האופן בו DNA מתקפל בתוך גרעין תאי המוח עשויה להחזיק את המפתח להבנת צורה הרסנית של סרטן המוח הנקרא גליובלסטומה, מציע מחקר פרה -קליני חדש של חוקרי רפואת וייל קורנל. הממצאים, שפורסמו ב -3 באפריל ב תא מולקולרימציעים דרך חדשה לחשוב על סרטן מעבר למוטציות גנים, על סמך האופן בו גנים קשורים ומווסתים במרחב תלת מימדי.
ד"ר אפי אפוסטולו, פרופסור חבר לביולוגיה מולקולרית ברפואה, אמר כי "גליובלסטומה היא אחד הגידולים האגרסיביים והחריפים ביותר. למרות שאנחנו יודעים הרבה על המוטציות והגנים המאפיינים את זה, עדיין אין לנו דרכים יעילות לעצור זאת. "עכשיו, אנו מביאים נקודת מבט רעננה לבעיה. יתכן שיש לנו סיכוי להבין את ההיגיון הרגולטורי של סרטן זה ולזהות מרכזי בקרה פוטנציאליים שנוכל למקד אליו כדי לחסל אותו."
הפרספקטיבה החדשה כוללת דיכוטומיה בסיסית: הגנום האנושי אורכו של כ -3 מטרים כאשר ה- DNA נמתח מקצה לקצה, אך עליו להתאים לגרעין של תא, שהוא קטן פי 80 מאשר גרגר חול. כדי לגרום לזה לקרות, ה- DNA מתקפל פעמים רבות, ומפגיש אזורים שנמצאים זה מזה על המולקולה הליניארית. ד"ר אפוסטולו אמר כי "על ידי בחינת ארגון ה- DNA במרחב התלת -ממדי, חשפנו רכזות שבהם אזורים גנטיים מרובים שנראים כאילו יש לנתק אותם.
אצל אדם בריא, רכזות מתואמות תהליכים פיזיולוגיים תקינים כמו התפתחות עוברית. אולם כאשר החוקרים ניתחו תאי גליובלסטומה מחולים שונים, הם גילו כי גנים הגורמים לסרטן התאמצו יחד ותואמו עם גנים אחרים שלא היו ידועים שהם מעורבים בגליובלסטומה.
"מחקר זה מראה כי ארגון התלת מימד של DNA בתוך תאי גידול ממלא תפקיד רב עוצמה בהנעת התנהגות סרטן המוח-לפעמים אפילו יותר ממוטציות עצמן," אמר ד"ר האוורד פיין, לואי וגרטרוד פיייל לרפואה בנוירולוגיה בוויל קורנל רפואה ומנהל מרכז הגידול במוח במרכז הרפואי החדש-פרביטריאני/וייל קורנל,
סופרים ראשונים במחקר כללו את ד"ר שרה ברבס, שעובדת במעבדה של ד"ר אפוסטולו ותושבת כירורגית במרכז הרפואי של ניו יורק-פרסביטריאן/ווייל קורנל, וד"ר דפנה קמפיגלי די ג'אמרטינו במכון איטלנו די טקנולוגיה בגנובה, איטליה.
רכזות גנים תלת -ממדיות: צורה של פונקציה מכתיבה
אצל אנשים בריאים, אזורי ה- DNA המעורבים במרכזי גליובלסטומה הם בדרך כלל שקטים, כלומר התא אינו משתמש בגנים בסביבתם כדי לייצר חלבונים המשפיעים על אופן תפקוד התא. החוקרים תהו מה יקרה לתאי גליובלסטומה אם הם ישקו רכזת חשודה לסרטן. בהסכמה של חולים שעברו טיפול במרכז הרפואי Newyork-Presbyterian/Weill Cornell, הם השיגו את התאים מדגימות הגידול למחקר.
כאשר השתמשו בכלי עריכת גנים שנקרא הפרעות CRISPR כדי לכבות את הרכזת בתאי הגליובלסטומה שגדלו במנות פטרי, זה עורר אפקט דומינו. הפעילות של גנים רבים המחוברים לרכזת צנחה, גנים מרובים בסרטן שיבשו ותאי הסרטן הפחיתו את יכולתם ליצור תחומים דמויי גידול.
הצלחנו לשנות את התוכנית האונקוגנית של תאי גליובלסטומה ואת יכולתם לארגן וליצור משהו כמו סרטן במנה. "
ד"ר אפי אפוסטולו, פרופסור חבר לביולוגיה מולקולרית ברפואה, רפואת וייל קורנל
לא רק על סרטן המוח
הממצאים בגליובלסטומה הניעו את החוקרים לבחון ניתוחים שפורסמו בעבר של 16 סוגי סרטן שונים. הם גילו כי רכזות התלת מימד ההיפר -מחוברות הללו נראה כתכונה של מרבית סוגי הסרטן, כולל מלנומה, ריאה, ערמונית, רחם ואחרים. למרות שלכל סרטן יש קבוצה ייחודית של רכזות מקושרות, הם מצאו גם רכזות משותפות בסוגי סרטן מרובים.
הצוות ציין כי מרבית רכזות התלת מימד אינן נגרמות כתוצאה ממוטציות גנטיות ברורות כמו DNA שבור, מוגבר או מסודר מחדש. במקום זאת, הם נוצרים לעתים קרובות בגלל שינויי שינויים אפיגנטיים באופן אופן ה- DNA ואיך נשלטים על גנים בתא. לדוגמה, מכונות החלבון הנקשרות לרצפי DNA ספציפיים ומשפיעים על האם גן מופעל או כבה משפיע על היווצרות רכזות התלת מימד.
"על ידי זיהוי מרכזי בקרת מפתח במבנה תלת ממדי זה, חשפנו יעדים פוטנציאליים חדשים לטיפולים עתידיים", אמר ד"ר פיין, שהוא גם מנהל מחקר תרגומי במרכז הסרטן סנדרה ואדוארד מאייר במרפאת וייל קורנל. "בשלב הבא, נחקור כיצד נוצרים רכזות אלה והאם אנו יכולים לשבש אותם בבטחה להאט או להפסיק את צמיחת הגידול. המחקר שלנו מציע כי מיקוד לארגון הגנום האפגנטי והמרחבי יכול להשלים טיפולים מולקולריים מסורתיים."
