פריצת דרך: חוקרות מהאוניברסיטה העברית גילו את הבסיס המולקולרי לשברים בדנ"א בסרטן

ממצאי המחקר יתפרסמו היום בכתב העת היוקרתי Molecular Cell

חוקרות מהאוניברסיטה העברית גילו את הבסיס המולקולרי לשברים בדנ"א במהלך התפתחות גידולים סרטניים. כידוע הדנ"א מכיל את כל המידע התורשתי לבנייתם של כל החלבונים בתא כך ששבירת דנ"א משמעותה פגיעה במגוון החלבונים בתא ושינוי בתפקוד התאים. שינויים אלו הם שיובילו בהמשך לפגיעה במערכות הבקרה של הגוף ולרכישת תכונות המאפשרות לתאים להפוך לסרטניים.

ממצאי המחקר יתפרסמו השבוע ביום שישי ה-8 ביולי בכתב העת היוקרתי Molecular Cell. באמצעות שימוש בשיטות חדשניות הצליחו החוקרות לאפיין לראשונה את האזורים בדנ"א הרגישים ביותר לשבירה בשלבים ראשונים של התפתחות הגידול הסרטני. המחקר מהווה פריצת דרך בהבנת השפעת רצפים ומבנים בדנ"א על תהליך הכפלתו וכתוצאה מכך על יציבות הדנ"א.

לדברי החוקרות פרופ' בת-שבע כרם ותלמידת הדוקטורט אפרת עוזרי-גלאי מהמכון למדעי החיים ע"ש סילברמן בפקולטה למדעי הטבע באוניברסיטה העברית "רוב הגידולים הסרטניים מאופיינים בהצטברות נזקים בדנ"א החיוניים להתפתחותם. בשלבים הראשונים של התפתחות הגידולים הסרטניים התאים "נדחפים" להתחלק, כאשר בכל חלוקה הדנ"א מוכפל על מנת לשמר את כמותו בתאים החדשים שנוצרו. במהלך החלוקה המוקדמת של תאי הגידול הסרטני נוצרים תנאים המפריעים להכפלה תקינה של הדנ"א. בתנאים אלו של הפרעה לתהליך הכפלת הדנ"א, נזקי דנ"א מתרחשים בעיקר באתרים מסוימים בדנ"א הנקראים "אתרים שבירים."

במחקר זה השתמשו פרופ' כרם ועוזרי-גלאי בשיטת מחקר חדשנית המאפשרת מחקר של מולקולות דנ"א בודדות, על מנת לגלות את הבסיס לרגישות המיוחדת של האתרים השבירים. מציאת הסבר לתופעה זו היא בעלת חשיבות רבה משום שההסבר שופך אור חדש על תכונות הדנ”א ועל בקרת תהליך שכפולו באתרים השבירים הגורמים להם להיות מועדים לשבירה ולקדם את התהליך הסרטני.

נמצא כי לאורך האתרים השבירים ישנם אזורים מסוימים הגורמים להפרעה בתהליך הכפלת הדנ"א ולעיתים אף לעצירתו. על מנת לאפשר השלמה של הכפלת הדנ"א באתרים השבירים התאים מפעילים מנגנונים המיועדים לתגובה למצבי עקה, כבר בתנאי גידול נורמלים. כתוצאה מכך, בתנאים הגורמים לעקה על הכפלת הדנ"א באתרים השבירים (כדוגמת התנאים הנוצרים בשלבים ראשונים של התפתחות הגידול הסרטני), לא קיימים משאבים נוספים להתמודדות עם מצב העקה, ועקב כך נגרמים נזקים בדנ"א.

תוצאות מחקר זה שופכות אור חדש על המנגנון המולקולרי המעודד התפתחות גידולים סרטניים. מחקרים שונים מתמקדים לאחרונה באירועים המתרחשים בתאים בשלבים ראשונים של התפתחות גידולים סרטניים במטרה לזהות מהם האירועים הראשוניים המתרחשים בתאים התורמים להתפתחות הגידול הסרטני מצד אחד ומהם המאורעות שיכולים לעכב תהליך זה מאידך. תוצאות המחקר הנוכחי מאפשרות לראשונה זיהוי ואיפיון של תכונות הדנ"א והבקרה על תהליך הכפלתו באתרים שבירים בדנ"א, בשלבים ראשונים של התפתחות גידולים סרטניים. בעתיד, גילויים אלו עשויים להוביל לפיתוח גישות חדשות למניעה ו/או טיפול בסרטן.