Kanserin Ölümcül Hale Gelme Nedeni Çözüldü: Gizli Tetikleyici Ortaya Çıktı

Virginia Tech'teki araştırmacılar, bazı kanser türlerinin neden diğerlerinden çok daha agresif hale geldiğini anlamak amacıyla, anormal kromozom sayılarına sahip hücreler üzerine derinlemesine bir inceleme başlattı. Kanser hücrelerinin biyolojinin temel kurallarını ihlal etme konusundaki başarısı bilinirken, araştırmacılar hücrelerin tüm genetik kütüphanesini aniden iki katına çıkarmasıyla ortaya çıkan durumun, tümörlerin büyüme hızı ve tehlike düzeyiyle şaşırtıcı bağlantıları olduğunu ortaya koydu.

Söz konusu araştırma, sağlıklı insan hücrelerinde bulunan iki set kromozom yerine dört tam set kromozom içeren "tetraploid" hücrelere odaklanıyor. Normal şartlarda hücre bölünmesi sırasında kromozomların dikkatli bir şekilde kopyalanıp dağıtılması gerekirken, bu sürecin aksaması "kromozomal instabilite" denilen bir duruma yol açıyor. Bu tür anormallikler, kanserin en yaygın özelliklerinden biri olarak kabul ediliyor ve genellikle tedaviye direnç gösteren, hızla evrimleşen tümörlerle ilişkilendiriliyor.

Yıllardır tetraploid hücrelerin tümör gelişim sürecinde sıkça görüldüğü ve bu hücrelere sahip hastaların genellikle daha kötü klinik sonuçlarla karşılaştığı biliniyordu; ancak bunun temel nedeni gizemini koruyordu. Hücre biyoloğu Daniela Cimini ile birlikte çalışan lisansüstü öğrenciler Megan Sweet ve Mat Bloomfield, kanser hücrelerinin ekstra bir kromozom seti kazandıktan sonra neler yaşandığını anlamak için yıllar süren bir çalışma yürüttü.

Araştırmacı ekip, hücrelerin bölünme işleminin son adımını tamamlamadan kromozomlarını kopyalamasını sağlayarak yapay olarak tetraploid kanser hücreleri oluşturdu. Fareler üzerinde yapılan deneylerde, normal diploid kanser hücrelerinden oluşan tümörler ile tetraploid hücrelerden oluşan tümörler karşılaştırıldı. Beklenenin aksine, tümörler geliştikçe tetraploid hücrelerin sayısı azalmaya başladı; ancak buna rağmen tetraploid hücre içeren tümörlerin çok daha büyük ve hızlı büyüdüğü gözlemlendi.

Bu paradoksun cevabı, tümörü çevreleyen karmaşık hücre ekosistemi olan "tümör mikroçevresi"nde yatıyor. Araştırmacılar, tetraploid hücrelerin, dokulara yapısal destek sağlayan ve kanserli olmayan bağ dokusu hücreleri olan "stromal hücrelerin" bölgeye çekilmesini teşvik ettiğini keşfetti. Bu bulgu, tetraploid hücrelerin doğrudan tümör büyümesini tetiklemekten ziyade, çevreyi manipüle ederek kanserin gelişmesini kolaylaştıran "biyolojik kışkırtıcılar" gibi hareket ettiğini gösteriyor.

Araştırma ekibi, ikinci bir çalışmada odağını hücre boyutuna çevirdi. Mat Bloomfield tarafından yürütülen çalışmada, tetraploid insan kanser hücrelerinden tekil klonlar izole edildi. Normalde iki kat genetik materyale sahip oldukları için bu hücrelerin çok daha büyük olması bekleniyordu. Ancak bazı klonların, beklenenden yüzde 25 ila 30 oranında daha küçük olduğu tespit edildi.

Hücre boyutundaki bu farkın kritik bir öneme sahip olduğu anlaşıldı. Daha küçük olan tetraploid hücrelerin, büyük olanlara kıyasla çok daha agresif davrandığı; daha hızlı büyüdükleri, çevre dokulara daha kolay sızdıkları ve yaygın olarak kullanılan antikanser ilaçlar ile stres tetikleyici ajanlara karşı daha yüksek direnç gösterdikleri saptandı. Fareler üzerinde yapılan takip deneyleri, bu eğilimin kolorektal ve meme kanseri dahil olmak üzere birden fazla kanser türünde geçerli olduğunu doğruladı.

Bilim insanları, bu ilişkinin gerçek hastalar üzerinde de geçerli olup olmadığını anlamak için binlerce hasta örneğinin bulunduğu "The Cancer Genome Atlas" veri tabanını inceledi. Analizler sonucunda, küçük tetraploid hücrelerin birçok kanser türünde daha düşük hayatta kalma oranları ve daha kötü prognozlarla doğrudan bağlantılı olduğu görüldü. Bu durum, hücre boyutunun tek başına önemli bir biyolojik bilgi taşıdığını ve tümörün saldırganlık potansiyelini öngörmede kritik bir gösterge olabileceğini kanıtladı.

Virginia Tech ekibinin elde ettiği bu bulgular, kanser biyolojisinin göz ardı edilen yönlerinin ne kadar kritik olduğunu bir kez daha ortaya koydu. Tetraploid hücrelerin neden özellikle tehlikeli hale geldiğinin anlaşılması, yüksek riskli tümörlerin daha erken teşhis edilmesine ve kişiselleştirilmiş, daha etkili tedavi stratejilerinin geliştirilmesine olanak sağlayabilir. Araştırmanın sonuçları, Proceedings of the National Academy of Sciences ve Cancer Research dergilerinde yayımlanarak bilim dünyasıyla paylaşıldı.