تفاوت اصلی بین مهاجرت (cell migration) و تهاجم سلولی (invasion) در این است که مهاجرت سلولی حرکت هدایت شده سلول‌ها در پاسخ به یک پاسخ شیمیایی یا مکانیکی است در حالی که تهاجم توانایی سلول‌ها برای متحرک شدن و حرکت از طریق ماتریکس خارج سلولی (extracellular matrix) در بافت یا نفوذ به بافت‌های مجاور (neighboring tissues) است. علاوه بر این، مهاجرت سلولی برای تشکیل بافت در طول رشد جنینی، بهبود زخم و پاسخ ایمنی مهم است در حالی که تهاجم در پیشرفت تومور مهم است.
مهاجرت و تهاجم سلولی دو نوع فرآیندی هستند که توسط سلول‌ها در موجودات چند سلولی انجام می‌شود. با این حال، هر دو فرآیند در شرایط بیماری نیز مهم هستند.
اصطلاحات کلیدی
رشد سرطان، مهاجرت سلولی، ماتریکس خارج سلولی، تهاجم، تشکیل بافت
مهاجرت سلولی چیست؟
مهاجرت سلولی حرکت منظم سلول‌ها در موجودات چند سلولی است. این یک فرآیند اصلی در توسعه و نگهداری از بدن موجودات چند سلولی است. علاوه بر این، مهاجرت سلول‌ها یک فرآیند جهت دار است که در پاسخ به یک محرک شیمیایی یا مکانیکی رخ می‌دهد. به طور کلی، برای تشکیل بافت در طول رشد جنین مهم است. بنابراین، مسئول رویدادهای مورفوژنتیک مختلف در جنین در حال رشد است. به عنوان مثال، در طی گاسترولاسیون، سه لایه جوانه در نتیجه یک سری مراحل مهاجرت سلولی که در توده سلولی داخلی رخ می‌دهد، تشکیل می‌شوند. در نتیجه، سلول‌های این لایه‌های زاینده بیشتر به مکان‌های هدف خود مهاجرت می‌کنند تا تحت تخصص قرار بگیرند و بافت‌ها و اندام‌ها را تشکیل دهند.
شکل ۱: گاسترولاسیون
علاوه بر این، مهاجرت سلولی نقش کلیدی در تجدید و ترمیم بافت‌ها در بزرگسالان دارد. در اینجا، سلول‌های لایه‌های بافت زیرین به بافت‌هایی با سلول‌های قدیمی‌یا آسیب دیده مهاجرت می‌کنند تا جایگزین آنها شوند. بنابراین، مهاجرت سلول‌ها در حفظ یکپارچگی بافت و در عین حال امکان بهبود زخم بسیار مهم است. از سوی دیگر، سلول‌های مختلف در سیستم ایمنی، از جمله فاگوسیت‌ها، ماکروفاژها و نوتروفیل‌ها، از جریان خون به بافت‌های آلوده مهاجرت می‌کنند تا پاسخ ایمنی را تحریک کنند. با این حال، مهاجرت نامطلوب سلولی می‌تواند باعث ایجاد شرایط پاتولوژیک مختلفی از جمله تشکیل تومور ، بیماری عروقی، بیماری‌های التهابی و غیره شود.
تهاجم چیست؟
تهاجم یک فرآیند فعال گسترش مستقیم و نفوذ سلول‌ها به بافت‌های مجاور از طریق ماتریکس خارج سلولی است. به طور کلی، نفوذ سلول‌ها در یک تومور فرآیند کلیدی مسئول تهاجم سرطان به بافت‌های مجاور است. علاوه بر این، عوامل مختلفی مانند ماتریکس خارج سلولی، پروتئین‌های اتصال، سیتوکین‌ها، بیان پروتئازها و همچنین تغییر دینامیک سلولی تهاجم سلول‌های تومور را تسهیل می‌کند. بنابراین، دو رویداد اصلی تهاجم سلولی شامل تخریب ماتریکس خارج سلولی و پروتئولیز است. متاستاز مرحله دیگری از توسعه سرطان است که سلول‌های تومور را از طریق سیستم گردش خون یا لنفاوی پخش می‌کند.
شکل ۲: الگوهای تهاجم سلول‌های سرطانی
با توجه به این نیاز خاص تهاجم برای نفوذ به ماتریکس خارج سلولی، سنجش تهاجم سلولی نیز مانند سنجش مهاجرت سلولی باید به روش خاصی انجام شود. به طور کلی، در سنجش مهاجرت سلولی، یک ماتریکس نیمه جامد از ژلاتین یا آگار به عنوان محیطی برای مهاجرت سلول‌ها عمل می‌کند. در مقابل، در روش‌های تهاجم، از فیلتری با مولکول‌هایی شبیه به مولکول‌های موجود در ماتریکس خارج سلولی برای جدا کردن محفظه‌ها در مسیر حرکت سلول استفاده می‌شود.
شباهت‌های بین مهاجرت سلولی و تهاجم
مهاجرت و تهاجم سلولی دو نوع فرآیندی هستند که توسط سلول‌ها در موجودات چند سلولی انجام می‌شود.
آنها در رشد ارگانیسم‌ها برای تشکیل بافت در طول رشد جنینی مهم هستند.
علاوه بر این، آنها در شکل گیری بیماری نیز مهم هستند.
تفاوت بین مهاجرت سلولی و تهاجم
تعریف
مهاجرت سلولی به حرکت هدایت شده سلول‌ها در پاسخ به یک پاسخ شیمیایی یا مکانیکی اشاره دارد در حالی که تهاجم به توانایی سلول‌ها برای متحرک شدن و حرکت از طریق ماتریکس خارج سلولی در بافت یا نفوذ به بافت‌های مجاور اشاره دارد.
اهمیت
تفاوت دیگر بین مهاجرت سلولی و تهاجم این است که مهاجرت سلولی یک حرکت طبیعی سلولی است در حالی که تهاجم یک فرآیند فعال در حمله به بافت‌های اطراف است.
روند
علاوه بر این، مهاجرت سلولی یک فرآیند چند مرحله‌ای است در حالی که تهاجم از طریق تخریب ECM و پروتئولیز انجام می‌شود.
اهمیت
مهاجرت سلولی برای تشکیل بافت در طول رشد جنینی، بهبود زخم و پاسخ ایمنی مهم است در حالی که تهاجم در پیشرفت تومور مهم است.
انواع سنجش
تکنیک‌های آگار-پلیت نمونه‌هایی از سنجش مهاجرت سلولی هستند در حالی که تکنیک‌های دو محفظه‌ای از جمله محفظه بویدن، اتاق‌های پل و تکنیک‌های مویرگی نمونه‌هایی از سنجش‌های تهاجم هستند.
اصل سنجش
علاوه بر این، سنجش مهاجرت سلولی، کمیت مهاجرت سلولی در شرایط آزمایشگاهی را به سمت گرادیان غلظت شیمیایی (کموتاکسی) یا گرادیان پروتئین ECM (هاپتوتاکسی) ممکن می‌سازد، در حالی که سنجش‌های تهاجم، میزان تهاجم سلولی آزمایشگاهی را از طریق پروتئین ECM غشای پایه یا لایه‌ای از سلول‌ها مانند سلول‌های اندوتلیال.
نتیجه
مهاجرت سلولی حرکت طبیعی سلول‌ها در موجودات چند سلولی است. برای تشکیل بافت در طول رشد جنینی، بهبود زخم و پاسخ ایمنی مهم است. با این حال، تهاجم یک فرآیند فعال حرکت سلولی است که از طریق ماتریکس خارج سلولی رخ می‌دهد. بنابراین، تخریب ECM و پروتئولیز دو فرآیند کلیدی تهاجم سلولی هستند. علاوه بر این، تهاجم یک فرآیند مهم پیشرفت تومور به متاستاز است. اما تفاوت اصلی بین مهاجرت و تهاجم سلولی در نوع حرکت سلولی و اهمیت آنهاست.
منابع
۱. “What Is Cell Migration?” MBInfo, National University of Singapore, 6 July 2018, Available Here.
2. “Cell Migration, Invasion and Wound Healing.” Cell Biolabs, Cell Biolabs, Inc., Available Here.
Image Courtesy:
۱. “Blastula” By Abigail Pyne – Own work (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “Patterns of cancer cell invasion” By N. V. Krakhmal, et al (2015). “Cancer Invasion: Patterns and Mechanisms.”. Acta Naturae 7 (2): 17-28.(CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
