی به مقدار زیاد قند یا گلوکز نیاز دارند تا به سرعت رشد کنند و متاستاز شوند و یا گسترش پیدا کنند. برای پاسخگویی به این نیاز، آنها از یک فرایند تولید انرژی استفاده می‌کنند که سریع‌تر از آن است که سلول های غیر سرطانی استفاده می کنند. مکانیسم انرژی سریع تر این است که مولکول های زیادی را به نام رادیکال‌های آزاد اکسیژن تولید می‌کند که فشارهای شیمیایی قابل توجهی روی سلول‌ها ایجاد می‌کند. متاستاز دلیل اصلی این است که سرطان چنین بیماری جدی است. بدون متاستاز، افراد قابل توجه کمتری از سرطان می میرند.

مطالعات جدید که محققان با استفاده از بافت موش و انسان انجام دادند، نشان می دهد که چگونه سلول‌های سرطانی ریه از آنتی اکسیدان‌ها برای مقاومت در برابر استرس اکسیداتیو و رشد استفاده می کنند. طبق تحقیقاتی در ایالات متحده چگونگی کمک دو جهش ژنتیکی به سلول های سرطانی ریه، برای غلبه بر استرس اکسیداتیو و ایجاد متاستاز توسط آنتی اکسیدان‌های خود اثبات شده است. جهش به تولید آنتی اکسیدان کمک می کند. همچنین مطالعه سوئدی نشان می‌دهد سلول‌های سرطانی ریه از آنتی اکسیدان‌های رژیم غذایی برای رسیدن به نتایج مشابه استفاده می‌کنند آنتی اکسیدان‌ها مکانیسم‌های متاستاز را تقویت می‌کنند.

به نظر می رسد که کاهش استرس اکسیداتیو از طریق آنتی اکسیدان‌ها می تواند ثبات BACH1 را افزایش داده و انباشت آن را در سلول های سرطانی ریه افزایش دهد.(تاثیر کاهش استرس اکسیداتیو بر روی پروتئین به نام Domain BTB و همولوگ 1 (CAC (BACH1 می‌باشد). BACH1 می تواند مکانیسم هایی را ایجاد کند که متاستاز را تقویت می کنند، یکی از آنها باعث می شود که سلول های سرطانی از گلوکز خون دریافت کنند و آن را به سوخت تبدیل کنند.

سرطان ریه سرطانی است که در سلولهای ریه آغاز می شود. این همان سرطان نیست که در جای دیگر شروع می شود و سپس به ریه ها می رود تا تومورهای ثانویه یا متاستاز های ثانویه ایجاد کند. هنگامی که سرطان که در ریه ها شروع می شود، متاستاز می شود، از طریق گره های لنفاوی به مغز و سایر قسمت های بدن گسترش می یابد.

مطالعات قبلی نشان داده است که حدود 30٪ از سرطان های ریه‌ غیر سلولی شکوفا می شوند، زیرا سلول های آنها یکی از دو نوع جهش را به وجود آورده اند که باعث تولید آنتی اکسیدانی می شود. مطالعه جدید ایالات متحده این جهش ها را بررسی کرد:

۱. یکی از دو جهش که تیم تحقیقاتی ایالات متحده انجام داد، سطح پروتئینی به نام NRF2 را افزایش می دهد که بر روی ژن هایی که سلول های سرطانی ریه را ایجاد می کنند، آنتی اکسیدان ها را ایجاد می کند.

۲. جهش دیگر که تیم تحقیقاتی ایالات متحده تحقیق کرد، KEAP1 را که پروتئینی است که باعث تخریب NRF2 می شود، سوئیچ می کند.

مارتین برگو، نویسنده ارشد مطالعات سوئدی جدید، می گوید: “ما در حال حاضر اطلاعات جدید مهمی در زمینه متاستاز سرطان ریه داریم.” این امکان را برای ما فراهم می کند تا درمان های جدیدی را ایجاد کنیم، مانند آنهایی که مبتنی بر مهار BACH1 هستند. ”

Bergo استاد علوم و علوم تغذیه در موسسه Karolinska در Solna، سوئد است. او تیم را در پشت مطالعات اصلی 2014 هدایت کرد که نشان داد که مکمل های آنتی اکسیدانی در رژیم غذایی، مانند ویتامین E، می تواند رشد تومور را تشدید کند.

او می گوید که یافته های جدیدشان “نشان می دهد که متاستاز تهاجمی ناشی از آنتی اکسیدان ها می تواند با متوقف ساختن BACH1 یا با استفاده از داروهایی که سرکوب شکر را متوقف می کنند، مسدود شود.” او اضافه می کند “همکاران آمریکایی ما” نشان می دهند که چگونه مهار کننده آنزیم دیگری، heme oxygenase که با BACH1 مرتبط است، می تواند فرآیند متاستاز را مهار کند. ”

محققان همچنین معتقدند که یافته ها نشان می دهد بینش های جدید در مورد مکانیسم سریع تر که سلول های سرطانی برای تولید انرژی استفاده می کنند، که دانشمندان به اثر Warburg اشاره می کنند: “برای بیماران مبتلا به سرطان ریه، مصرف ویتامین E ممکن است افزایش قابل توجهی در توانایی سرطان را به عنوان جهش‌های NRF2 و KEAP1  افزایش دهد.”

تحقیقات جدید می گوید: غذاهای ارگانیک و غیرارگانیک ترکیباتی متفاوت هستند. تجزیه و تحلیل جدید بحث درباره ارزش غذایی غذاهای ارگانیک نسبت به غذاهای متعارف را نشان می‌دهد و می‌گوید که محصولات ارگانیک 69٪ بیشتر آنتی اکسیدان‌های خاص دارند. سطح کادمیوم سمی فلز سنگین به طور قابل توجهی پایین تر است.باقی‌مانده‌های آفت‌کش‌ها چهار برابر بیشتر از محصولات ارگانیک یافت می‌شود.

تیم بین المللی کارشناسان دانشگاه نیوکاسل که در بریتانیا رهبری می‌شود، یافته‌های خود را در مجله تغذیه بریتانیا منتشر می‌کند. کارلو لایفرت، استاد کشاورزی زیست محیطی در دانشگاه نیوکاسل، می‌گوید: شواهد قریب به اتفاق نشان می دهد که:” انتخاب مواد غذایی تولید شده با توجه به استانداردهای ارگانیک می تواند منجر به افزایش مصرف آنتی اکسیدان های مطلوب و کاهش تماس با فلزات سنگین سنگین شود. این علاوه بر اهمیت اطلاعات موجود در حال حاضر برای مصرف کنندگان است که تا کنون اشتباه گرفته شده است. ”

پروفسور لايفرت و همكارانش مي‌گويند كه يافته‌هاي آنها نشان مي‌دهد كه با تغيير غذاهاي زراعي و غذاهايي كه از آنها توليد مي‌شود، مردم آنتي اكسيدان‌هاي اضافي مصرف مي‌كنند كه معادل مصرف يك تا دو عدد ميوه و سبزی در روز است. آنها همچنین کمتر از کادمیوم مصرف خواهند کرد، یکی از سه آلاینده فلزی – دو مورد دیگر سرب و جیوه است – که کمیسیون اروپا حداکثر سطح مجاز را در مواد غذایی به آنها داده است. در تجزیه و تحلیل این تیم، سطح کادمیوم محصولات ارگانیک حدود 50 درصد پایین تر از محصولاتی که به طور معمول رشد کرده‌اند، بود.

تولید کننده یک محصول برای واجد شرایط بودن به عنوان “ارگانیک”، مجاز نیست که آن را با مواد شیمیایی مصنوعی محافظت کند یا آن را با کود معدنی خاص (مثلا ترکیبات نیتروژن، کلرید پتاسیم و سوپر فسفات) تامین کند. این به منظور کاهش اثرات زیست محیطی از نیترات و فسفر و جلوگیری از آلودگی آفت کش ها در آب های زیرزمینی است. در عوض، انتظار می رود که تولید کنندگان ارگانیک به طور منظم از کودهای آلی مانند کود و کمپوست برای غنی سازی نیتروژن در خاک بوسیله چرخش محصولات زیتون استفاده کنند و از روش های حفاظت از محصولات غیر شیمیایی مانند چرخش محصول، وجین مکانیکی و کنترل آفات بیولوژیک.

مطالعه سال 2009 – که توسط آژانس استانداردهای غذایی بریتانیا (FSA) سفارش داده شد – اولین بررسی سیستماتیک مربوط به مواد غذایی ارگانیک و غیر غذایی ارگانیک بود. محققان دانشکده بهداشت و گرمسیری لندن به این نتیجه رسیدند که در حال حاضر هیچ مدرکی برای توجیه انتخاب ارگانیک بر مواد غذایی تولید شده بر اساس برتری از تغذیه وجود ندارد.

مطالعه سال 2012 نیز یک بررسی در مورد مواد غذایی ارگانیک و به طور معمول تولید شده بود. محققان دانشگاه دانشکده دانشگاه استنفورد همچنین به این نتیجه رسیده اند که – صرف نظر از “شواهد ضعیف” سطح فنول بالاتر در محصولات آلی – شواهد قابل توجهی وجود ندارد که به مزایای تغذیه ای مرتبط با مصرف غذاهای ارگانیک اشاره شود.

پروفسور لايفرت و همكارانش معتقدند كه مطالعات استنفورد كمتر از نيمي از مقادير مقايسه‌اي را براي بيشتر مواد مغذي محرك سلامت انجام داد. نیمی از مطالعات در تجزیه و تحلیل تحت رهبری نیوکاسل برای تیمی که تحقیق تحت حمایت FSA 2009 انجام داد، در دسترس نبود.

متخصص تجزیه و تحلیل، دکتر گاوین استوارت، مدرس در سنتز شواهد در نیوکاسل افزود: به دلیل حجم بسیار بالایی از اطلاعات موجود، آنها توانستند از روش های آماری مناسب تر برای رسیدن نتیجه گیری قطعی بیشتر در مورد تفاوت بین محصولات ارگانیک و متعارف استفاده کنند.

در همین حال، برخی از کارشناسان در مورد یافته های جدید انتقاد کرده اند. یکی از این‌ها، دکتر آلن دنگور، محقق در زمینه غذا و تغذیه برای سلامت جهانی در دانشکده بهداشت و تنسی پزشکی لندن و اولین نویسنده مقاله FSA 2009، می‌گوید که بررسی جدید، کیفیت داده‌های با کیفیت با داده های بد کیفیت را به نحوی که بسیار “مشکل ساز” است، ترکیب می‌کند و به نظر وی نتایج محققان را به طور قابل توجهی ضعیف می‌کند.

او همچنین می گوید: “تحقیقات جدید بر اهمیت یافته های آن تاکید کرده است؛ زیرا هیچ شواهد خوبی برای حمایت از این ایده وجود ندارد که مصرف آنتی اکسیدان ها و پلی فنل ها مزایای مهمی در سلامت عمومی دارد و شواهد قوی وجود دارد که مصرف بیشتر آنها در رژیم غذایی انسان خطر ابتلا به بیماری قلبی عروقی، سرطان و سایر بیماری های مزمن را کاهش می دهد.

براساس مطالعه جدیدی که در مجله Cell Metabolism منتشر شده است ، انتقال اطلاعات ژنتیکی حیاتی در داخل سلول، مخابره یک طرفه نیست. میتوکندری ساختارهایی است که درون سلول‌ها بیشتر برای تبدیل مواد مغذی به انرژی قابل استفاده، شناخته می‌شود.

بیشتر مواد ژنتیکی در هسته ساکن هستند و DNA بزرگترین ماده سلول است که الگوهای رمزگذاری شده را ارسال می‌کند و اعمال انجام شده در سلول را مشخص می‌کند.

میتوکندری‌ها هم‌چنین حاوی DNA هستند ،که همه از مادر به ارث رسیده‌اند ، و همانطور که مطالعه جدید نشان می‌دهد ، میتوکندری‌ها فقط دستوراتی از هسته دریافت نمی‌کنند بلکه خود نیز دستوراتی جهت کنترل سلول صادر می‌کنند.

دکتر چنگان دیوید‌لی ، نویسنده ارشد ، از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی لس آنجلس ، مرکز جامع سرطان می‌گوید: “میتوکندری‌ها DNA  خود را دارند که احتمالاً از باکتری‌های باستانی که مدت‌ها قبل به سلول‌های‌ ما پیوسته‌اند ، منشا گرفته است. ما نمی‌دانستیم که DNA میتوکندری، پیام‌هایی را برای کنترل هسته رمزگذاری می‌کند.”

این یک کشف اساسی است که دو ژنوم، سلول را به عنوان یک سیستم ژنتیکی همزمان تکامل می‌بخشد و ممکن است تأثیر ماندگار برای طیف گسترده‌ای از زمینه‌های علمی و پزشکی داشته باشد.

وی افزود: “دانستن چگونگی ارتباط DNA درون سلول و DNA میتوکندری سخت می‌شود و محققان بیشتری را به درک هماهنگی ژن‌های رمزگذاری شده در هر دو ژنوم و نقش آن‌ها در پیری و بیماری‌ها سوق می‌دهد. یافته‌های ما قابل توجه است زیرا پیری باعث تجزیه سلول‌ها می‌شود و منجر به بیماری‌هایی مانند سرطان و آلزایمر می‌گردد.”

دکتر لی و همكاران آن‌ها با همكاری سلول‌های انسانی كشف كردند كه وقتی سلول در معرض استرس است و برای مواد مغذی گرسنه است ، MOTS-c ، پروتئین كمی رمزگذاری شده در DNA میتوكندری ، برای كنترل ژن‌ها در هسته، فعال می‌شود و كنترل ژن‌ها را فعال می‌كند. از جمله پاسخ آنتی‌اکسیدانی که در شرایط استرس اکسیداتیو توسط ژن‌های میتوکندری فعال می‌شود.

محققان گفتند: “دانستن نحوه عملکرد سلول‌ها می‌تواند منجر به درک بیشتر بیماری‌های مرتبط با سن و شاید درمان‌های جدید مبتنی بر میتوکندری، بر این اساس پایه‌گذاری شود.”

داروهای تجویزی امروزه براساس طرح كدگذاری شده در ژنوم هسته‌ای طراحی شده‌اند.

محققان به دنبال پیچیدگی کامل شبکه سلولی نبوده‌اند. اگر مثلاً تنها با نیمی از ژنوم خود با سرطان مبارزه‌ کنیم ، این تنها نیمی از راه‌حل خواهد بود. اکنون می‌توانیم با تمام مؤلفه‌های ژنتیکی خود با این بیماری‌ها مبارزه کنیم.

منابع:

Kim, K.H., Son, J.M., Benayoun, B.A. and Lee, C., 2018. The mitochondrial-encoded peptide MOTS-c translocates to the nucleus to regulate nuclear gene expression in response to metabolic stress. Cell metabolism, 28(3), pp.516-524.