סיקור מקיף

טיפול בסרטן הדם בלי לסכן תאים בריאים

חוקרת מאוניברסיטת בר-אילן פיתחה אסטרטגיה מולקולרית לטיפול בסרטן הדם * פרופ' מירה ברדה-סיעד מהפקולטה למדעי החיים הובילה מחקר המתמקד בפירוק חלבון הקיים בצורה אופיינית בתאי סרטן הדם * המחקר שילב ביולוגיה עם בינה מלאכותית ולמידת מכונה, מה שאפשר זיהוי המולקולות שישמשו לתקיפת חלבון המטרה

פרופ' מירה ברדה. צילום: אוניברסיטת בר אילן
פרופ' מירה ברדה. צילום: אוניברסיטת בר אילן

חוקרים וחוקרות באוניברסיטת בר-אילן פיתחו גישה טיפולית חדשה למלחמה בסרטן הדם. השיטה שפותחה ע"י פרופ' מירה ברדה-סעד וצוות המחקר שלה מתבססת על תקיפת חלבון שלד התא שנקרא WASp ונמצא במצב מבני ייחודי בתאי דם סרטניים פעילים.

כדי שהפונקציות הממאירות שלהם יוכלו להתקיים, תאי סרטן תלויים בחלבון אקטין, הממלא תפקידי מפתח בשלד התא. התאים הסרטניים זקוקים לאקטין כדי להיות פעילים, להתרבות, לנדוד ולהתפשט. חלבון בשם WASp שולט בפעילות האקטין ובמבנה שלו. המחקר שבוצע באוניברסיטת בר-אילן התמקד בהרס WASp בתאים סרטניים והראה שפירוקו מסייע להאטה ולהרג תאים סרטניים אלו.

עד כה, מעורבותו שלWASp  במחלת הסרטן טרם הובנה לגמרי, אך ידוע שבתאים סרטניים הוא נמצא במצב מבני ייחודי "פתוח", המאפשר לזהות אותו ולהפעיל עליו מניפולציות. המשמעות היא שפגיעה ב-WASp עשויה לפגוע בעיקר בתאים הסרטניים מבלי לאיים על תאים תקינים, ויתכן אף שתועיל לטיפול בכל סוגי סרטן הדם.

כדי לפגוע בשלד התא הסרטני, צוות המחקר ביצע תהליך סינון וזיהה מולקולות קטנות (Small Molecule Compounds – SMCs) שמפרקות את החלבון  WASp במצב מבני "פתוח". כדי לזהות את המולקולות הקטנות, השתמש צוות המחקר בטכנולוגיות Bio convergence, תחום המשלב ביולוגיה עם טכנולוגיות הנדסיות שונות, במקרה הזה בינה מלאכותית ולמידת מכונה (AI/ML). באמצעות שימוש בכלי חיזוי שפותח על ידי פרופ' ינאי עופרן מבר-אילן, אותרו וזוהו במעבדתה של פרופ' ברדה-סעד מולקולות קטנות שאכן פוגעות בתאים הסרטניים מבלי לגרום לסיכון רב לתאים תקינים. החוקרות והחוקרים הוכיחו את יעילות השימוש ב-SMCs לעצירת התרבות ולהרג תאים סרטניים בניסויי מעבדה בתאים שנלקחו מחולים (בשיתוף פעולה עם בית החולים שיבא) וגם במודל של עכברים הנושאים גידולים המצויים אצל בני אדם.

מחקר זה, המתקיים החל מ-2015 במימון הרשות לחדשנות, עשוי לספק מענה לסוגים של סרטן הדם שטרם נמצא עבורם טיפול הולם. המתקפה הממוקדת על WASp, שנועדה לפגוע בשלד התא של תאים סרטניים, עשויה להחליף טיפולים כמו כימותרפיה וטיפולים ביולוגיים אחרים, שבשל חוסר הספציפיות שלהם פוגעים לא רק בתאי הסרטן הדם, אלא גם בתאים אחרים בגוף או גורמים לעמידות של התאים הסרטניים בפני הטיפול.

כך פועלות המולקולות הקטנות SMCs: החלבוןWASp  נעזר בחלבון אחר, WIP, שמתחבר אליו בנקודה ספציפית שמכונה "אתר ההכרה" ומגן עליו מפני פירוק. המולקולות הקטנות נקשרות לאתר ההכרה ומונעות חיבור של שני החלבונים הנ"ל וכך מזרזות את פירוקו של WASp שכבר אינו מוגן על ידי WIP. "הרעיון עלה כאשר חשפנו במעבדתי את תהליך ההגנה של WASp, במהלך מחקר שהתפרסם ב-2014  בכתב העת המדעי Science Signaling," מספרת פרופ' ברדה-סעד. "המחקר הבסיסי הזה הוביל לפתוח האסטרטגיה הטיפולית החדשה."

ידע מוקדם של אתרי הפירוק של WASp שזוהו גם כן במעבדת ברדה-סעד אפשר את הגדרת המאפיינים השונים של אתרי ההיקשרות וכן אפשר לחזות את סוג המולקולות הקטנות שייקשרו לתווך שבין החלבונים WIP ו-WASp ויפרידו בניהם. צוות המחקר השתמש בלמידת מכונה לחיזוי האינטראקציות של WASp עם סביבתו ולאיתור מולקולות שלא יחסמו את אתרי הפירוק של WASp. ברגע שהמולקולות הללו זוהו, אימתו החוקרים את פעולתן בעבודה מולקולרית וביוכימית ניסויית בתרבית תאים ובהמשך בחיית מודל – עכברים שנושאים גידולי סרטניים הומניים.

פרופ' ברדה-סעד מציינת ששימוש במולקולות קטנות כבר קיים היום למטרות רפואיות שונות, והן יכולות להינתן לחולה בהזרקה תוך ורידית, לזרם הדם או בבליעה. מה שמצביע על בטיחות האסטרטגיה הטיפולית החדשה הוא המבנה של WASp בתאי דם נורמליים: זהו מבנה "סגור", להבדיל מהמבנה הפתוח הקיים בתאי דם הסרטניים, שמונע חיבור של המולקולות הקטנות לאתר ההכרה. לכן, באופן תיאורטי, השימוש במולקולות הקטנות אינו כרוך בסיכון משמעותי. עם זאת, מובן שהקונספט צריך עוד לעבור מבחני בטיחות קדם-קליניים וקליניים כפי שמקובל עבור כל תרופה. מחקר זה התמקד בעיקר בלימפומה מסוג נון הודג'קין, אולם מאחר שגם סרטני דם אחרים מבטאים את חלבון המטרה, שאינו מבוטא בתאים שאינם תאי דם, יש סיכוי גבוה שזה יעבוד גם בהם.

עבור פרופ' ברדה סעד פיתוח האסטרטגיה הטיפולית החדשה הוא יותר מהישג מדעי. "במשך שנים רבות וגם במהלך הדוקטורט שלי והפוסט-דוקטורטים במכון ויצמן ולאחריו ב-NIH במרילנד שבארה"ב, התמקדתי במחקר בסיסי. מספר מקרי סרטן שהתגלו במשפחתי גרמו לי לחשוב תמיד באוריינטציה יישומית – כיצד ניתן לקחת את הידע הבסיסי ולנצלו לפיתוח אסטרטגיה טיפולית" היא מספרת. "התהליך הוא ארוך וממושך משום שזה דורש הבנה מעמיקה של אופן הפעולה של התאים ובמה תאים סרטניים נבדלים מתקינים – מהן נקודות התורפה אשר ניתן לנצלן? במחקר זה ניצלנו את הידע הרב שרכשנו כדי לתכנן אסטרטגיה יישומית."

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן