Tümörlerin ve büyüme gösteren diğer dokuların yayılımı tamamen yeni bir fizik türünü ortaya çıkardı. Nature Physics’de yayınlanan yeni bir araştırmada, bilim insanları canlı hücrelerin iki boyutlu durumdan üç boyutlu kütlelere dönüşümünün, daha önceden bilinmeyen ve “aktif akışkanlık” adı verilen bir süreçle gerçekleştiğini buldular. Ve bu aktif akışkanlık fiziği kanserin neden ve nasıl yayıldığını açıklamanın yolu olabilir.
Bulgularının tıpta uygulanabilir hale gelmesi için daha çok zaman gerektiğini belirten araştırmacılar Xavier Trepat ve Carlos Perez-Gonzalez’e göre, her ne kadar bu çok zor bir iş olsa da, eğer gerçek bir tümörde bu fiziğin kuvvetlerini titizlikle değiştirmenin bir yolu bulunabilirse, kanserin yayılmasını önlemek için bir tedavi geliştirmek mümkün olabilecek.
Bu bulgular, bir laboratuvar kabında insana ait meme kanseri hücreleri kullanılarak yapılan deneylere dayanıyor. Araştırmacılara göre her şey hücreleri birbirine bağlayan E-kaderin proteinini incelerken başladı. Bu proteinin dokulardaki veya hücre gruplarındaki gerilimi nasıl düzenlediğini öğrenmek isteyen Trepat ve Perez-Gonzalez, gerilimin son derece artabildiğini ve inceledikleri dokuların anında substrat olarak kullandıkları kolajenle kaplı jelden ayrılarak küremsi bir hal aldıklarını gördüler.
Bu durumla ilk kez karşılaştıklarında bunun nasıl ve neden gerçekleştiğine dair hiçbir fikirlerinin olmadığını söyleyen araştırmacılar, ardından aktif akışkanlığı içlerinde sıvı akışını değiştirecek canlı yapıların olmadığı pasif akışkanların davranışlarıyla karşılaştırdılar.
Kritik An Aktif Akışkanlık Aşaması
Normalde, söz konusu pasif akışkanlar olduğunda, akışkanlar dinamiğini Navier-Stokes dinamikleri olarak bilinen bir dizi fizik denklemi belirler. Pasif akışkanlarda iki boyutlu durumdan üç boyutlu küremsi yapıya dönüşüme topaklanma denir. Üç boyutlu küremsi yapının iki boyutlu hale dönüştüğü tersi duruma ise akışkanlık ismi verilir. İki durum da, sıvı ve gaz da dahil olmak üzere, arayüzün yüzey gerilimi tarafından yönetilir.
Ancak araştırmacılar kanser hücrelerini incelerken, bu hücrelerin pasif akışkanlık ve topaklanma durumlarında normal akışkanların davranacağı gibi davranmadığını gördüler. Araştırmacılar bunun nedeninin, hücrelerin bir araya toplanmasını ya da yayılım göstermesini dokunun kontraktilitesi ve hücre-substrat adezyonu gibi birçok aktif sürecin belirliyor olduğu sonucuna vardılar. Onlara göre, yayılım gösteren akışkanlık aşaması ve bir araya toplanılan topaklanma aşaması arasındaki geçiş, hücre-hücre kuvvetleri ve hücreyi substrata bağlayan kuvvetler arasındaki rekabete bağlı.
Normal gelişim süreci de dahil olmak üzere, dokular büyür ve birçok şekilde hareket eder. Ancak araştırmacılara göre, aktif akışkanlık durumuna geçiş önemli bir an, çünkü bu, hücrelerin küre şeklindeki sınırlanmış bir durumdan çıkıp yayılmaya başladığı kritik zaman aralığı. Diğer bir deyişle, yuvarlak şekilli tümör kitleleri bir kez birbirlerinden ayrıldığında ve bir yüzeye tutunduğunda, tümörün daha da geniş alanlara yayılması mümkün oluyor.
Araştırmacılar elde ettikleri sonuçların, kanserin vücudu istila etmesinde hangi kuvvetlerin önemli olduğunu anlamak için kapsamlı bir yapı ortaya koyduğunu ve araştırmalarının bir sonraki aşamasının laboratuvar kaplarını bırakıp canlı dokular ve gerçek tümörler üzerinde çalışmak olduğunu söylüyorlar ve bu konuda yeni yöntemlere ihtiyaç duyulduğunun altını çiziyorlar.
