Establishment and characterization of two gemcitabine-resistant cholangiocarcinoma cell lines

السرطان هو مرض يتميز بالنمو غير المنضبط، ولكن بالنسبة للعديد من المرضى، تبدأ المعركة الحقيقية عندما يتوقف العلاج عن العمل. صُممت أدوية العلاج الكيميائي لقتل الخلايا التي تنقسم بسرعة، ومع ذلك تجد الأورام طرقاً للبقاء، حيث تطور دفاعات تجعل الدواء بلا فائدة. هذه الظاهرة، المعروفة باسم مقاومة الأدوية، هي سبب رئيسي وراء صعوبة علاج أنواع معينة من السرطانات المتقدمة مثل سرطان القنوات الصفراوية (cholangiocarcinoma). سرطان القنوات الصفراوية هو نوع نادر ولكنه عدواني يبدأ في القنوات الصفراوية، وهي الأنابيب التي تنقل الصفراء من الكبد إلى الأمعاء. ولأن هذه الأورام غالباً ما تختبئ حتى تصل إلى مراحل متقدمة، يعتمد المرضى بشكل كبير على العلاج الكيميائي، حيث يعمل دواء يسمى "جيمسيتابين" (gemcitabine) كحجر زاوية في العلاج. ومع ذلك، عندما يتعلم السرطان تجاهل الجيمسيتابين، لا يتبقى لدى الأطباء سوى خيارات قليية. ولفهم كيف يحدث هذا وإيجاد طرق جديدة لإيقافه، يحتاج العلماء إلى دراسة خلايا السرطان نفسها في المختبر، وإنشاء نماذج تحاكي المقاومة المستعصية التي تظهر لدى المرضى.

قام باحثون في جامعة لانزو في الصين ببناء نماذج أفضل لهذه المشكلة المحددة. لقد أدركوا أن النماذج المختبرية السابقة كانت تُنشأ غالباً بسرعة كبيرة، مما ينتج عنه خلايا سرطانية مقاومة للأدوية بشكل طفيف فقط، على عكس الأورام شديدة المقاومة الموجودة في المستشفيات. ولإصلاح ذلك، أخذ الفريق نوعين مختلفين من خلايا سرطان القنوات الصفراوية البشرية: أحدها نشأ داخل الكبد، والآخر جاء من خارج الكبد. قاموا بتعريض هذه الخلايا للجيمسيتابين لفترة طويلة جداً، امتدت من اثني عشر إلى ثمانية عشر شهراً. وبدلاً من إعطاء جرعة واحدة، قاموا بزيادة كمية الدواء التي تتلقاها الخلايا تدريجياً، دورة تلو الأخرى. هذا الضغط التدريجي أجبر الخلايا على التكيف والبقاء، مما أدى في النهاية إلى إنشاء خطين جديدين ومستقرين من الخلايا السرطانية يمكنهما تحمل جرعات من الدواء أعلى بكثير من النسخ الأصلية. استطاع أحد هذين الخطين الجديدين البقاء عند تركيز من الدواء أعلى بنحو خمسة وعشرين ضعفاً من النسخة الأصلية، بينما صمد الآخر عند مستويات أعلى بأربعة عشر ضعفاً.

بمجرد إنشاء هذه الخلايا المقاومة، فحص العلماء بدقة كيف تغيرت. تحت المجهر، بدت الخلايا المقاومة مختلفة عن نظيراتها الأصلية؛ فقد نمت لتصبح أكبر وأكثر عدم انتظام في الشكل، وغالباً ما شكلت تكتلات بدلاً من الانتشار بشكل متساوٍ. وداخل الخلايا، رأى الباحثون علامات الإجهاد والتلف؛ فالمحطات الصغيرة لتوليد الطاقة داخل الخلايا، والمعروفة باسم "الميتوكوندريا"، بدت مكسورة ومتورمة، وكانت الخلايا مليئة بالجيوب الفارغة أو الفجوات. وبالرغم من هذه الصراعات الداخلية، تعلمت الخلايا إبطاء نموها الخاص. فبينما كانت الخلايا السرطانية الأصلية تتكاثر بسرعة، نمت النسخ المقاومة ببطء شديد. وهذا يشير إلى أن الخلايا اعتمدت استراتيجية إبطاء نشاطها لتجنب القتل بواسطة الدواء، أي أنها دخلت فعلياً في حالة من "السبات" للنجاة من الهجوم الكيميائي.

اختبر الباحثون بعد ذلك ما إذا كانت هذه الخلايا المقاومة قد طورت دفاعات ضد أدوية أخرى أيضاً. قاموا بتعريض الخلايا لعدة عوامل علاج كيميائي شائعة، بما في ذلك "سيسبلاتين" (cisplatin)، و"5-فلورويوراسيل" (5-fluorouracil)، و"أوكساليبلاتين" (oxaliplatin)، و"باكليتاكسيل" (paclitaxel). أظهرت النتائج نمطاً انتقائياً للمقاومة؛ فقد أصبح كلا النوعين من الخلايا المقاومة أصعب في القتل باستخدام "5-فلورويوراسيل"، وهو دواء يُستخدم غالباً بالاشتراك مع الجيمسيتابين. ومع ذلك، لم تصبح الخلايا مقاومة للأدوية الأخرى التي تم اختبارها. هذا الاكتشاف أمر بالغ الأهمية لأنه يشير إلى أن آلية المقاومة محددة؛ فالخلايا لم تصبح ببساطة منيعة ضد جميع العلاجات، بل طورت درعاً مستهدفاً ضد أنواع معينة من الهجمات الكيميائية.

ولفهم الأسرار الجزيئية وراء هذا البقاء، قام الفريق بتحليل التعليمات الجينية داخل الخلايا. قارنوا بين الجينات النشطة في الخلايا الأصلية وتلك الموجودة في النسخ المقاومة. كشف التحليل أن نوعي الخلايا السرطانية استخدما استراتيجيات مختلفة لتحقيق نفس الهدف؛ فقد رفعت الخلايا القادمة من داخل الكبد مستوى مسار معين يتعلق بالالتهاب وإشارات الخلايا، مما أدى أساساً إلى إغراق بيئتها الداخلية بالإشارات التي ساعدتها على البقاء. وفي المقابل، قامت الخلايا القادمة من خارج الكبد بتنشيط مجموعة مختلفة من المسارات التي تشمل نظام المتممة المناعي واستقلاب الدهون. وبالرغم من هذه الاختلافات، تشارك كلا النوعين من الخلايا المقاومة في تغيير مشترك: فقد قللا من استخدامهما لعملية إنتاج طاقة محددة تسمى "تحلل السكر" (glycolysis) وخفضا نشاط بعض الإشارات الالتهابية. هذا التحول المشترك يشير إلى أن إبطاء إنتاج الطاقة وتهدئة الالتهابات الداخلية هي حيل عالمية تستخدمها خلايا سرطان القنوات الصفراوية لمقاومة الضغط الدوائي طويل الأمد.

تؤكد هذه الدراسة أن خلايا سرطان القنوات الصفراوية يمكن أن تطور دفاعات معقدة ومتنوعة عند تعرضها للعلاج الكيميائي بمرور الوقت. ومن خلال إنشاء هذه الخطوط الخلوية عالية المقاومة، وفر الباحثون أداة أكثر دقة لدراسة كيفية بقاء هذه الأورام. وتشير النتائج إلى أنه بينما قد تستخدم أجزاء مختلفة من نظام القنوات الصفراوية مسارات جزيئية فريدة لمقاومة العلاج، إلا أنها تعتمد جميعها على استراتيجية مشتركة تتمثل في إبطاء عملية التمثيل الغذائي والتلاعب بالجهاز المناعي. ورغم أن هذه الدراسة أجريت بالكامل في المختبر ولم تُختبر بعد في حيوانات أو مرضى أحياء، إلا أنها تقدم خريطة أوضح للتغيرات البيولوجية التي تحدث أثناء مقاومة الأدوية. ويمكن لهذا المعرفة أن تساعد الأطباء في نهاية المطاف على تصميم علاجات مشتركة أفضل تستهدف آليات البقاء المحددة هذه، مما قد يمنع السرطان من تعلم كيفية تجاهل الدواء في المقام الأول.