مشاهدۀ طرح فراکتالی در سلول‌های سرطانی

 بیگ بنگ: محققان دریافته‌اند که سطح سلول‌های سرطانی در مرحله‌ی اولیه‌ی ابتلا به سرطان، از طرح الگو‌ی فراکتالی پیروی می‌کند در حالیکه این طرح‌ها بر روی سطح سلول‌های سالم یا سلول‌های سرطانی مشاهده نشده است. با بررسیِ بی‌نظمی‌های موجود بر روی سطح سلول، راه‌حل‌هایی برای جلوگیری از پیشرفت این بیماری کسب می‌کنیم.

تصویر الگو‌های بینظم ناشی از سرطان بر روی سطح سلول‌های دهانه‌ی رحم انسان

تصویر الگو‌های بینظم ناشی از سرطان بر روی سطح سلول‌های دهانه‌ی رحم انسان

به گزارش بیگ بنگ، هنگامی که سلول‌های سالم بدن انسان سرطانی می‌شوند، الگو‌های فراکتالی پدید می‌آیند که اولین بار دانشمندان آمریکایی موفق به دیدن آنها شدند. ایگور سوکولوف و همکارانش در دانشگاه تافتز و کلارکسون، هنگامی که به بررسی سطح سلول‌های مخاطی دهانه‌ی رحم با دقت نانومتر مشغول بودند، این الگو‌ها را مشاهده کردند. مطالعات آن‌ها ما را درکِ بهتر چگونگیِ تاثیرِ سطح سلول بر پیشرفت بعضی سرطان‌ها یاری می‌کند. که این به نوبه‌ی خود منجر به ارائه راه‌حل‌هایی برای مبارزه با بیماری‌ها می‌گردد.

گرچه منشا بسیاری از سرطان‌ها کماکان ناشناخته است، اما برخی محققان بر این باورند که این بیماری به فرآیند‌های پیچیده، در سلول‌های زنده‌ای که نامتعادل شده‌اند، وابسته است. چنین فرآیند‌هایی موجب بر هم خوردن نظم می‌شوند. در واقع در حال حاضر، نشانه‌های بی‌نظمی در مطالعاتِ بیوشیمیایی و فیزیکیِ بافت سرطانی مشاهده شده است. در ساختار برخی بافت های سرطانی، شاخصه‌های فراکتالی‌ای وجود دارد که با سیستم‌های بی‌نظم در رابطه است.

الگو‌های فراکتالی قبلا بر روی سطح تک تک سلول‌های سرطانی مشاهده نشده بود. اهمیت مشاهداتِ اخیر به این علت است که اکنون محققان می‌دانند که سطح یک سلول سرطانی نقش مهمی در “فراپخش” (Metastasis) بازی می‌کند. و این همان فرآیندی‌ست که توسط آن سلول‌های سرطانی از غده‌ی اولیه جدا شده و اغلب بسمت سایر بافت‌های سالم حرکت می‌کنند تا غده‌ی‌های دیگری را ایجاد کنند.

سلول‌های فنا‌ناپذیر

تحقیقات جدید توسط سلول کشت شده در آزمایشگاه صورت گرفته است. سه نوع از سلول‌های مخاطی دهانه‌ی رحمِ انسان بررسی شده است : سلول‌های معمولی که از زنان سالم گرفته شده است. سلول‌های سرطانی بدخیم که از بیماران مبتلا به سرطان گرفته شده و سلول‌های فناناپذیر یا سلول‌های مستعد ابتلا به سرطان، که با بعمل آوردن سلول‌های سالم توسط ژنومِ ویروسی خوش‌خیمِ انسانی، ایجاد می‌شوند. برای بررسی سلول‌ها توسط میکروسکوپِ نیروی اتمی آن‌ها را به روش انجمادی خشک می‌کنند.

محققان ویژگی‌های ساختاری سطح سلول‌ها را با دقتی بیشتر از ۲۰ نانومتر در پیکسل، تصویر کرده‌اند. در واقع میکروسکوپ نیروی اتمی میزان “چسبناکی” بین کاوشکرِ بسیار کوچکِ دستگاه و سطح سلول را اندازه‌گیری می‌کند. آنگاه تصاویرِ بدست آمده با استفاده از تبدیل فوریه پردازش و سپس الگو‌های تکرار شده در هر تصویر شناسایی می‌شوند. اعضای تیم به تحلیل داده‌ها می‌پردازند. آنها به دنبال الگوهایی هستند که عددِ تکرارشان در مقیاس متفاوتی باشد. چنین طرح‌هایی الگو‌‌های فراکتالی نام دارند.

پس از بررسی، اعضای تیم پی بردند که سطح هر دو نوع سلول‌های سالم و سرطانی فاقد الگو‌های فراکتالی است. و این در حالی است که طرح‌های فراکتالی بر روی سلول‌های مستعد ابتلا به سرطان مشاهده شده‌اند. چنین نتیجه‌ای دور از انتظار است! سوکولوف می‌گوید : “انتظار می‌رفت که الگو‌های فراکتالی با سلول‌های سرطانی مرتبط باشند، اما بر خلاف انتظار پی بردیم اشکال فراکتالی فقط در دوره‌ی محدودی از رشد، یعنی هنگامیکه سلول‌های فناناپذیر، سرطانی می‌شوند، رخ می‌دهند.”

تغییر شکل سطح

مطابق با گفته‌ی سوکولوف، اعضای تیم نیز متوجه شدند که سلول‌ها هنگامیکه بسمت سرطانی شدن پیشرفت می‌کنند، از رفتار فراکتالی فاصله می‌گیرند. همچنین سلول‌ها بطور طبیعی، الگوی فراکتالی ندارند. این بدان معنی است که فازِ پیش از ابتلا به سرطانِ فراکتال، در تغییرِ شکل سلولِ سالم به سلول سرطانی نقش مهمی ایفا می‌کند.

سوکولوف و همکارانش امیدوار بودند که کشف اخیرشان در شناسایی “نقاط ضعفِ” مرحله‌ی گذارِ سلول‌های سالم به سلول‌های سرطانی مفید واقع شود. چنین اتفاقی در جلوگیری از پیشرفت سرطان بسیار کمک کننده است. چنین گذاری می‌تواند موجب بی‌ثباتی در فرآیند‌های بیولوژیکی شود که درون سلول اتفاق می‌افتند و پیامد آن بی‌نظمی در سطح خواهد بود. چنانچه قادر به جلوگیری از پیدایش این بی‌ثباتی‌ها باشیم، پیشرفت سرطان قابل کنترل خواهد بود. سوکولوف همچنین می‌افزاید : “ما نیازمند آن هستیم که درک خود را از میزان اهمیت سطح سلول در پیشرفت سرطان بیشتر کنیم.” نتایج این تحقیقات در iopscience منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ/ منبع: physicsworld – ترجمه: هلیا هوشمند/انجمن فیزیک ایران

 

image_pdfimage_print
(5 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=27349
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *