یک همکاری بین رشته‌ای ۱۰ ساله در ساخت، از یک رویکرد علم مواد برای «اثرانگشت» رسوبات معدنی کلسیم موسوم به میکروکلسیفیکاسیون‌ها استفاده کرد که سرنخ‌های پاتولوژیک پیشرفت سرطان سینه و بالقوه دیگر بیماری‌ها را نشان می‌دهد.
رسوب مواد معدنی سالم فرآیندی است که با ظرافت هماهنگ شده است، همانطور که در شکل گیری استخوان و دندان دیده می‌شود؛ با این حال، گاهی اوقات، رسوبات معدنی در مکان‌هایی که به آن‌ها تعلق ندارند، مانند کلیه‌ها یعنی سنگ کلیه و بافت سینه تشکیل می‌شوند.
در زمینه سرطان سینه، میکروکلسیفیکاسیون‌ها یک ابزار غربالگری حیاتی هستند، زیرا به صورت لکه‌های سفید واضح در ماموگرافی ظاهر می‌شوند و در موارد خاص وجود سرطان سینه را نشان می‌دهند.
جنی کونیتاک، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: معمولا بعد از ماموگرافی اولیه، میکروکلسیفیکاسیون‌ها تا حد زیادی نادیده گرفته می‌شوند و آنچه ما می‌گوییم این است که می‌توانیم فراتر از وضوح ماموگرافی، در سطح میکروسکوپی و شیمیایی نگاه کنیم و اطلاعات بیشتری از این میکروکلسیفیکاسیون‌ها به دست آوریم.
با استفاده از تکنیک‌های مشخص و با وضوح بالا از علم مواد و همراه کردن آن‌هایی که از زیست کانی‌سازی و اینکه چگونه موجودات زنده می‌توانند رسوب مواد معدنی را کنترل کنند، بینشی منحصر به فرد از یک کانی پاتولوژیک به دست آورده‌ایم که ممکن است پیامد‌های مهمی برای بیماری داشته باشد.
میکروکلسیفیکاسیون‌ها می‌توانند عناصر ریزمحیط بافتی را که در آن شکل می‌گیرند، تقریبا مانند یک عکس فوری جذب کنند. ریزمحیط که به عنوان ماتریس آلی نیز شناخته می‌شود، به نوبه خود می‌تواند بر ترکیب، مورفولوژی و خواص مکانیکی کانی تاثیر بگذارد.
کانیتاکه گفت: مواد معدنی قوانین متفاوتی نسبت به زیست شناسی دارند. مواد معدنی تشکیل شده در سرطان سینه می‌توانند اطلاعات شیمیایی را که منعکس کننده محیط تشکیل آن‌ها هستند به دام بیندازند و به طور بالقوه می‌توانند ارزش و ارتباط بالینی داشته باشند.
در حالی که برخی از زیست شناسان سرطان میکروکلسیفیکاسیون‌ها را مورد مطالعه قرار داده‌اند، این پدیده توسط دانشمندان مواد کشف نشده است.
لارا استروف یکی دسیگر از محققان این مطالعه گفت: زیست معدنی یک حوزه نسبتا خاص است که شامل کمک‌های علم مواد، زمین شناسی، زیست شناسی و موارد دیگر است. این بسیار چند رشته‌ای است. هیچ دلیلی وجود ندارد که انکولوژیست‌ها به خواص مواد این کریستال‌های کوچک که در حال ظهور هستند، توجه کنند. همه چیز‌هایی که ما از مطالعه مواد معدنی زیستی فیزیولوژیکی می‌دانیم و اکنون آن را در مورد این کانی‌های پاتولوژیک اعمال می‌کنیم.
در مرحله بعد، به جای خرد کردن و همگن کردن نمونه‌های بافت، همانطور که مطالعات دیگر انجام داده بود، محققان به دنبال به دست آوردن نقشه‌هایی با وضوح بالا و سه بعدی از شیمی ماده معدنی و ماتریکس آلی بودند، به طوری که آن‌ها را تغییر ندهد، سپس کونیتاکه با استفاده از تکنیک‌هایی که از تحقیقات omics در بیوشیمی و ژنتیک الهام گرفته شده بود، اقدام به ادغام و تجزیه تمام داده‌ها کرد.
یکی از راه‌های نگاه کردن به داده‌ها، زمانی که تعداد زیادی از آن‌ها را دارید، استفاده از استراتژی‌های جوامع omics است. با استفاده از خوشه‌بندی سلسله مراتبی، می‌توانیم به داده‌هایمان به‌عنوان یک نقشه حرارتی نگاه کنیم و این به ما ایده داد که چگونه پارامتر‌های مختلفی که اندازه‌گیری کردیم با یکدیگر مرتبط هستند و چگونه کلسیفیکاسیون‌های مختلف بر اساس اثر انگشتشان گروه‌بندی می‌شوند.
در میان یافته‌های کلیدی محققان میکروکلسیفیکاسیون‌های مرتبط با سرطان در گروه‌های فیزیولوژیکی مرتبط که نوع بافت و بدخیمی محلی را منعکس می‌کنند، دسته‌بندی می‌شوند. کربنات معدنی تنوع قابل توجهی در داخل تومور نشان می‌دهد. فلزات کمیاب از جمله روی، آهن و آلومینیوم در کلسیفیکاسیون‌های بدخیم موضعی افزایش می‌یابد. نسبت لیپید‌ها به پروتئین در میکروکلسیفیکاسیون‌ها در بیماران با پیش آگهی ضعیف کمتر است.
در حالی که محققان مطمئن نیستند که آیا میکروکلسیفیکاسیون‌ها قبل از ایجاد سرطان یا به دلیل آن ایجاد می‌شوند، یافته‌ها نشان می‌دهد که با شدت بیماری همبستگی وجود دارد. محققان امیدوارند این یافته‌ها همچنین کلسیفیکاسیون سایر انواع سرطان مانند سرطان تیروئید و تخمدان را روشن کند.
منبع: مدیکال اکسپرس
