גישה חדשה לרפואת סרטן מותאמת-אישית: ציתות למסרים הפנימיים בתוך תאי הגידול

מאבק מוצלח בסרטן תלוי במידה רבה בבחירת הטיפול הנכון, אך בארגז הכלים של הרופאים אין כיום מבחר מספק של שיטות אמינות להתאמת טיפול מיטבי לכל חולה. מדענים ממכון ויצמן למדע וממכון ברוד שבקיימברידג', מסצ'וסטס, פיתחו שיטה חדשה להתאמת טיפול לחולים על-בסיס מסרים המועברים בתוך תאי הגידול שלהם. שיטה זו שממצאיה התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Communications עשויה לעזור לא רק בבחירת טיפול אלא גם בזיהוי מטרות מולקולריות לפיתוח תרופות עתידיות.

הדרך הנפוצה ביותר כיום להתאים טיפול לחולי סרטן היא באמצעות חיפוש מוטציות מסוימות בתאי הגידול. עם זאת, זיהוי המוטציות בגידול אינו מבטיח שהטיפול המתאים אכן יעבוד בחולה מסוים, ובכל מקרה, טיפולים רבים כלל אינם מכווני מוטציות. בנוסף, למרות ניסיונות רבים לנבא את יעילות הטיפול בסרטן בהתבסס על רמת הביטוי של גנים מסוימים בגידול, ולא על סמך המוטציות שבו, יש מעט מאוד הצלחה בבחירת טיפולים מותאמים אישית בשיטה זו. במחקר החדש, חברו יחד קבוצות המחקר של ד"ר רביד שטראוסמן מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא במכון ויצמן למדע ושל ד"ר גדי גץ ממכון ברוד של MIT והרווארד במטרה לפתח שיטה יעילה יותר להתאמת טיפול לחולי סרטן. השיטה החדשה שפיתחו אינה מתבססת על חיפוש מוטציות או על רמת הביטוי של גנים בודדים, אלא על ציתות למסרים בתוך תאי הגידול: מסלולי אותות ביוכימיים המשפיעים על סוגיות הרות גורל – משינויים בחילוף החומרים של התא ועד ההחלטה אם להתחלק או למות. בכל מסלול שכזה מתבטאים גנים רבים, ולכן נדרשות גישות מתוחכמות כדי לחשוף את פעילותם.

החוקרים הצליחו לנבא את הרגישות של גידולים שונים ליותר מ-30 תרופות אנטי-סרטניות הנמצאות כיום בשימוש"

בשנים האחרונות נוצרו בעולם מאגרי נתונים עצומים המכילים מידע רב על תאי הסרטן ורגישותם לטיפולים שונים. המדענים, בהובלת החוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר רותם בן-חמו, פנו למאגרים אלה וניתחו נתונים על מסלולי אותות בכ-460 סוגי רקמות סרטניות מעשרה סוגי סרטן. באמצעות תוכנה ביו-אינפורמטית מתקדמת הקרויה PathOlogist – שפיתח פרופ' סול עפרוני מאוניברסיטת בר-אילן – הצמידו המדענים לכל מסלול בכל רקמה "ציון" המשקף את רמת הפעילות של אותו מסלול. הציונים הסתמכו לא רק על רמת ביטוי הגנים במסלול אלא גם על מבנה המסלול, קשרי הגומלין בין הגנים השונים הפעילים בו והאם גן מסוים חוסם או מגביר את המסר של המסלול כולו. לאחר מכן השוו המדענים את הציונים שקיבלו עם מאגרי נתונים המכילים מידע על רגישות תאי סרטן שונים לכ-500 תרופות.

החוקרים גילו כי רמת הפעילות של חלק מהמסלולים אפשרה להם לנבא את הרגישות של גידולים שונים ליותר מ-30 תרופות אנטי-סרטניות הנמצאות כיום בשימוש. במלים אחרות, הם יצרו "פרופיל" לרקמות סרטניות שעשוי לכוון רופאים לתרופות מיטביות לחיסול הסרטן. כך למשל, כאשר תאים מסוימים של סרטן ריאות הכילו רמת פעילות גבוהה במסלול המוביל למוות תאי מתוכנן הקרוי אפופטוזיס, היה סיכוי גבוה לכך שתרופות מהסוג "מעכבי מיקרו-צינוריות" (microtubule inhibitors) יהרגו את התאים האלה.

בהמשך הראו המדענים כי הם יכולים להשתמש בממצאים לא רק כדי לנבא איזו תרופה תהיה יעילה לאיזה חולה, אלא גם כדי לשנות את תגובת תאי הסרטן לתרופה. הם נטלו דגימה של רקמת סרטן ריאות שבה, על-פי הניתוח שלהם, הייתה חסרה הפעילות של המסלול המוביל לאפופטוזיס. בניסוי במעבדה, תאים של רקמה זו אכן היו עמידים לתרופה מהסוג "מעכבי מיקרו-צינוריות", אך כאשר הוסיפו לתרבית חומר המגביר את מסלול האפופטוזיס – התרופה חיסלה את תאי הסרטן ביעילות.

המדענים השוו גם בין רמת הפעילות של מסלולי אותות בתאים לבין סוג נוסף של נתונים: אילו גנים משחקים תפקידי מפתח בגידולים שונים, כך שהשתקתם תוביל לחיסול הגידול. הם מצאו כי גם כאן, רמת פעילות המסלולים אפשרה להם לזהות גנים "רגישים" בגידולים שונים. למשל, הם גילו כי גידולי שד עם פעילות מסוימת במסלול המכיל את הגן BRCA – פעילות שהעידה על מוטציה בגן זה – תלויים ביותר בגן הקרוי MAD2L1. על-פי ממצא זה, השתקת הגן תוביל לחיסול תאי הגידול בחולות עם מוטציית ה-BRCA. ממצאים אלה יכולים לשמש נקודת מוצא בחיפוש אחר תרופות קיימות או חדשות לחולות אלה.

במחקר השתתפו ד"ר עדי יעקב ברגר, ד"ר ננסי גברט וד"ר יערה צונג מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא של מכון ויצמן למדע; ד"ר מנדי מילר ממעבדתו של ד"ר גץ במכון ברוד; ד"ר גיא פינס מהמרכז הרפואי קפלן; ד"ר רוני אורן מהמחלקה למשאבים וטרינריים של מכון ויצמן למדע; ד"ר אלי פיקרסקי וד"ר צחי נוימן מהאוניברסיטה העברית בירושלים; וד"ר סיריל בנס מבית החולים הכללי במסצ'וסטס (MGH).

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il