טכניקה חדשה של פרופיל תאים בודדים מיפתה לראשונה מוטציות גנים טרום ממאירות והשפעותיהן ברקמות מוצקות, במחקר שהובילו חוקרים מ-Weill Cornell Medicine ומרכז הגנום של ניו יורק.
המחקר, שפורסם ב-31 בדצמבר ב גילוי סרטןמדגים שיטה מעשית למדידה בו זמנית של מוטציות DNA ספציפיות ופעילות גנים באלפי תאים בודדים מרקמות אנושיות. הטכניקה צפויה להיות שימושית לחקר תאים טרום סרטניים ועשויה בסופו של דבר להנחות גילוי מוקדם של סרטן וטיפולים מונעים.
"זוהי הדגמה טכנולוגית שפותחת אפיקים חדשים רבים של מחקר מדעי ואף מאפשרת לנו להתחיל לחשוב על אסטרטגיות טיפוליות", אמר מחבר המחקר הבכיר ד"ר דן לנדאו, פרופסור לרפואה למשפחה של ביבליוביץ', וחבר במרכז הסרטן של סנדרה ואדוארד מאייר ובמכון אנגלנדר לרפואה מדויקת בווייל קורנל. הוא גם חבר מרכזי במרכז הגנום של ניו יורק.
הנוכחות הנרחבת של תאים המכילים מוטציה לצד תאים נורמליים, בדרך כלל ללא הבדל ברור ביניהם, ידועה בשם פסיפס משובטים. כיום מוכר כמאפיין נפוץ של הזדקנות אנושית, הוא מתעורר כאשר מתרחשת מוטציה של "דרייבר" של DNA בתא, מה שנותן לתא ולצאצאיו, המכונה שיבוט, יתרון צמיחה או הישרדות קל אך עדיין לא סרטני.
החוקרים שיתפו פעולה עם Mission Bio, Inc. כדי לפתח טכנולוגיה הנקראת רצף גנוטיפ לפנוטיפ בודד (scG2P), שאפשרה להם לחקור פסיפס משובטים ברקמות מוצקות – מחקרים קודמים שהתמקדו בעיקר בפסיפס בתאי דם. דגימות רקמה מוצקה מאוחסנות בדרכים שהופכות את המידע המוטציוני והפעילות הגנטי למאתגר יותר לגישה. יתר על כן, השגת תמונה מדויקת של פסיפס רקמות מוצקות דורשת בדרך כלל יצירת פרופילים של מספר גדול יותר של תאים.
הכלי scG2P פועל בצורה מהירה ואוטומטית לאיתור רגיש של מוטציות על פני גנים מובילים רבים, יחד עם הפעילות של גנים מרכזיים לצמיחה ומצב התא בכל תא. זה יכול לקבוע ביעילות כיצד מוטציות מסוימות מניעות צמיחה והישרדות לא תקינים של תאים.
הצוות השתמש ב-scG2P כדי לחקור דגימות רקמת הוושט משישה מבוגרים. הם גילו שיותר ממחצית מ-10,000+ התאים שנדגמו הכילו מוטציות של נהג שיבוט ולרובם הייתה מוטציה של נהג יחיד בגן הנקרא NOTCH1שבדרך כלל שולט בהבשלת תאים, זהות, חלוקה והישרדות בדופן הוושט וברקמות אפיתל אחרות בגוף. קריאות פעילות הגנים העלו כי אלה NOTCH1 מוטציות מובילות גורמות לצמיחת יתר של שיבוטים על ידי פגיעה בהתפתחות תקינה של תאים.
"ב NOTCH1שיבוטים מוטנטים, מספרים גבוהים יחסית של תאים נתקעים בשלבי התפתחות פחות בוגרים, שבהם הם נשארים ברקמה וממשיכים להתחלק, בעוד שתאים נורמליים ובוגרים עוברים אל פני הרקמה ונשפכים", אמר מחבר המחקר הראשון ד"ר דניס יואן, עמית בתר-דוקטורט במעבדת לנדאו.
הגן הבא בשכיחותו של מוטציית דרייבר בדגימות היה TP53מה שהופך את החלבון p53, מדכא גידולים חיוני זה מושבת בסוגי סרטן רבים. TP53שיבוטים מוטנטים בדגימות הראו התבגרות לקויה וגם חלוקת תאים תכופה יותר בהשוואה לתאים נורמליים.
הממצאים עולים בקנה אחד עם אחד הרעיונות המרכזיים בביולוגיה של הסרטן: מוטציה בודדת בדרך כלל אינה מספיקה לממאירות וסרטן נובע מסדרה של מוטציות, שהולכת ונפוצה ככל שאנו מתבגרים.
האם נוכל למקד את השיבוטים האלה ברקמות מזדקנות כדי למנוע סרטן? האם נוכל לזהות את סוגי המוטציות של נהגים שיש להם סיכוי גבוה יותר להוליד סרטן ולכן כדאי לטפל בהם? אלו שאלות שאנשים בשטח שואלים כעת".
ד"ר דן לנדאו, פרופסור משפחה לרפואה של ביבליוביץ', סופר בכיר במחקר
