תאי דם אדומים תקינים מתחת למיקרוסקופ. (מזהה 80361074 © Patchara Kotsri | Dreamstime.com)
סינגפור -במשך עשרות שנים, טיפול בסרטן ריאות היה כמו ניסיון לפגוע במטרה נעה בחושך. בדיוק כשהרופאים חושבים שמצאו טיפול יעיל, הסרטן מסתגל ובורח. כעת, צוות מדענים מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור פיתח פתרון גאוני: כלי רכב מיקרוסקופיים דמויי מזל"ט הנושאים הוראות גנטיות מותאמות אישית שיכולות לאתר ולהשתיק מוטציות הגורמות לסרטן.
סרטן ריאות של תאים לא קטנים (NSCLC) מהווה כ-80% מכללומייצג את הסרטן השני הכי מאובחן בעולם. בעוד טיפולים קיימים קראומעכבי טירוזין קינאז(TKIs) יכולים להוכיח תחילה כיעילים, חולים מפתחים בהכרח עמידות תוך 10-14 חודשים, מה שמוביל להישנות סרטן ולהתקדמות.
בלב ההתנגדות הזו טמונה חידה גנטית מורכבת. לחולי NSCLC רבים, במיוחד באוכלוסיית אסיה, יש מוטציות בגן הנקרא EGFR (קולטן לגורם גדילה אפידרמיס), הפועל כמו דוושת האצה הדבוקה לרצפה, וגורם לצמיחת תאים בלתי מבוקרת. טיפולים סטנדרטיים פועלים על ידי חסימת המאיץ הפגום הזה, אבללעתים קרובות מפתחים מוטציות נוספות שהופכות בלוקים אלה ללא יעילים, בדומה לאופן שבו חיידקים מפתחים עמידות לאנטיביוטיקה.
הצוות, בראשותו של עוזר פרופסור מין לה, נקט בגישה שונה מהותית. במקום לנסות לחסום את תוצר החלבון של ההם פיתחו מולקולות מיוחדות שנקראותאוליגונוקלאוטידים אנטי-סנס(ASOs) שיכולים למקד ולכבות באופן ספציפי את הגנים שעברו מוטציה עצמם. מולקולות ASO אלו פועלות על ידי היצמדות לחלקים ספציפיים של חומצה ריבונוקלאית (RNA), ומעכבות פעילות לא סדירה במקור שלה - מתקנות את הבעיה בשורשה במקום להתמודד עם ההשפעות שלה במורד הזרם.
מה הופך את הגישה הזו, שפורסמה בeBioMedicine,מבטיח במיוחד הוא יכולת ההסתגלות שלו. החוקרים יכולים לעצב מחדש את ה-ASOs הללו במהירות כדי לכוון למוטציות שונות כפי שהן מופיעות, תוך מענה לאחד האתגרים העיקריים בטיפול בסרטן. עם זאת, השגת מולקולות טיפוליות אלו ליעדן היווה אתגר נוסף, שכן הן נוטות להתכלות בזרם הדם.
כדי לפתור את בעיית המסירה הזו, הצוות פיתח פתרון אלגנטי באמצעות כלים טבעיים זעירים הנקראים שלפוחיות חוץ-תאיות (EVs), שמקורן בכדוריות דם אדומות. שלפוחיות אלו פועלות כמו משאיות אספקה מולקולריות, מצוידות במנגנוני מיקוד מיוחדים המזהים תאים סרטניים תוך הימנעות מרקמה בריאה. מערכת חדשנית זו מאפשרת ל-ASOs להגיע ליעדים שלהם תוך כדי טיסה מתחת לרדאר של הגוף.
המחקר המשותף, שנערך עם שותפים כולל המכון למדעי הסרטן של סינגפור, A*STAR, המרכז הלאומי לסרטן סינגפור ובית הספר לרפואה Duke-NUS, הוכיח תוצאות יוצאות דופן. כאשר נבדק כנגד טיפולים קונבנציונליים, טיפול ASO המותאם אישית הוכיח את עצמו יעיל יותר בהרג תאים סרטניים, גם במקרים בהם הסרטן פיתח עמידות לטיפולים אחרים.
אולי המרגשת ביותר הייתה הצלחת הטיפול במודלים של גידולים שמקורם במטופל - רקמת גידול בפועל שנלקחה מחולים שהפסיקו להגיב לטיפולים קונבנציונליים. כאשר טופלו בטיפול ב-ASO המותאם אישית, גידולים עמידים אלו הראו נסיגה משמעותית, דבר המצביע על כך שגישה זו יכולה להציע תקווה לחולים שמיצו אפשרויות טיפול אחרות.
"השימוש החדשני של שלפוחיות חוץ-תאיות ככלי מסירה לטיפול בחומצות גרעין הוסיף שיטת טיפול בעלת פוטנציאל רב עוצמה לטיפול במחלות ממאירות", אומר שותף במחבר המחקר Tam Wai Leong, סגן המנהל של מכון הגנום A*STAR בסינגפור, בהצהרה. . "היכולת לחסל במדויק תאי סרטן EGFR מוטנטים תוך חסכון ברקמות נורמליות תאפשר טיפול מותאם אישית."
התמיד נלחמו במספר חזיתות, אבל פריצת הדרך הזו מוסיפה נשק חדש ועוצמתי לארסנל שלנו. על ידי הפיכת המנגנון הסלולרי של הגוף עצמו למערכת אספקה לטיפולים גנטיים ממוקדים, החוקרים לא רק פיתחו טיפול חדש - הם יצרו פלטפורמה שיכולה לשנות את האופן שבו אנו ניגשים לסוגי סרטן עמידים מכל הסוגים.
סיכום נייר
מֵתוֹדוֹלוֹגִיָה
החוקרים בודדו תחילה שלפוחיות חוץ-תאיות מתאי דם אדומים ואפיינו אותן ביסודיות באמצעות טכניקות אנליטיות שונות. לאחר מכן הם תכננו ובחנו מספר ASOs המכוונים למוטציות EGFR ספציפיות שנמצאות בדרך כלל בסרטן ריאות. ASOs אלה הועמסו לתוך השלפוחיות באמצעות מגיב טרנספקציה מיוחד. השלפוחיות שונו עוד יותר עם נוגדני מיקוד באמצעות כימיה של קליק, טכניקת הרכבה מולקולרית מדויקת. הפוטנציאל הטיפולי נבדק בתרביות תאים, מודלים של עכברים ודגימות גידולים שמקורן במטופל דרך מסלולי מסירה מרובים כולל מתן תוך קנה הנשימה והתוך גידולי
תוצאות
השלפוחיות הטעונות ב-ASO הראו יעילות טעינה של כ-90% ושמרו על שלמותן המבנית. במחקרי תרבית תאים, הם הפחיתו ביעילות את ביטוי EGFR וצמיחת תאי סרטן, תוך ביצועים טובים יותר מתרופות ה-TKI הנוכחיות. במחקרים בעכברים, הטיפול הפחית משמעותית את צמיחת הגידול ללא רעילות נצפית. והכי חשוב, בגידולים שמקורם במטופל שהיו עמידים לטיפולים הנוכחיים, הטיפול ב-ASO הראה פעילות אנטי-גידולית ניכרת.
מגבלות
המחקר מכיר במספר מגבלות, כולל היעדר בדיקות רעילות ארוכות טווח ותגובות חיסוניות פוטנציאליות לשלפוחיות אנושיות במודלים של עכברים. נתיבי הלידה המשמשים (תוך קנה ותוך גידולי) עשויים שלא להיות אופטימליים לטיפול בסרטן גרורתי, וזמן המחזור הקצר של השלפוחיות בזרם הדם עלול להגביל את יעילותן בטיפול מערכתי.
טייק אווי מפתח
המחקר מדגים גישה חדשה לטיפול בסרטן ריאות עמיד לתרופות באמצעות מיקוד גנטי בשילוב עם מסירה מדויקת. הגמישות של הפלטפורמה מאפשרת הסתגלות מהירה למוטציות שונות, ועלולה להציע פרדיגמה חדשה בטיפול מותאם אישית בסרטן. היעילות המעולה בהשוואה לטיפולים הנוכחיים, במיוחד בגידולים עמידים, מעידה על פוטנציאל קליני משמעותי.
מימון וגילויים
המחקר מומן על ידי משרד הבריאות של סינגפור, קרן המחקר הלאומית, A*STAR ומשרד החינוך. מספר מחברים חשפו קשרים עם חברות ביוטכנולוגיה, כולל Carmine Therapeutics, שסיפקה ריאגנטים חיוניים. חלק מהכותבים מחזיקים בפטנטים הקשורים להרכבים מבוססי שלפוחית ולשימושים הטיפוליים שלהם.
StudyFinds יוצאת למצוא מחקר חדש שמדבר לקהל המוני - בלי כל הז'רגון המדעי. הסיפורים שאנו מפרסמים הם גרסאות מחקריות ניתנות לעיכול, שנועדו ליידע את הקורא וגם לעורר ויכוח אזרחי ומשכיל. מאמרי צוות StudyFinds נעזרים בבינה מלאכותית, אך תמיד נבדקים ונערכים ביסודיות על ידי איש צוות של Study Finds. קרא את מדיניות הבינה המלאכותית שלנו למידע נוסף.