همسویی سلول-سلول و پس‌زمینه ای از سلول‌های ثابت، با هم بروز خوشه‌های سلولی را در یک تومور اولیه شکل می‌دهند.

در یک بیمار سرطانی، سلول‌های توموری که به‌ صورت خوشه ای در سراسر بدن گردش می‌کنند نسبت به سلول‌هایی که به صورت تکی در گردش هستند، خطر متاستاز بیشتری دارند. تصور می شود این خوشه ها در حالی که سلول ها هنوز در تومور اولیه هستند به هم می پیوندند، اما محققان هنوز ساز و کار تشکیل را درک نکرده اند. کوئیرین برات Quirine Braat و همکارانش از دانشگاه فناوری Eindhoven در هلند اکنون از شبیه سازی‌های کامپیوتری برای شناسایی برخی از عوامل موجود استفاده کرده اند [1].

این تیم از یک مدل شبکه محاسباتی برای سلول‌ها و بافت‌ها (مدل سلولی Potts) جهت بررسی لایه ای دوبعدی از دو نوع سلول، متحرک (قابل حرکت) و دیگری غیر متحرک استفاده کرد. در این مدل تمایل سلول‌های متحرک به جا به جا شدن، با نیروی خارجی اعمال شده به هر یک نشان داده میشود. در یک سلول معین، این نیرو می تواند به صورت شدید یا ضعیف با نیروهایی که بر سلول های همسایه آن وارد می شوند، همسو شود.

با تغییر شدت همسویی و تنظیم محیطی که سلول ها درون آن حرکت میکنند محققان دریافتند که تشکیل خوشه های منسجم به تعامل ظریف بین این دو عامل بستگی دارد. زمانی که سلول‌های غیر متحرک پراکنده بودند و سلول‌های متحرک می‌توانستند آزادانه حرکت کنند، همسویی قوی‌تر خوشه‌های بزرگ‌تری ایجاد می‌کرد. اما در یک محیط سلولی فشرده و مملو از سلول‌های غیر متحرک، بزرگترین خوشه‌های متحرک به ازای شدت های همسویی متوسط تشکیل میشدند.

در تومورهای واقعی هم سلول های فشرده و هم همسویی سلول-سلول قوی دیده می شود که نشان می دهد تشکیل خوشه های بزرگ مهار می شود. محققان می گویند میانگین اندازه خوشه پیش بینی شده توسط مدل برای چنین شرایطی با مشاهدات تجربی سلول های تومور در گردش مطابقت دارد و می تواند مفاهیمی برای درک اندازه خوشه های حرکت کننده پس از جدا شدن از تومور اولیه در بر داشته باشد.

1. Q. J. S. Braat et al., “Formation of motile cell clusters in heterogeneous model tumors: The role of cell-cell alignment,” Phys. Rev. E 110, 064401 (2024).

منبع: