Mitochondria (mitochondrion) خلیے کی "توانائی کا کارخانہ" ہے۔ مائٹوکونڈریا میں جینیاتی مواد کا ایک مجموعہ ہوتا ہے، -- مائٹوکونڈریل ڈی این اے (mtDNA)، جو نیوکلئس سے آزاد ہے۔ توانائی کے ہومیوسٹاسس میں مائٹوکونڈریا کے اہم کردار کی وجہ سے، مائٹوکونڈریل عوارض متعدد بیماریوں کا باعث بن سکتے ہیں، جن میں نشوونما کی خرابی، اعصابی امراض، میٹابولک امراض، کینسر کا بڑھنا وغیرہ شامل ہیں۔
اگرچہ سائنسدان طویل عرصے سے جانتے ہیں کہ مائٹوکونڈریا کینسر کے خلیات کی میٹابولزم اور توانائی کی پیداوار میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ تاہم، اب تک، مائٹوکونڈریل نیٹ ورک کی ساختی تنظیم اور ٹیومر کی مجموعی سطح پر اس کی فنکشنل بائیو انرجیٹک سرگرمی کے درمیان تعلق کے بارے میں بہت کم معلوم ہے۔
یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، لاس اینجلس کے محققین نے حال ہی میں نیچر جریدے میں ایک تحقیقی مقالہ شائع کیا، جس کا عنوان ہے: پھیپھڑوں کے کینسر میں مائٹوکونڈریل نیٹ ورکس اور بایو اینرجیٹکس کی مقامی نقشہ سازی۔
یہ مطالعہ الیکٹران مائیکروسکوپی کے ساتھ مل کر پوزیٹرون ایمیشن ٹوموگرافی (PET) کا استعمال کرتا ہے تاکہ جینیاتی طور پر انجینئرڈ ماؤس پھیپھڑوں کے ٹیومر میں مائٹوکونڈریل نیٹ ورک کا ایک 3-جہتی سپر ریزولوشن نقشہ تیار کیا جا سکے۔ تحقیقی ٹیم نے ڈیپ لرننگ (ڈیپ لرننگ) ٹیکنالوجی کا استعمال مائٹوکونڈریل سرگرمی اور دیگر عوامل کی بنیاد پر ٹیومر کی درجہ بندی کرنے کے لیے کیا تاکہ پورے ٹیومر میں سینکڑوں خلیوں اور ہزاروں مائٹوکونڈریا کے مائٹوکونڈریل ڈھانچے کو درست کیا جا سکے۔
ٹیم نے نان سمال سیل پھیپھڑوں کے کینسر (NSCLC) میں -- پھیپھڑوں کے اڈینو کارسینوما (LUAD) اور پھیپھڑوں کے اسکواومس سیل کارسنوما (LUSC) کی دو بڑی ذیلی اقسام کی جانچ کی اور ان ٹیومر میں مائٹوکونڈریل نیٹ ورکس کے مختلف ذیلی سیٹوں کی نشاندہی کی۔ اہم بات یہ ہے کہ انہوں نے پایا کہ مائٹوکونڈریا کو اکثر لپڈ بوندوں کے ساتھ منظم کیا جاتا ہے تاکہ منفرد سب سیلولر ڈھانچے بنائے جائیں جو ٹیومر سیل میٹابولزم اور مائٹوکونڈریل سرگرمی کو سپورٹ کرتے ہیں۔
مائٹوکونڈریا کینسر کے خلیوں میں میٹابولزم اور بائیو اینرجیٹکس کے کنٹرول کے لیے ضروری ہیں، انتہائی منظم نیٹ ورکس بناتے ہیں جس میں ان کی اندرونی اور بیرونی جھلی کے ڈھانچے ان کی بایو انرجیٹک صلاحیت کا تعین کرتے ہیں۔ تاہم، مائٹوکونڈریل نیٹ ورکس کی ساختی تنظیم اور ویوو میں ان کی بایو انرجیٹک سرگرمی کو بیان کرنے والے مطالعات محدود ہیں۔
اس مطالعہ میں، تحقیقی ٹیم نے ایک مربوط پلیٹ فارم کا استعمال کیا جس میں پوزیٹرون ایمیشن ٹوموگرافی امیجنگ، ریسپرومیٹری اور تھری ڈائمینشنل اسکیننگ بلاک سرفیس الیکٹران مائیکروسکوپی کا استعمال کیا گیا تاکہ مائٹوکونڈریل نیٹ ورک کے ویوو سٹرکچرل اور فنکشنل تجزیہ اور غیر چھوٹے سیل پھیپھڑوں کے کینسر کے بائیو اینرجٹک فینو ٹائپ کو انجام دیا جا سکے۔ (این ایس سی ایل سی)۔
این ایس سی ایل سی ٹیومر میں ریسرچ ٹیم کے ذریعہ شناخت کی گئی مختلف بایو انرجی فینوٹائپس اور میٹابولک انحصار موجودہ مائٹوکونڈریل نیٹ ورک کی الگ ساختی تنظیم کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔ مزید برآں، مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ ٹیومر خلیوں میں مائٹوکونڈریل نیٹ ورک کو الگ الگ علاقوں میں منظم کیا جاتا ہے۔
بوندوں کے ارد گرد ایک مائٹوکونڈریل نیٹ ورک جو لپڈ بوندوں سے رابطہ کرتا ہے اور گھیرتا ہے ٹیومر میں اعلی آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن اور فیٹی ایسڈ آکسیکرن کی شرح کے ساتھ پایا گیا تھا۔ جب کہ کم آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن کی شرح والے ٹیومر میں، ہائی گلوکوز کا بہاؤ مائٹوکونڈریا کے پیرینوکلیئر لوکلائزیشن، کرسٹے کی ساختی دوبارہ تشکیل، اور مائٹوکونڈریل سانس کی صلاحیت کو منظم کرتا ہے۔ یہ نتائج تجویز کرتے ہیں کہ مائٹوکونڈریل نیٹ ورک کو الگ الگ ذیلی آبادیوں میں تقسیم کیا گیا ہے جو ٹیومر کی بایو انرجیٹک صلاحیت کو کنٹرول کرتے ہیں۔
ٹیم کا کہنا ہے کہ یہ مطالعہ جینیاتی طور پر انجنیئرڈ ماؤس ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے پھیپھڑوں کے کینسر کے ہائی ریزولوشن تین جہتی نقشے کو بنانے میں پہلا قدم پیش کرتا ہے۔ ان نقشوں کا استعمال کرتے ہوئے، تحقیقی ٹیم نے پھیپھڑوں کے ٹیومر کے ساختی اور فعال نقشے مزید بنانا شروع کر دیے ہیں، جو یہ سمجھنے میں مدد کر سکتے ہیں کہ ٹیومر کے خلیے کس طرح ٹیومر کی نشوونما کی اعلی میٹابولک ضروریات کے جواب میں اپنے سیلولر ڈھانچے کو ساختی طور پر منظم کرتے ہیں۔ یہ نتائج کینسر کے خلیوں میں مائٹوکونڈریل فنکشن کے بارے میں کلیدی معلومات بھی فراہم کرتے ہیں، جو کہ کینسر کے علاج کی موجودہ حکمت عملیوں کے لیے نئی معلومات اور بہتر طریقے فراہم کرنے کا وعدہ کرتے ہیں، جبکہ پھیپھڑوں کے کینسر کو نشانہ بنانے کے لیے ایک نئی سمت کی طرف اشارہ کرتے ہیں۔
اس مقالے کے سرکردہ مصنف ڈاکٹر ہان منگکی نے کہا کہ اس تحقیق میں پھیپھڑوں کے کینسر کے میٹابولک بہاؤ میں نیا پایا گیا ہے، جس سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ پھیپھڑوں کے کینسر کے خلیوں کی غذائی ترجیحات کا تعین ان کے مائٹوکونڈریا اور دیگر اعضاء کے ذیلی خلیے کی تقسیم سے کیا جا سکتا ہے، یا تو گلوکوز یا مفت فیٹی ایسڈ. اس تلاش کے مؤثر اینٹی کینسر علاج کی ترقی کے لئے اہم مضمرات ہیں جو ٹیومر سے متعلق مخصوص غذائی ترجیحات کو نشانہ بناتے ہیں۔ ملٹی موڈل امیجنگ اپروچ ہمیں کینسر میٹابولزم کے اس پہلے سے نامعلوم پہلو کو ظاہر کرنے کی اجازت دیتا ہے، اور ہمیں یقین ہے کہ اس کا اطلاق کینسر کی دیگر اقسام پر بھی کیا جا سکتا ہے، جس سے اس شعبے میں مزید تحقیق کی راہ ہموار ہوتی ہے۔
