ניתוח חדש בראשות חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס חשף מפות תלת מימד מפורטות של המבנים הפנימיים של מספר סוגי גידולים. אטלסים סרטניים אלה חושפים כיצד תאי גידול שונים -; והתאים של הסביבה הסובבת של הגידול -; מאורגנים, בתלת מימד, וכיצד ארגון זה משתנה כאשר גידול מתפשט לאיברים אחרים.
הממצאים המפורטים מציעים למדענים שרטוטים יקרי ערך של גידולים שיכולים להוביל לגישות חדשות לטיפול ולהצית עידן חדש בתחום הביולוגיה של הסרטן, לפי החוקרים.
המחקר הוא חלק מקבוצה של 12 מאמרים שפורסמו ב-30 באוקטובר בחבילת כתבי העת Nature על ידי חברי רשת Human Tumor Atlas, קונסורציום מחקר הממומן על ידי המכון הלאומי לסרטן (NCI) של המכון הלאומי לבריאות (NIH). . ניתוח התלת מימד -; פורסם בטבע -; כולל נתונים מפורטים על סרטן השד, המעי הגס, הלבלב, הכליות, הרחם ודרכי המרה.
העשור האחרון של חקר הסרטן הוגדר על ידי התקדמות עצומה בהבנת הפעילות של תאים בסביבת הגידול -; גם הסרטן עצמו וגם תאי התמיכה שלו, כולל ברמה של תא בודד. המחקר החדש מתחיל לחשוף לא רק מה כל תא זומם, אלא גם היכן כל תא נמצא בגידול השלם וכיצד כל תא מקיים אינטראקציה עם התאים השכנים שלו, בין אם התאים האלה נמצאים ליד, בהמשך הרחוב או במקום אחר לגמרי. שְׁכוּנָה.
מידע חדש זה יכול לעזור למדענים להבין כיצד גידולים מתפשטים או מפתחים עמידות לטיפול, אם למנות כמה תחומים אינטנסיביים של מחקר מתמשך.
"המפות התלת-ממדיות הללו של גידולים חשובות מכיוון שהן סוף סוף מאפשרות לנו לראות מה, עד עכשיו, הצלחנו להסיק רק על מבני הגידול והמורכבות שלהם", אמר מחבר בכיר לי דינג, דוקטורט, פרופסור דיוויד אינגליש סמית תרופה.
הבנו שתאי סרטן, תאי חיסון ותאי מבנה נמצאים כולם בגידול, ולפעמים מגנים על הסרטן מפני כימותרפיה והתקפה של מערכת החיסון, אבל עכשיו אנחנו יכולים לראות את קווי הקרב האלה. כעת יש לנו את היכולת לראות כיצד אזורים של הגידול שונים במרחב התלת-ממדי וכיצד ההתנהגות משתנה בתגובה לטיפול או כאשר הגידול מתפשט לאיברים אחרים. מחקרים אלו פתחו עידן חדש בחקר הסרטן עם פוטנציאל לשנות את הדרך שבה אנו מבינים ומטפלים בסרטן בעתיד."
לי דינג, דוקטורט, פרופסור דיוויד אינגליש סמית, לרפואה, בית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון
את המחקר מוביל דינג, אף הוא חבר מחקר במרכז הסרטן Siteman, הממוקם בבית החולים היהודי בארנס וב-WashU Medicine; ועמיתיה המחברים הבכירים פנג צ'ן, PhD, פרופסור לרפואה; ריאן סי פילדס, MD, הפרופסור הנכבד של קים וטים אברליין; ויליאם אי. גילנדרס, MD, פרופסור לכירורגיה, כולו מ-WashU Medicine; ובנג'מין ג'יי רפאל, דוקטורט, מאוניברסיטת פרינסטון.
ארגון תלת מימד של שכונות גידול
באופן כללי, החוקרים מצאו שלגידולים הייתה פעילות מטבולית גבוהה יותר -; כלומר, הם שרפו יותר דלק -; בליבות שלהם ויותר פעילות מערכת החיסון בקצוות שלהם. הם גם מצאו שגידול יכול להכיל מספר שכונות עם מוטציות גנטיות שונות המניעות את צמיחת הגידול. שכונות אלו זוכות להערכה על האופן שבו הן מובילות לתגובה לטיפול ועמידות בסוגי סרטן שונים. זה מרמז על טיפולים ממוקדים שונים כדי לטפל במוטציות מפתח בשכונות שונות.
"הבנה זו של חילוף החומרים של סרטן תלת מימד תשפיע על האופן שבו הטיפולים הנוכחיים שלנו פועלים, ולפעמים לא עובדים, ותוביל לפיתוח של טיפולים חדשים בסרטן", אמר פילדס, המטפל בחולים בסיטמן. "זה באמת משנה".
בנוסף, בחלק משכונות הגידול יכולות להיות פעילות גבוהה של תאי חיסון -; המכונה אזורים חמים. לאותו גידול יכולים להיות גם אזורים קרים כביכול שאין להם הרבה, אם בכלל, פעילות חיסונית. אזורים חמים בדרך כלל מגיבים היטב לטיפולים אימונותרפיים, אך אזורים קרים לא מגיבים, ואולי עוזרים להסביר מדוע גידולים מסוימים נראים מגיבים לטיפול אימונותרפי בהתחלה ולאחר מכן מפתחים עמידות. אם ניתן לזהות פרופילי מוטציות שונים כמו גם שכונות קרות וחמות, זה מציג את האפשרות לתכנן אסטרטגיות טיפול שיכולות להיות יעילות נגד כל השכונות בתוך אותו גידול.
החוקרים -; כולל מחברים ראשונים, צ'יה-קואי (סיימון) מו וג'ינגשיאן (קלרה) ליו, שניהם סטודנטים לתארים מתקדמים במעבדה של דינג -; מצאו גם שונות גדולה במידת חדירתם של תאים חיסוניים לגידולים השונים והיכן התאספו סוגי תאי חיסון שונים, כגון תאי T או מקרופאגים. כמה דגימות של גידולים גרורתיים הראו שהסרטן פורץ את גבולות תאי החיסון כדי להמשיך את הפלישה של רקמה בריאה, אולי המחיש תופעה שנקראת תשישות תאי חיסון, שבה מערכת החיסון מוצפת על ידי סרטן אגרסיבי ואינה יכולה יותר להכיל את הצמיחה שלו.
"אם נוכל לראות תאי T מותשים בתוך גידול, נוכל להפעיל את תאי ה-T האלה עם מעכב נקודת ביקורת או טיפולים אימונותרפיים אחרים", אמר דינג. "אבל אם לא נראה אותם, נדע שטיפולים אימונותרפיים מסוימים לא יעבדו. מפות הגידול הללו יכולות לעזור לנו לחזות עמידות לטיפול. מעולם לא הצלחנו לדבר כך על גידולים בעבר -; היכולת לראות את החיסון הזה תאים נמצאים בגידול, מה שמצביע על הזדמנויות לנצל אותם לטיפולים."
חוקרי WashU Medicine הובילו שני מחקרים נוספים כחלק מחבילת פרסומים זו. האחת, המופיעה ב-Nature Cancer ובהובלת משותפת של דינג וג'ילנדרס, מספקת ניתוח מפורט של סרטן השד, ומזהה כיצד סוגים שונים של גידולי שד מקורם מסוגי תאים שונים. צוות המחקר מצא גם שתשישות תאי T הייתה שכיחה בגידול אגרסיבי המכונה סרטן שד טריפל שלילי. הידע על "תא המקור" והנוף החיסוני בסרטן השד יכול לעזור להנחות אסטרטגיות טיפול עתידיות.
המאמר השני, המופיע ב-Nature Methods ובהובלת דינג, מ-WashU Medicine, ורפאל, מפרינסטון, מתאר שיטות חדשות לניתוח תלת-ממד של גידולים, כולל אלה ששימשו בחקר ששת סוגי הגידולים שהופיעו ב-Nature.
Mo C, Liu J, Chen S, Storrs E, Targino da Costa AL, Houston A, Wendl MC, Jayasinghe RG, Iglesia MD, Ma C, Herndon JM, Southard-Smith AN, Liu X, Mudd J, Karpova A, Shinkle A, Goedegebuure SP, Abdelsaher ATMA, Bo P, Fulghum L, Livingston S, Balaban M, Hill A, Ippolito JE, Thorsson V, Held JM, Hagemann IS, Kim EH, Bayguinov PO, Kim AH, Mullen MM, Shoghi KI, Ju T, Reimers MA, Weimholt C, Kang L, Puram SV, Veis DJ, Pachynski R, Fuh KC, Chheda MG, Gillanders WE, Fields RC, Raphael BJ, Chen F, Ding L. Tumor evolution and micro-environment interactions in 2D and סרטן חלל תלת מימדי. טֶבַע. 30 באוקטובר 2024.
עבודה זו נתמכה על ידי המוסדות הלאומיים לבריאות (NIH), מספרי המענק U2CCA233303, U54AG075934, U24CA210972, R01NS107833, R01NS117149, R01HG009711, R01CA2604725, U3409 U34012720, U3409, U3409, K CA248453 ו-U24CA264027; והקרן לחקר הסרטן דיימון רוניון.
Iglesia MD, Jayasinghe RG, Chen S, Terekhanova NV, Herndon JM, Storrs E, Karpova A, Zhou DC, Naser Al Deen N, Shinkle AT, Lu RJ, Caravan W, Houston A, Zhao Y, Sato K, Lal P, Street C, Martins Rodrigues R, Southard-Smith AN, Targino da Costa AL, Zhu H, Mo C, Crowson L, Fulton RS, Wyczalkowski MA, Fronick CC, Fulton LA, Sun H, Davies SR, Appelbaum EL, Chasnoff SE, Carmody M, Brooks C, Liu R, Wendl MC, Oh C, Bender D, Cruchaga C, Harari O, Bredemeyer A, Lavine K, Bose R, Margenthaler J, Held JM, Achilefu S, Ademuyiwa F, Aft R, Ma C , Colditz GA, Ju T, Oh ST, Fitzpatrick J, Hwang ES, Shoghi KI, Chheda MG, Veis DJ, Chen F, Fields RC, Gillanders WE, Ding L. נגישות כרומטין דיפרנציאלי ודינמיקה תעתיק מגדירים תת-סוגים של סרטן השד והשושלות שלהם . סרטן הטבע. 30 באוקטובר 2024.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לבריאות (NIH), מספרי המענק U2CCA233303, U24CA211006, U24CA209837, R01HG009711; תאגיד Centene, מספר חוזה P19-00559, דרך יוזמת הרפואה האישית של אוניברסיטת וושינגטון-Centene ARCH.
Ma C, Balaban M, Liu J, Chen S, Wilson MJ, Sun CH, Ding L, Raphael BJ. הסקת סטיות במספר עותק ספציפי לאלל ופילוגוגרפיה של גידולים מ-transcriptomics שנפתרו במרחב. שיטות טבע. 30 באוקטובר 2024.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לבריאות (NIH), מספרי המענק U24CA248453, U24CA264027, U2CCA233303, U54AG075934, U24CA210972, R01HG009711 ו-R01CA260112; והקרן לחקר הסרטן דיימון רוניון.
תוכן זה הוא באחריות הכותבים בלבד ואינו מייצג בהכרח את הדעות הרשמיות של ה-NIH.
