علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

تاثیر بی‌وزنی شبیه سازی شده بر روی موش‌های مبتلا به سرطان پستان

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه ژنتیک، اصلاح و فیزیولوژی دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گلستان، ایران
2 استاد، گروه ژنتیک، اصلاح و فیزیولوژی دام و طیور، دانشکده علوم دامی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گلستان، ایران
3 استادیار، گروه پژوهشی طب فراگیر در سرطان، دپارتمان کیفیت زندگی و طب فراگیر، پژوهشکده معتمد جهاد دانشگاهی، تهران، ایران
4 دانشیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
چکیده
سلول‌های سرطانی زمانی که در معرض بی‌وزنی قرار می گیرند، دستخوش تغییرات چشمگیری در مورفولوژی و خواص بیولوژیکی می‌شوند. سرطان در زنان و پنجمین عامل مرگ و میر ناشی از سرطان در دنیا است. با توجه به اینکه افزایش مقاومت سرطان‌ها نسبت به درمان‌های رایج به مسئله دردسرسازی تبدیل شده است، تلاش محققان برای کشف و شناسایی عوامل ضد سرطانی جدید که موجب افزایش میزان مرگ سلول‌های سرطانی گردد، رو به افزایش است. هدف از این مطالعه بررسی پاسخ سلول‌های سرطانی پستان به شرایط بی‌وزنی بود. در مطالعه حاضر 20 موش حامل سرطان پستان رده سلولی 4T1 در دو گروه که هر گروه آن ده موش در آن قرار داده شده بود تقسیم شدند. گروه‌های آزمایشی شامل شرایط نرمال جاذبه (گروه شاهد) و بی‌وزنی شبیه سازی شده (بی‌وزنی) بودند که موش‌ها به مدت 30 روز تحت آزمایش قرار گرفتند. در طی دوره آزمایش روند رشد تومور هر 3 روز یک بار به وسیله کولیس دیجیتال مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. همچنین در طی دوره آزمایش میزان تلفات شمارش می‌گردید. در پایان دوره، بعد از کشتن موش‌ها سایز نهایی تومور اندازه‌گیری شد. نتایج این آزمایش نشان داد که القا شرایط بی‌وزنی به طور معنی داری می‌تواند رشد تومور را بعد از 30 روز کاهش دهد. همچنین القا بی‌وزنی روند رشد تومور را نسبت به گروه شاهد کاهش داد. در انتهای دوره آزمایش، موش‌های گروه القا بی‌وزنی شبیه سازی شده نسبت به گروه شاهد بیشترین زنده‌مانی را نشان دادند. کمترین تعداد موش‌های زنده در گروه شاهد مشاهده شد. در نتیجه می‌توان نتیجه گرفت که القا بی‌وزنی می‌تواند منجر به کاهش رشد تومور و افزایش زنده‌مانی شود. مطالعه سرطان در شرایط بی‌وزنی ممکن است به ما در فهم بهتر مکانیسم درمان این بیماری و شاهد بهتر این بیماری کمک نموده و به توسعه روش‌های درمانی جدید کمک شایانی ‌نماید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1. World Health Organization, "Cancer." 2018. [Online]. Available: http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cancer
2. K. D. Miller et al. "Cancer treatment and survivorship statistics, 2019," CA: A Cancer Journal for Clinicians. Vol .69, no. 5, pp. 363–385, 2019, https://doi.org/10.3322/caac.21565.
3. M. Zigler, A. Shir, and A. Levitzki, "Targeted cancer immunotherapy," Current Opinion in Pharmacology, vol. 13, no. 4, pp. 504–510, 2013, https://doi.org/10.1016/j.coph.2013.04.003.
4. A. Winnard et al., "Systematic review of countermeasures to minimise physiological changes and risk of injury to the lumbopelvic area following long-term microgravity," Musculoskeletal Science and Practice, vol. 27, pp. S5-S14, 2017, https://doi.org/10.1016/j.msksp.2016.12.009.
5. B. Prasad et al., "Influence of microgravity on apoptosis in cells, tissues, and other systems in vivo and in vitro," International Journal of Molecular Sciences, vol. 21, no. 24, 2020, Art. no. 9373, https://doi.org/10.3390/ijms21249373. 
6. D. Chang et al., "Simulated microgravity alters the metastatic potential of a human lung adenocarcinoma cell line," Vitro Cellular & Developmental Biology–Animal, vol. 49, pp. 170–177, 2013, https://doi.org/10.1007/s11626-013-9581-9.
7. B Deng, R Liu, X. Tian, Z. Han, and J Chen, "Simulated microgravity inhibits the viability and migration of glioma via FAK/RhoA/Rock and FAK/Nek2 signaling," Vitro Cellular & Developmental Biology–Animal, vol. 55, pp. 260–271, 2019, https://doi.org/10.1007/s11626-019-00334-7
8. M. Krüger et al., "Fighting thyroid cancer with microgravity research," International Journal of Molecular Sciences, vol. 20, no. 10, 2019, Art. no. 2553, https://doi.org/10.3390/ijms20102553.
9. D. Grimm et al., "Simulated microgravity alters differentiation and increases apoptosis in human follicular thyroid carcinoma cells," FASEB Journal, vol. 16, no. 6, pp. 604–606, 2002, https://doi.org/10.1096/fj.01-0673fje.
10. A. A. Sokolovskaya, E. A. Korneeva, E. D. Virus, D V. Kolesov, A. A. Moskovtsev, and A. A. Kubatiev, "Inhibition of cell cycle progression, induction of apoptosis, and changes in surface markers of MEG-01 megakaryoblastic cells exposed to a random positioning machine," Microgravity Science and Technology, vol. 32, pp. 35–45, 2020, https://doi.org/10.1007/s12217-019-09737-3.
11. A. Dutta, "An out of the world approach for cancer treatment," International Journal of Advanced Research, vol. 8, no. 6, pp. 993–997, 2020, https://doi.org/10.21474/ijar01%2F11180.
12. A. Qian et al., "Simulated weightlessness alters biological characteristics of human breast cancer cell line MCF-7," Acta Astronautica, vol. 63, no. 7-10, pp. 947–958, 2008, https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2008.01.024.
13. A. Hekmat, M. Rabizadeh. M. Safavi, and Z. Hajebrahimi, "The comparison of the apoptosis effects of titanium dioxide nanoparticles into MDA-MB-231 cell line in microgravity and gravity conditions," Nanomedicine Journal, vol. 6, no. 2, pp.120–127, 2019, https://doi.org/10.22038/nmj.2019.06.0006.
14. D. Prasanth et al., "Microgravity modulates effects of chemotherapeutic drugs on cancer cell migration," Life, vol. 10, no. 9, 2020, Art. no. 162. https://doi.org/10.3390/life10090162.
15. R. K. Globus and E. Morey Holton, "Hindlimb unloading: Rodent analog for microgravity," Journal of Applied Physiology, vol. 120, no. 10, pp. 1196–1206, 2016, https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00997.2015.
16.  A. Fantozzi and G. Christofori, "Mouse models of breast cancer metastasis," Breast Cancer Research, vol. 8, 2006, Art. no. 212, https://doi.org/10.1186/bcr1530.
17.  J. Susan and Y. Crawford, "Effects of microgravity on cell cytoskeleton and embryogenesis," International Journal of Developmental Biology, vol. 50, no. 2-3, pp. 183-191, 2006, https://doi.org/10.1387/ijdb.052077sc.
18. S. Elmore, "Apoptosis: A review of programmed cell death," Toxicologic Pathology, vol. 35, no. 4, pp. 495-516, 2007, https://doi.org/10.1080/01926230701320337.
19.  J. Schoenberger, J. Bauer, J. Moosbauer, C. Eilles, and D. Grimm, "Innovative strategies in In vivo apoptosis imaging," Current Medicinal Chemistry, vol. 15, no. 2, pp. 187–194, 2008, https://doi.org/10.2174/092986708783330647.
20.  D. Grimm, M. Wehland, J. Pietsch, M. Infanger, and J. Bauer, "Drugs interfering with apoptosis in breast cancer," Current Pharmaceutical Design, vol. 17, no. 3, pp. 272–283, 2011, https://doi.org/10.2174/138161211795049723.
21.  J. Li, J. Chen, X. Li, and Y. Qian, "Vaccination efficacy with marrow mesenchymal stem cell against cancer was enhanced under simulated microgravity," Biochemical and Biophysical Research Communications, vol. 485, no. 3, pp. 606–613, 2017, https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2017.01.136. 
22.  J. Jessup et al., "Microgravity culture reduces apoptosis and increases the differentiation of a human colorectal carcinoma cell line," Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal, vol. 36, pp. 367-373, 2000, https://doi.org/10.1290/1071-2690(2000)036<0367:MCRAAI>2.0.CO;2 
23.  R. P. Arun, D. Sivanesan, P. Vidyasekar, and R. S. Verma, "PTEN/FOXO3/AKT pathway regulates cell death and mediates morphogenetic differentiation of colorectal cancer cells under simulated microgravity," Scientific Reports, vol. 7, 2017, Art. no. 5952, https://doi.org/10.1038/s41598-017-06416-4.
24.    N. Jiang et al., "Effects of rotary cell culture system-simulated microgravity on the ultrastructure and biological behavior of human MDA-MB-231 breast cancer cells," Precision. Radiation. Oncology, vol. 3, no. 3, pp.87–93, 2019, https://doi.org/10.1002/pro6.1074.
25. P. Vidyasekar et al., "Genome wide expression profiling of cancer cell lines cultured in microgravity reveals significant dysregulation of cell cycle and microrna gene networks," PLoS ONE, vol. 10, no. 8, 2015, Art. no. e0135958, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0135958.
26. S. Kopp et al., "The role of NFκB in spheroid formation of human breast cancer cells cultured on the random positioning machine," Scientific Reports, vol. 8, 2018, Art. no. 921, https://doi.org/10.1038/s41598-017-18556-8.
27.  M. G. Masiello et al., "Phenotypic switch induced by simulated microgravity on MDA-MB-231 breast cancer cells," BioMed. Research International, vol. 2014, no. 1, 2014, Art. no. 652434, https://doi.org/10.1155/2014/652434.
28.  J. Zhao et al., "The influence of simulated microgravity on proliferation and apoptosis in U251 glioma cells," Vitro Cellular & Developmental Biology-Animal, vol. 53, pp. 744–751, 2017, https://doi.org/10.1007/s11626-017-0178-6.
29.  X. H. Yang, T. L. Sladek, X. Liu, B. R. Butler, C. J. Froelich, and A. D. Thor, "Reconstitution of caspase 3 sensitizes MCF-7 breast cancer cells to doxorubicin-and etoposide-induced apoptosis," Cancer Research, vol. 61, no. 1, 2001.
30.  G. Clément and K. slenzka, Fundamentals of Space Biology: Research on Cells, Animals, and Plants in Space, New York: Springer, 2006. 
31.  R. Sahebi, M. Aghaei, S. Halvaei, A. Alizadeh, "The role of microgravity in cancer: A dual-edge sword," Multidisciplinary Cancer Investigation, vol. 1, no. 3, pp. 1-5, 2017. 

  • تاریخ دریافت 03 مرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 22 مرداد 1403
  • تاریخ پذیرش 06 شهریور 1403
  • تاریخ اولین انتشار 28 شهریور 1403