אותו התחדשות תאית ששומרת על בריאות גופנו עשויה גם לתדלק את צמיחת הסרטן. ביולוג מרסד מאוניברסיטת קליפורניה מצא שהמוח יכול להחזיק את המפתח לעצירתו.
פרופסור נסטור אוביידו, ביולוג מולקולרי ותאי ושותפה של המכון לחקר מדעי הבריאות, קיבל יותר מ-2 מיליון דולר מהמכונים הלאומיים לבריאות כדי לחקור אותות המתווכים את השלבים המוקדמים ביותר של התפתחות סרטן. הממצאים שלו יכולים יום אחד לשנות את האופן שבו רופאים חושבים על טיפול בסרטן ובמחלות הקשורות לגיל.
הנתונים הראשוניים שלנו מצביעים על כך שניתן להסיר באופן סלקטיבי תסמיני סרטן מרכזיים על ידי הפעלת אותות ממערכת העצבים. במילים אחרות, על ידי ביטול מתגים מולקולריים במוח, נוכל לשלוט בסרטן."
פרופסור נסטור אוביידו, ביולוג מולקולרי ותאי ושותף של המכון למחקר מדעי הבריאות
הפרויקט בן חמש השנים, הממומן באמצעות המכון הלאומי למדעי הרפואה הכלליים של ה-NIH, מתמקד בפרדוקס ביולוגי: אותם תהליכי התחדשות תאים ששומרים על תפקוד רקמות יוצרים גם הזדמנויות אינסופיות להתרחשות מוטציות. כל יום, הגוף מחליף מיליארדי תאים, אבל עם כל חלוקה מגיע סיכוי לטעות.
התחדשות מתמדת היא אחת הסיבות שיותר מ-90% ממקרי הסרטן האנושיים מתחילים ברקמות האפיתל, כמו העור או רירית המעי – מקומות שבהם תאים מוחלפים בתדירות הגבוהה ביותר.
"ההבנה כיצד סרטן מופיע במהלך תהליך ההתחדשות הזה היא מאתגרת ביותר", אמר אוביידו. "רקמות שונות מתחדשות במהירויות שונות, והאותות שהן מקבלות מהרקמות הסובבות יכולות להשפיע עמוקות על אופן ההתנהגות של התאים".
אחד השלבים המוקדמים ביותר בהתפתחות סרטן הוא נזק ל-DNA, במיוחד שבירות כפולות – הסוג המסוכן ביותר. אבל מדענים עדיין לא מבינים עד הסוף כיצד חלק מהתאים הפגועים מצליחים לשרוד, להתרבות ולהפוך לגידולים.
אורגניזם פשוט, מודל רב עוצמה
כדי להתמודד עם השאלה הזו, אוביידו והמעבדה שלו פנו לאורגניזם לא סביר: תולעים שטוחות מישוריות. תולעי המים המתוקים הקטנות הללו מפורסמות ביכולות ההתחדשות שלהן – חתוכות אחת לשניה, והיא יכולה לגדול לשתי חיות שלמות.
פלנרים חייבים את כוח ההתחדשות הזה לתאי הגזע שלהם, הנקראים ניאובלסטים, שיכולים להפוך לכל סוג תאים בגוף. המעבדה של אוביידו השקיעה שנים בפיתוח כלים גנטיים כדי ללמוד כיצד תאים אלה מתנהגים – מה שהופך את הפלנרים למודל חזק להפליא להבנת סרטן.
על ידי שיבוש גן מדכא גידולים המכונה PTEN – אחד הגנים המושבתים בתדירות גבוהה בסרטן אנושי – החוקרים יכולים לעורר מצב דמוי סרטן אצל פלנרים תוך 12 ימים בלבד.
"זה היה מרתק לראות תכונות רבות של אבולוציה של סרטן מתפתחות תוך פחות משבועיים", אמר אוביידו. "מודלים אחרים לוקחים הרבה יותר זמן והם הרבה יותר יקרים. המודל הפלנארי מאפשר לנו לגרום לתסמינים דמויי סרטן ולעקוב בזמן אמת איך תאים נורמליים עוברים לסרטניים".
השינויים היו דרמטיים. זמן קצר לאחר הפרעה ב-PTEN, התולעים הראו צמיחת תאים לא מבוקרת, פלישת רקמות ותצורות דמויות גידול – כולם סימני ההיכר של סרטן.
אותות עצביים שעוצרים סרטן
ואז הגיעה ההפתעה: כשהצוות הפריע לאותות עצביים, התסמינים דמויי הסרטן של התולעים החלו להיעלם.
"למרבה הפלא, על ידי שינוי התקשורת בין מערכת העצבים לתאי גזע, נוכל לדכא את התכונות הסרטניות הללו", אמר אוביידו. "הממצא הזה פתח תחום חקירה חדש לגמרי – כזה שבו המוח עצמו עשוי למלא תפקיד מגן מפני סרטן."
גילוי זה יכול לעזור להסביר מדוע רקמות מסוימות נוטות יותר לסרטן מאחרות וכיצד מתח, הזדקנות או בריאות נוירולוגית עשויים להשפיע על הסיכון לסרטן.
צוות המחקר ישלב כעת ניתוחים גנטיים, תאיים וגנומיים כדי לחקור כיצד תאי גזע פגועים שורדים ומתרבים, וכיצד מסלולים עצביים עשויים לשלוט בתהליך זה.
"עדיין מוקדם מדי ליישם את הממצאים הללו מבחינה קלינית", אמר אוביידו. "אבל אנחנו מצפים להתחיל לבדוק אותם בקרוב במודלים של סרטן יונקים. למיטב ידיעתי, זו העדות הראשונה שמראה כי אפנון של אותות עצביים יכול לחסל באופן ספציפי תאים סרטניים מבלי להשפיע על תאים נורמליים".
מעבר לסרטן
בעוד שסרטן נותר במוקד, עבודתו של אוביידו יכולה גם לשפוך אור על מחלות ניווניות הקשורות להזדקנות, שעשויות לחלוק מנגנונים בסיסיים עם סרטן.
"מצבים רבים הקשורים לגיל עשויים להיות מושפעים משינויים ב-DNA שניתן למקד אליהם על ידי שיבוש אותות עצביים ספציפיים", אמר אוביידו. "אנו מאמינים שגישה זו תוכל בסופו של דבר להיות שימושית גם בטיפול בתנאים הללו".
בנוסף לפרויקט הסרטן, קבוצת המחקר של Oviedo חוקרת כיצד מווסתים תאי גזע במהלך התחדשות רקמות וכיצד מערכת החיסון מגיבה לזיהומים פטרייתיים. המענק החדש של NIH יתמוך בעבודה רחבה יותר, מימון צוות, סטודנטים לתארים מתקדמים וניסויים חדשים עד 2030.
הכותרת הרשמית של הפרויקט – "מנגנונים של ויסות תאי גזע במהלך חידוש רקמות והתפתחות סרטן" – משקפת חקירה רחבה של התהליכים הבסיסיים ביותר של החיים.
ממדע בסיסי ועד לאפשרויות גדולות
עבור אוביידו, שדוגל זמן רב במחקר ביולוגי בסיסי, המימון של NIH מאשר את הערך של לימוד מערכות פשוטות כדי לענות על שאלות מורכבות.
"פלנראים עשויים להיראות כמו בחירה מוזרה לחקר הסרטן", אמר בחיוך. "אבל הטבע מסתיר לרוב את הרמזים הטובים ביותר שלו במקומות לא צפויים. התולעים האלה עוזרות לנו לראות את הקשרים בין מערכות – בין התחדשות, מערכת העצבים ומחלות".
הקשרים האלה, הוא מאמין, יכולים בסופו של דבר לעצב מחדש את האופן שבו מדענים וקלינאים ניגשים לסרטן – לא רק כמחלה של תאים סוררים, אלא כהתמוטטות ברשתות התקשורת שבדרך כלל שומרות עליהם.
"אנו מחויבים להבין את האותות המולקולריים המעורבים בתהליך הזה", אמר אוביידו. "אם נוכל ללמוד להחזיר את האיזון הטבעי לגוף, נוכל למצוא דרכים חדשות למנוע או להפוך את הסרטן לחלוטין".
