מה הסרטן יכול ללמד אותנו על שחפת? זו שאלה שמינאל דאטה רודפת אחריה מאז שהייתה סטודנטית לתואר שני.
ברגע שמערכת החיסון של הגוף נגועה בשחפת, היא יוצרת גרנולומות -; אשכולות הדוקים של תאי דם לבנים -; בניסיון להדוף את החיידקים הגורמים לזיהום בריאות. אבל לעתים קרובות יותר, גרנולומות גורמות יותר נזק מתועלת.
מופקד על ניתוח הדמיון בין גרנולומות וגידולים, דאטה גילה ששניהם לא תקינים מבחינה מבנית ותפקודית. ב-2015, היא וחוקרים אחרים בחנו את מבני כלי הדם של גרנולומות והראו שהם נפגעים ודולפים בדיוק כמו כלי דם גידוליים, מה שמגביל את מתן התרופות ואת הטיפול המוצלח בשתי המחלות.
זו הייתה הפעם הראשונה שהראינו באופן סופי שיש דמיון פתופיזיולוגי זה בין שתי המחלות הללו שמופיעות עם סיבות ותסמינים שונים. סרטן לא נשמע כמו מחלה זיהומית. ועדיין, הנה שתי מחלות שונות עם אותה בעיה של כלי דם לא מתפקדים".
Meenal Datta, עוזר פרופסור להנדסת תעופה וחלל ומכונות, אוניברסיטת נוטרדאם
כעת מחקר של אותו צוות באוניברסיטת נוטרדאם, בית החולים הכללי של מסצ'וסטס והמכונים הלאומיים לבריאות זיהה שילוב של תרופות שעשויות לשפר את זרימת הדם בתוך גרנולומות, ולהועיל לאספקת התרופות. פורסם ב הליכים של האקדמיה הלאומית למדעיםהמחקר ממנף עשרות שנים של מחקר סרטן כדי לחקור רקמת ריאות מושפעת שחפת ולשפר את הטיפול.
"בדומה לגידולים, רבים מכלי הדם בגרנולומות דחוסים או סגורים – בדיוק כמו אם דרכת על צינור הגינה שלך", אמר דאטה, הכותב הראשון של המחקר. "בסרטן, אנחנו יודעים שזה קורה בגלל מסת הגידול הגדלה ופיגום החלבון התומך שהוא מניח, הנקרא מטריקס. חשבנו שאולי אותו דבר קורה בשחפת".
המחקר אישר כי תופעה דומה מתרחשת בגרנולומות -; יותר מדי מסת תאים ופיגומי חלבון. תפקוד לקוי זה הופך את זרימת הדם דרך כלי הדם לכמעט בלתי אפשרית, מה שפוגע ביכולת לקבל תרופה לאתר מחלת השחפת.
דאטה ושותפי הפעולה שלה השתמשו בלוסארטן, תרופה זולה המשמשת לטיפול בלחץ דם גבוה. עם זאת, יש לו גם תופעת לוואי מועילה של הפחתת כמות המטריצה הנוצרת בתוך גרנולומה, ובכך פותחת את כלי הדם הדחוסים ומשחזרת את זרימת הדם.
לאחר מכן שילבו החוקרים את לוסארטן עם bevacizumab, תרופה המשמשת חולי סרטן כדי לעצור את ייצור היתר של כלי דם שנוצרו בצורה גרועה. עם גישה רפואית דו-כיוונית זו, דאטה והצוות הצליחו לגרום לכלי הדם הגרנולומה לתפקד ולהתנהג בצורה נורמלית יותר.
כאשר החוקרים יישמו את הטיפולים המכוונים למארח, losartan ו-bevacizumab יחד עם אנטיביוטיקה, הם הראו שיפור באספקת תרופות ובריכוז אנטיביוטי בתוך גרנולומות.
בנוסף, סטודנטית לתואר שני של דאטה, מקסים זרודניוק, ניתחה את נתוני רצף הגנום שהופק על ידי הצוות, ומצאה שגם ללא אנטיביוטיקה, חלה הפחתה בחיידקי שחפת בתוך הגרנולומות.
"כאשר נתנו רק את הטיפולים המכוונים למארח, קיבלנו תועלת טובה לטיפול גם בלי להוסיף את האנטיביוטיקה. הטיפולים הללו קידמו את התגובה הדלקתית של הגוף להילחם בחיידקים, שלא ציפינו לה", אמר דאטה.
עבור דאטה, המחקר הזה חותם קטע של מחקר שחפת שהחל כשהחלה את מחקר הדוקטורט שלה בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס ובבית הספר לרפואה של הרווארד ב-2011, והתפרש על פני מספר שלבים בקריירה שלה. שחפת, על אף שהיא נשלטת במידה רבה בארה"ב, עדיין נחשבת לאחת המחלות הזיהומיות הקטלניות ביותר בעולם.
"היתרון של הטיפולים המכוונים למארח שבחרנו הוא שהסוכנים האלה או תרופות דומות מאוד מאותה המעמד כבר מאושרים על ידי סוכנויות רגולטוריות ברחבי העולם, והן סבירות", אמר דאטה. "אנו מקווים שהתוצאות הפרה-קליניות שלנו יימצאו משכנעות מספיק כדי להתחיל ניסוי קליני לטובת חולי שחפת".
כיום, המעבדה של דאטה באוניברסיטת נוטרדאם מתמקדת בעיקר במחקר שלה בהבנת גליובלסטומה, סרטן מוח נדיר עמיד לטיפול. דאטה אמרה כי היותה מהנדסת מאפשרת לה לעבור לתחומי מחקר אחרים ועם פרספקטיבה אחרת, מה שמצביע מצוין על החשיבות של מחקר רב-תחומי.
"אני כן מאמין שזה באמת יתרון בלהיות מהנדס. יותר קל לי לפעמים ליצור קשרים בין הקשרים שנראים שונים", אמר דאטה. "אנחנו תלויים במדעי החיים ובעמיתים הקליניים שלנו כדי לעבור על הפרטים האלה, אבל מהנדסים טובים מאוד בגישה לבעיות מורכבות מגישה מערכות פשוטה."
המחקר, "נורמליזציה של כלי הדם והמטריקס של גרנולומה משפר את מתן התרופה ומפחית את עומס החיידקים בארנבות נגועים בשחפת", מומן על ידי קרן ביל ומלינדה גייטס והמכון הלאומי לבריאות. דאטה היא חברה קשורה במכון Berthiaume של נוטרדאם לבריאות מדויקת, Eck Institute for Global Health, Harper Cancer Research Institute, Lucy Family Institute for Data and Society, NDnano and Warren Center for Drug Discovery. דאטה הוא עוזר פרופסור בתוכניות הדוקטורט הבאות: הנדסת תעופה וחלל ומכונות, ביו-הנדסה, ומדע והנדסת חומרים.
