מבנה נסתר בתוך התא משכתב את האופן שבו מדענים מבינים את לוקמיה. מתחת למיקרוסקופ, מה שנראה כמו הפרעה התברר כהלכה לפי כלל פיזי פשוט – כזה שמחבר כמה מוטציות עיקריות מאחורי המחלה.
במחקר חדש של Baylor College of Medicine, מדענים גילו שגורמים גנטיים שונים של לוקמיה משתמשים באותם תאים סודיים בתוך גרעין התא כדי לשמור על גידול הסרטן. הממצא מצביע על יעד פיזי משותף שיכול לעורר סוגים חדשים של טיפולים.
העבודה מעצבת מחדש ראייה ארוכת שנים של האופן שבו לוקמיה נפוצה מתחילה ומציעה דרך חדשה לעצב טיפולים שפוגעים בחולשה אחת המשותפת לצורות גנטיות שונות של המחלה.
לוקמיה מתחילה כאשר מוטציות בתאים יוצרי דם משבשות את האיזון בין גדילה להתמיינות. מטופלים עם שינויים גנטיים שונים לחלוטין מראים דפוסים דומים להפליא של פעילות גנים ויכולים להגיב לאותן תרופות.
איזה חוט בלתי נראה יכול לגרום לכל כך הרבה מוטציות להתנהג באותו אופן?
כדי לגלות זאת, מעבדות ריבק וגודל בביילר איחדו כוחות. ד"ר ג'ושוע ריבק, עוזר פרופסור וחוקר CPRIT שחוקר כיצד חלבונים יוצרים טיפות בתהליך המכונה הפרדת פאזות, שיתף פעולה עם ד"ר מרגרט "פגי" גודל, יו"ר ביילור במחלקה לביולוגיה מולקולרית ותאית וחלוצה בהבנת האופן שבו תאי גזע בדם גורמים ללוקמיה. יחד, הם יוצאים לעקוב אחר הפיזיקה החבויה בתוך הכימיה של הסרטן.
ואז הגיע רגע הבהירות. סטודנט לתארים מתקדמים גנדאר דאטאר, בהדרכתם משותפת של ריבק וגודל, הציץ לתוך המיקרוסקופ ברזולוציה גבוהה של ריבק וראה משהו שאיש לא ציפה לו: גרעיני תאי לוקמיה נצצו בתריסר נקודות בהירות – משואות זעירות שחסרות בתאים בריאים.
הנקודות האלה לא היו אקראיות. הם הכילו כמויות גדולות של חלבוני לוקמיה מוטנטיים ושאבו חלבוני תאים נורמליים רבים כדי לתאם את ההפעלה של תוכנית הלוקמיה. הנקודות היו תאים גרעיניים חדשים שנוצרו על ידי הפרדת פאזות, אותו עיקרון פיזיקלי שמתאר מדוע נוצרות טיפות שמן במים. הצוות קרא לתא החדש הזה, "גופים מתאמים", או גופי C.
בתוך הגרעין, גופי C אלה פועלים כמו חדרי בקרה מיניאטוריים, מושכים יחד את המולקולות ששומרות על גנים לוקמיה מופעלים. כמו טיפות שמן הנאספות על פני המרק, הן מופיעות כאשר המרכיבים המולקולריים של התא מגיעים בדיוק לאיזון הנכון.
מפתיע אפילו יותר, תאים הנושאים מוטציות לוקמיה שונות לחלוטין יצרו טיפות עם אותה התנהגות. למרות שהכימיה שלהם שונה, הקונדנסטים הגרעיניים המתקבלים מבצעים את אותה פונקציה, תוך שימוש באותו ספר משחק פיזי.
בדיקה כמותית חדשה שפותחה במעבדת Riback אישרה זאת. טיפות אלו אינן ניתנות להבחנה ביופיזית – כמו מרקים העשויים ממרכיבים שונים שעדיין מתבשלים באותה עקביות. לא משנה איזו מוטציה התחילה את התהליך, כל לוקמיה יצרה את אותו סוג של גוף C.
"זה היה מדהים," אמר ריבק. "כל נהגי הלוקמיה השונים האלה, כל אחד עם המתכון שלו, בסופו של דבר בישלו את אותה טיפה, או עיבוי. זה מה שמאחד את הלוקמיות האלה ונותן לנו מטרה משותפת. אם נבין את הביופיזיקה של גוף C, את המתכון הכללי שלו, נדע איך להמיס אותו ולחשוף תובנות חדשות להתמקדות בלוקמיות רבות".
הצוות אישר את הממצא על פני קווי תאים אנושיים, מודלים של עכברים ודגימות חולים. כשהם כיוונו את החלבונים כך שלא יוכלו יותר ליצור את הטיפות הללו – או הממיסו אותן עם תרופות, תאי הלוקמיה הפסיקו להתחלק והחלו להבשיל לתאי דם בריאים.
"ראיית גופי C בדגימות של מטופלים הפכה את הקישור לברור", אמרה מחברת שותפה אלמירה חבושבה, שותפה לפוסט-דוקטורט במעבדת Goodell. "על ידי הכנסת תרופות קיימות להקשר של גוף C, אנו יכולים לראות מדוע הן פועלות על פני לוקמיה שונות ולהתחיל לעצב תרופות חדשות המכוונות לעיבוי עצמו. זה כמו לראות סוף סוף את כל היער במקום רק את העצים."
"על ידי זיהוי מבנה גרעיני משותף שכל המוטציות הללו תלויות בו, אנו מחברים ביופיזיקה בסיסית ללוקמיה קלינית", הוסיף גודל. "זה אומר שאנחנו יכולים למקד את המבנה עצמו – דרך חדשה לחשוב על טיפול."
"בכל מודל שלמדנו, הדפוס היה זהה", אמר דאטאר. "ברגע שראינו את הנקודות הבהירות האלה, ידענו שאנחנו מסתכלים על משהו מהותי."
גילוי גופי C נותן ללוקמיה כתובת פיזית שמדענים יכולים כעת לראות, לגעת ולכוון אליה. הוא מספק הסבר פיזי פשוט לאופן שבו מוטציות שונות מתכנסות לאותה מחלה ומצביע על טיפולים שמטרתם להמיס את הטיפות שהסרטן תלוי בהן – כמו הרחקת השומן ממרק כדי להחזיר את האיזון שלו.
ממצא זה מקים פרדיגמה חדשה לקישור גורמי מחלות יוצרות טיפות למטרות טיפוליות משותפים, הניתנות להכללה, ומגלה שבדיוק כשם שמוטציות שונות בלוקמיה מתכנסות לאותו עיבוי, מחלות אחרות, כגון ALS, עשויות להרכיב טיפות משלהן מבחינה ביו-פיזית הנשלטות על פי אותם כללים פיזיים.
התגלית התאפשרה באמצעות שיתוף פעולה בין המעבדות Riback ו-Goodell במכללת ביילור לרפואה ושותפים בינלאומיים כולל ה-Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro (AIRC), קרן Trond Mohn והאגודה הנורבגית לסרטן.
המחקר, בראשות גנדר דאתאר ואלמירה חבושבה, מופיע בכתב העת Cell.
