الجميع يحب الحلوى، حتى خلايانا. بينما نفكر عادةً في السكر كأحد مكونات نظامنا الغذائي الذي يمنحنا الطاقة، فإن السكريات أيضًا مهمة جدًا في توجيه نشاط خلايانا. يمكن تعديل جزيئات السكر وإضافتها إلى البروتينات الموجودة خارج الخلايا، حيث تساعد الخلايا على أداء مهام معينة. تُعرف عملية صنع جزيئات السكر المعقدة التي تغطي الخلايا باسم الارتباط بالجليكوزيل.
وأوضح أناند ميهتا، دكتوراه في الفلسفة، والعميد المساعد الأول للأبحاث في كرسي SmartState Endowed، أن “الجليكوزيل يشبه الملابس التي ترتديها الخلية. فالشخص لديه ملابس تدور حوله وتقوم بأشياء مختلفة. وهذا هو الارتباط بالجليكوزيل بالنسبة للخلية”. المؤشرات الحيوية البروتينية وأستاذ في قسم علم الأدوية الخلوي والجزيئي بجامعة MUSC.
وقد طور مختبر ميهتا طريقة جديدة لفحص السكريات، التي تسمى الجليكان، والتي تغطي الخلايا المناعية. نتائجهم نشرت في الكيمياء التحليليةأظهر أنه يمكن عزل أنواع مختلفة من الخلايا المناعية من خليط من الخلايا وتحليلها لتحديد الارتباط بالجليكوزيل لكل نوع من الخلايا.
وقال ميهتا: “تلعب هذه السكريات دورا رئيسيا في كل ما يحدث في الخلية”. “بالنسبة للجزء الأكبر، كانت لدينا أساليب سيئة للغاية لتحليل تلك السكريات. لقد طورنا طريقة للبدء للسماح لنا بقياس تغيرات السكر تلك.”
وتركز الطريقة التي طورها ميهتا وفريقه على التقاط الخلايا التائية، وهي نوع من الخلايا المناعية التي تساعد على حماية الجسم من العدوى والأمراض، بما في ذلك السرطان. تساعد بعض الخلايا التائية على تنشيط الخلايا المناعية الأخرى وتحفيز الاستجابات الالتهابية، بينما يمكن للخلايا الأخرى أن تقتل الخلايا المصابة أو السرطانية بشكل مباشر.
في السابق، لم تكن هناك طرق متاحة لفصل وتحليل الغليكوزيل لهذه المجموعات الخلوية المتميزة بكفاءة. ومن خلال طريقتهم، يستطيع ميهتا وفريقه عزل هذه الأنواع الفرعية من الخلايا بسرعة وتحديد كيفية اختلاف أنماط السكر الخاصة بها بين المرضى الأصحاء والمرضى. قد تكون هذه الاختلافات مهمة لفهمنا لكيفية مقاومة الجسم للسرطان.
وأوضح جيمس دريسمان، دكتوراه: “يمكن استخدام الجليكان كمؤشرات حيوية لمعرفة كيفية استجابة الجهاز المناعي لمرض معين”. مرشح في مختبر ميهتا الذي عمل في هذه الدراسة.
تعد التغيرات في الغليكوزيل سمة مميزة للسرطان الذي لا يتم وصفه بشكل جيد. من المحتمل أن يُظهر المرضى المصابون بسرطان الدم تغيرات في أنماط غليكوزيل الخلايا التائية لديهم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تشير جليكانات الخلايا المناعية إلى ما إذا كانت هذه الخلايا نشطة أم في حالة راحة.
نظرًا لأن طبقة السكر الموجودة على الخلايا المناعية يمكن أن تغير قدرتها على قتل الخلايا المريضة، فإن زيادة فهمنا لجليكوزيل الخلايا المناعية أمر في غاية الأهمية. تتضمن علاجات السرطان بالعلاج المناعي تعديل الخلايا المناعية لجعلها أكثر كفاءة في قتل الخلايا السرطانية. ولذلك، إذا فهم العلماء أي السكريات تجعل الخلايا التائية أفضل في قتل أنواع معينة من الخلايا السرطانية، فيمكن تصميم علاجات مناعية أكثر فعالية.
لإجراء تحليل جليكان الخلايا التائية، يضيف الباحثون مزيجًا من الخلايا المناعية إلى شرائح مجهرية خاصة تحتوي على مناطق مختلفة تلتصق بأنواع معينة من الخلايا التائية. يتم بعد ذلك قياس السكريات الموجودة على السطح الخارجي لهذه الخلايا التائية باستخدام مطياف الكتلة، وهو جهاز معقد يحدد كتلة وتركيب الجزيئات الصغيرة.
وتتمثل ميزة هذه الطريقة في قدرتها على عزل مجموعات الخلايا المتميزة من العينات المعقدة التي تحتوي على خليط من أنواع الخلايا.
قال دريسمان: “إنه أمر مثير حقًا”. “إنه يفتح آفاقًا جديدة لأسئلة مختلفة يمكننا البحث فيها.”
وأضاف ميهتا: “يمكننا أن ننظر إلى حيث لم يتمكن أحد من النظر إليه من قبل”.
أول طريق يخطط له دريسمان وميهتا للتحقيق فيه هو كيفية تغير غليكوزيل الخلايا المناعية لدى الأفراد المصابين بسرطان الدم. وللقيام بذلك، سيقومون بتطبيق التقنية الجديدة على الخلايا المناعية في عينات الدم المأخوذة من المرضى المصابين بسرطان الدم والأفراد الأصحاء. ويأمل الفريق في تحديد المؤشرات الحيوية للدم التي ستساعد في الكشف المبكر عن السرطان. بالإضافة إلى ذلك، يخططون لتحسين أسلوبهم لالتقاط ودراسة أنواع أخرى من الخلايا المناعية.