Fractionated ionising radiation affects cellular functions, and gene expression associated to subpopulation of F11 dorsal root ganglia neurons without inducing oxidative stress

غالبًا ما يعتمد علاج السرطان على حزم قوية من الطاقة لتدمير الخلايا الخبيثة، وهي ممارسة تُعرف باسم العلاج الإشعاعي. وبينما يعد هذا النهج فعالاً للغاية في وقف نمو الأورام، إلا أنه قد يترك وراءه ظلاً مستمرًا للناجين: ألم مزمن يستمر لفترة طويلة بعد شفاء السرطان نفسه. ولفهم سبب حدوث ذلك، ينظر العلماء إلى الشبكة الحسية للجسم، وتحديدًا العقد الجذرية الظهرية. هذه العقد هي مجموعات صغيرة من الخلايا العصبية تقع خارج الحبل الشوكي مباشرة، وتعمل كمحطات تقوية، حيث تنقل الإشارات المتعلقة باللمس، ودرجة الحرارة، والألم من الجلد والعضلات إلى الدماغ. وعندما تتضرر هذه الأعصاب أو تتغير، قد يتلقى الدماغ إشارات خاطئة أو مبالغ فيها، مما يؤدي إلى الشعور بالألم دون وجود إصابة حالية. إن فهم كيفية تأثير العلاجات الطبية على هذه الخلايا العصبية المحددة أمر بالغ الأهمية لإيجاد سبل للوقاية من هذه المعاناة طويلة الأمد.

وضع الباحثون خطة للتحقيق بدقة في كيفية تغيير التعرض للإشعاع لسلوك هذه الخلايا العصبية الحسية. وقد استخدموا نموذجًا مختبريًا لخلايا عصبية من الفئران، يُعرف باسم خط خلايا F11، لمحاكاة ما يحدث عندما يتعرض الجسم لدورة قياسية من العلاج الإشعاعي. وبدلاً من دفعة واحدة من الطاقة، تعرضت الخلايا للأشعة السينية المؤينة على مدار أربعة أيام متتالية، بجرعة قدرها 5 غراي (Gy) يوميًا، ليصل إجمالي التعرض إلى 20 غراي. تحاكي هذه الطريقة جدول العلاج المجزأ الذي يتلقاه المرضى في العيادات، حيث يتم تقسيم الجرعة الإجمالية إلى أجزاء أصغر للحفاظ على الأنسجة السليمة. وفي اليوم الخامس، أي بعد يوم واحد من التعرض الأخير، فحص العلماء الخلايا لمعرفة ما الذي تغير. لقد تحققوا من علامات الشيخوخة الخلوية، المعروفة باسم الهرم (senescence)، وبحثوا عن أدلة على الإجهاد التأكسدي، وهو نوع من الضرر الخلوي الناتج عن جزيئات غير مستقرة، وقاسوا كيفية استخدام الخلايا للطاقة وإدارتها للميتوكوندريا، وهي محطات الطاقة الصغيرة داخل كل خلية. كما قيموا تعبير الجينات المرتبطة بالمجموعات الفرعية من ألياف العقد الجذرية الظهرية (DRG).

كشف التحقيق عن صورة واضحة لكيفية استجابة هذه الخلايا العصبية للإشعاع. فقد أظهرت الخلايا زيادة في الهرم، مما يعني أنها دخلت في حالة تتوقف فيها عن الانقسام لكنها تظل حية ونشطة. كما ارتفع عدد نسخ الميتوكوندريا داخل الخلايا، وتحول توازن الجزيئات الحاملة للطاقة، مما يشير إلى تغير في كيفية إدارة الخلايا لوقودها الداخلي. ومع ذلك، وعلى عكس ما قد يكون متوقعًا، لم يؤدِ الإشعاع إلى تحفيز الإجهاد التأكسدي في الخلايا بعد أربع وعشرين ساعة من الجرعة الأخيرة، كما لم يغير معدل استهلاك الخلايا للأكسجين. وتعد هذه النتيجة مهمة لأنها تشير إلى أن الألم المرتبط بالعلاج الإشعاعي قد لا ينبع من الضرر الفوضوي المباشر للجذور الحرة، بل من تحولات أكثر دقة وطويلة الأمد في كيفية عمل الخلايا العصبية وتقادمها.

ولعل الأمر الأكثر أهمية هو أن الدراسة وجدت أن الإشعاع غير التعليمات الجينية داخل هذه الخلايا العصبية. وتحديدًا، غيرت الأشعة المؤينة التعبير عن الجينات المرتبطة بألياف المستقبلات الميكانيكية. وهذه هي الألياف العصبية المحددة المسؤولة عن استشعار الضغط الميكانيكي واللمس، والتي تُعرف أيضًا بدورها في تضخيم إشارات الألم عند إصابة الجسم. إن حقيقة أن الإشعاع غير نشاط هذه الجينات تحديدًا تشير إلى وجود رابط مباشر بين العلاج وتطور الألم المزمن. لم تكتفِ الخلايا بمجرد الموت أو التضرر بشكل عام؛ بل خضعت لإعادة برمجة محددة يمكن أن تجعلها أكثر حساسية لإشارات الألم. ويشير هذا الاكتشاف نحو آلية يمكن من خلالها للعلاج نفسه أن يعيد صياغة الأعصاب الحسية بهدوء، مما قد يفسر سبب تجربة بعض الناجين من السرطان لألم مستمر لفترة طويلة بعد انتهاء علاجهم.