מחקר באוניברסיטת סידני מצביע על כך ש-DNA שאינו מקודד, המהווה 98% מהגנום שלנו ונחשב בעבר ל"זבל" – כלומר חסרי תפקיד מוגדר או מיותרים, עשוי לשחק תפקיד מכריע באבחון וטיפול בסרטן. המחקר מצא מוטציות באזורים אלה הקשורות ל-12 סוגי סרטן שונים
מחקר באוניברסיטת סידני מצביע על כך ש-DNA שאינו מקודד, המהווה 98% מהגנום שלנו ונחשב בעבר ל"זבל" – כלומר חסרי תפקיד מוגדר או מיותרים, עשוי לשחק תפקיד מכריע באבחון וטיפול בסרטן. המחקר מצא מוטציות באזורים אלה הקשורות ל-12 סוגי סרטן שונים. מוטציות אלו מתרחשות באתרים הקושרים את חלבון ה-CTCF, החשובים לשמירה על המבנה התלת-ממדי של הגנום. הפרעות באתרים אלו עשויות לתרום להתפתחות סרטן. הממצאים מצביעים על גישה אוניברסלית פוטנציאלית לטיפול בסרטן שמטרתה לטפל במוטציות נפוצות אלו במגוון סוגי סרטן.
חוקרים במכון גארבן השתמשו בבינה מלאכותית כדי לזהות אלמנטים פוטנציאליים גורמי סרטן בתוך אזורי DNA ה"זבל", ופתחו את הדרך לשיטות חדשניות באבחון וטיפול.
לפי המחקר, DNA שאינו מקודד – המהווה 98% מהגנום שלנו ואינו מכיל הוראות לייצור חלבונים – עשוי להיות המפתח לאבחונים וטיפולים חדשים לסרטן. הממצאים, שפורסמו בכתב העת Nucleic Acids Research, חושפים מוטציות באזורים שהתעלמו מהם בעבר בגנום, אשר עשויות לתרום להיווצרות ולהתפתחות של לפחות 12 סוגי סרטן שונים, כולל סרטן הערמונית, השד והמעי הגס.
תגלית זו עשויה להוביל לאבחון מוקדם ולטיפולים חדשים שיהיו יעילים למגוון סוגי סרטן.
"DNA שאינו מקודד נחשב בעבר ל'זבל' בשל היעדר תפקיד ברור," אומרת ד"ר אמנדה ח'ורי, העומדת בראש המחקר במכון גארבן ומחברת שותפה למאמר. "המחקר שלנו מצא מוטציות באזורים אלו של ה-DNA שיכולות לפתח גישה אוניברסלית חדשה לחלוטין לטיפול בסרטן."
חקר עוגני מוטציות הסרטן ב-DNA
החוקרים התמקדו במוטציות המשפיעות על אתרי קישור לחלבון בשם CTCF, המסייע לקפל רצועות DNA ארוכות לצורות ספציפיות. בעבודתם הקודמת, הם מצאו שאתרי קישור אלו מקרבים חלקים מרוחקים של ה-DNA זה לזה, ויוצרים מבנים תלת-ממדיים ששולטים באילו גנים יהיו מופעלים או מושתקים.
"כבר זיהינו תת-קבוצה של אתרי קישור ל-CTCF שהם 'מתמידים' – כלומר, הם פועלים כמו עוגנים בגנום, ונמצאים בסוגי תאים שונים," אומרת ד"ר ח'ורי. "הנחנו שאם עוגנים אלו הופכים לפגומים, זה יכול להפריע לארגון התלת-ממדי הנורמלי של הגנום ולגרום לסרטן."
כדי לבחון זאת, פיתחו החוקרים כלי חדש ומתקדם ללמידת מכונה (AI) בשם CTCF-INSITE, שהשתמש בתכונות גנומיות ואפיגנומיות כדי לחזות אילו אתרי CTCF עשויים להיות עוגנים שמופיעים באופן קבוע ב-12 סוגי סרטן. הם בחנו יותר מ-3000 דגימות גידול מחולים שאובחנו עם 12 סוגי הסרטן, וזמינות ממאגר הנתונים של הקונסורציום הגנומי הבינלאומי, ומצאו שהעוגנים שמופיעים באופן קבוע הם עשירים במוטציות.
גישה אוניברסלית לטיפול בסרטן
הממצאים עשויים להיות בעלי השלכות רחבות על ההבנה והטיפול בסוגי סרטן רבים. "רוב הטיפולים החדשים בסרטן חייבים להיות ממוקדים בקפידה למוטציות ספציפיות שאינן תמיד נפוצות בין סוגי גידול שונים, אך מכיוון שעוגני ה-CTCF הללו ממוטטים במגוון סוגי סרטן, אנו פותחים את האפשרות לפיתוח גישות שיכולות להיות יעילות למספר סוגי סרטן," אומרת פרופסור סוזן קלארק, ראש המעבדה לאפיגנטיקה של הסרטן במכון גארבן ומחברת ראשית של המאמר.
החוקרים מתכננים כעת ניסויים נוספים בהיקף רחב באמצעות עריכת גנים CRISPR כדי לחקור כיצד עוגני מוטציות אלה משבשים את הגנום התלת-ממדי ועלולים לגרום להתפתחות סרטן.
"עכשיו כשגילינו מה שאנו מאמינים שהם עוגנים קריטיים של הגנום והראינו שהם חשובים לשמירה על ההומאוסטזיס של מבנה הגנום, זה הגיוני שמוטציות DNA שאינן מקודדות אלו ישבשו את ההומאוסטזיס הזה בתא הסרטני – היפותזה שנבחן כאשר נערוך אותן," אומרת פרופסור קלארק. "בכך שנצפה בהשפעות במורד הזרם, אנו מקווים לזהות גנים מרכזיים או מסלולי גנים המושפעים מהמוטציות, שיכולים לשמש כסמנים לזיהוי מוקדם של סרטן או כיעדים לטיפולים חדשים."
"מציאת רמזים אלו שהוסתרו בכמות עצומה של נתונים היא דוגמה משמעותית) לדרך בה בינה מלאכותית מקדמת את המחקר הרפואי," היא אומרת. "זהו תחום חדש לחלוטין במחקר הסרטן, ואנחנו נרגשים להמשיך ולחקור אותו עוד"
עוד בנושא באתר הידען:
