אחד המכשולים הגדולים ביותר בטיפול בסרטן הוא עמידות לתרופות בתאי סרטן. המאמצים המקובלים התמקדו בזיהוי יעדי תרופות חדשים לביטול תאים עמידים אלה, אך גישות כאלה יכולות לעתים קרובות להוביל להתנגדות חזקה עוד יותר. כעת, חוקרים בקייסט פיתחו מסגרת חישובית לחיזוי גנים מטבוליים מרכזיים שיכולים לרשות מחדש לתאי סרטן עמידים לטיפול. טכניקה זו מבטיחה לא רק למגוון טיפולי סרטן אלא גם לטיפול במחלות מטבוליות כמו סוכרת.
על 7ה מיולי, קייסט (הנשיא קוואנג היונג לי) הודיע כי צוות מחקר בהנהגת הפרופסורים היון בריטניה קים ויוסיק קים מהמחלקה להנדסה כימית וביומולקולרית פיתח מסגרת חישובית המנבאת יעדי גנים מטבוליים לרגישות מחדש של תאי סרטן שד עמידים לרגישות לתרופות. זה הושג באמצעות מודל רשת מטבולית המסוגל לדמות חילוף חומרים אנושי.
התמקדות בשינויים מטבוליים-מאפייני המפתח ביצירת עמידות לתרופות-החוקרים פיתחו גישה מבוססת חילוף חומרים לזיהוי יעדי גנים שיכולים לשפר את היענות התרופות על ידי ויסות חילוף החומרים של תאי סרטן השד העמידים לתרופות.
<מסגרת חישובית שיכולה לזהות יעדי גנים מטבוליים להחזרת המצב המטבולי של התאים העמידים לתרופות לזה של תאי ההורים הרגישים לתרופות>
הצוות בנה לראשונה מודלי רשת מטבולית ספציפית לתאים על ידי שילוב נתונים פרוטאומיים המתקבלים משני סוגים שונים של קווי תאי סרטן השד העמידים לתרופות MCF7: האחד עמיד לדוקסורוביצין והשני לפקליטקסל. לאחר מכן הם ביצעו הדמיות נוק -אאוט של גנים* על כל הגנים המטבוליים וניתחו את התוצאות.
כתוצאה מכך, הם גילו כי דיכוי גנים מסוימים עלול לגרום לתאי סרטן עמידים בעבר להגיב שוב לתרופות נגד סרטן. באופן ספציפי, הם זיהו Got1 כמטרה בתאים עמידים לדוקסורוביצין, GPI בתאים עמידים לפקליטקסל, ו SLC1A5 כמטרה נפוצה לשתי התרופות.
התחזיות קיבלו תוקף ניסיוני על ידי דיכוי חלבונים המקודדים על ידי גנים אלה, מה שהביא לרגישות מחודשת של תאי הסרטן העמידים לתרופות.
יתר על כן, נצפו השפעות רגישות מחדש עקביות כאשר אותם חלבונים נעצרו בסוגים אחרים של תאי סרטן השד שפיתחו עמידות לאותן תרופות.
פרופסור יוסיק קים העיר, "חילוף החומרים הסלולרי ממלא תפקיד מכריע במחלות שונות בלתי נסבלות, כולל מצבים זיהומיים וניוונים. טכנולוגיה חדשה זו, המנבאת מתגי ויסות מטבוליים, יכולה לשמש כלי יסוד לא רק לטיפול בסרטן שד עמיד בפני תרופות אלא גם לטווח רחב של מחלות חסרות מטפלים כיום."
פרופסור היון בריטניה קים, שהוביל את המחקר, הדגיש, "חשיבותו של מחקר זה נעוצה ביכולתנו לחזות במדויק גנים מטבוליים מרכזיים שיכולים לגרום לתאי סרטן עמידים להגיב שוב לטיפול – שימוש רק בהדמיות מחשב ונתונים ניסיוניים מינימלי.
המחקר, בו דוקטורט. המועמדים ג'ינה לים והיי דוק יונג מקייסט השתתפו כסופרים משותפים, פורסמו באופן מקוון ב- 25 ביוני ב- המשך האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS)כתב עת רב תחומי מוביל המכסה מחקר מהשורה הראשונה במדעי החיים, הפיזיקה, הנדסה ומדעי החברה.
