הבנה לעומק כיצד גידולים מתפתחים להיות ממאירים היא מטרת המחקר האחרון בהובלת מעבדת הפלסטיות של תאים בפיתוח ומחלות, בהנחיית ángela Nieto במכון למדעי המוח (IN), מרכז משותף של מועצת המחקר הלאומית הספרדית ( CSIC) ואוניברסיטת מיגל הרננדס (UMH) באלצ'ה. עבודה זו, שפורסמה לאחרונה בכתב העת סרטן הטבעמדגים שבתוך כל גידול, קבוצות של תאים מקבלים הוראות להתפשט בצורה ממאירה בכל הגוף. קבוצות אחרות של תאים אחראיות למאבק בנזק שנגרם מהגידול הסרטני.
המעבדה בראשות ángela Nieto ב-IN באליקנטה (ספרד) חקרה במשך 20 שנה תהליך שנקרא מעבר אפיתל-מזנכימלי (EMT), אשר, במהלך התפתחות עוברית, מאפשר נדידה של תאים ליעדים שונים ליצירת איברים ורקמות. אותה תוכנית משמשת את הסרטן כדי להפיץ את התאים שלו ולהוליד גרורות וגידולים באיברים אחרים הגורמים ליותר מ-90% ממקרי המוות הקשורים למחלה זו.
הידע המעמיק של הצוות של נייטו על התהליך הזה הוביל אותם גם לגלות שבמבוגרים, תוכנית זו היא מנגנון הגנה שתאים משתמשים בו כדי להגן על עצמם כאשר הם מזהים רקמה פגומה ומתקנים אותה. עם זאת, כאשר הנזק הוא כרוני, התאים אינם יכולים עוד לתקן; הם מפרישים קולגן שמצטבר ומפתחים פיברוזיס שמנוון את האיבר.
כעת, בעבודה זו, חוקרי IN הראו שבסרטן, הן ההתפתחות העוברית והן התוכניות למבוגרים מופעלות באופן בלתי צפוי:
שתי התוכניות מופעלות בגידול, אך באוכלוסיות שונות. כלומר, אנו רואים תוכניות פרו ואנטי-גידול מנוגדות שפועלות בו זמנית".
ángela Nieto ב-IN באליקנטה (ספרד)
על פי שורות אלו, החוקר חליל קאס יוסף, המחבר הראשון של המאמר, מדגיש כי אותו תא יכול להגיב בצורה כזו או אחרת: "כאשר המעבר האפיתל-מזנכימלי מופעל עם שתי התוכניות בתאים שונים, מתרחשת הטרוגניות תוך-גידולית. שלנו הוא האישור הראשון לתופעה הזו". יתר על כן, חוקרים הבחינו כי לשתי אוכלוסיות התאים יש מיקומים שונים מאוד בתוך הגידול. התאים המפעילים את תהליך ה-EMT הדומה לעובר נמצאים בפריפריה של הגידול, בעוד התאים המפעילים את תהליך התיקון מרוכזים במרכז הגידול.
גורם קריטי בדה-דיפרנציאציה סלולרית
כאשר תאים מתמיינים במהלך התפתחותו של אדם, הם מקבלים סדרה של הוראות זהות תאית, הקובעות את הפונקציות שהם יבצעו במהלך חייהם. התוצאות של עבודה זו מראות ש-EMT הוא מנגנון של פלסטיות תאית המאפשר לתאים בוגרים להתמיין כך שהם יכולים לפעול בדרך אחרת: "אם התא מובחן מאוד, הוא לא יכול לעשות שום דבר יותר ממה שהוא כבר יודע. אז, כאשר הוא חייב להגיב לגירוי כמו, למשל, נזק, הוא צריך להפוך מעט את ההוראות הללו כדי להיות מסוגל לבצע פונקציות אחרות", מסביר נייטו ומדגיש שמנגנון הפלסטיות הזה חיוני לביצוע תהליכי התחדשות.
התוצאות של עבודה זו מצביעות על כך שגורם התעתיק Snail1 ממלא תפקיד חיוני בתהליך זה מכיוון שהוא מופיע לראשונה ובשני מסלולי EMT. מצד שני, חוקרים הוכיחו שגורם השעתוק Prrx1 הוא מכריע למסלול ההפצה שכן כאשר הם מחסלים את הגן הזה, היכולת הגרורתית של הגידול נעלמת.
המומחים הבחינו שחסימת הפצת מסלול ה-EMT מפחיתה גרורות ומובילה לשילוב של יותר תאים במסלול ה-EMT הדלקתי, מה שמעדיף את הגיוס של סוג של מקרופאגים האחראים למלחמה בתאי סרטן. החוקר חליל קאס יוסף מדגיש את המשמעות של תוצאות אלו: "אישרנו ששני מסלולי ה-EMT תלויים זה בזה. זהו ממצא משמעותי שפותח הזדמנויות לתכנון אסטרטגיות טיפוליות חדשות לטיפול בסוגי סרטן אגרסיביים שהם מאוד גרורתיים ועמידים מאוד. לטיפולים הנוכחיים".
מדענים ביצעו מחקר זה תוך שימוש בשלושה מודלים של עכברים: מודל עוברי לחקר התפתחות הצמרת העצבית בעוברים, מודל מבוגר של פיברוזיס בכליות, ולבסוף, מודל של סרטן השד. באמצעות טכניקות ניתוח של תא בודד וניתוח נתונים חישוביים, שעבורם Nitin Narwade, מדען חישובי בקבוצה בראשות נייטו, שיתף פעולה עם החוקר José López-Atalaya, המנהל את המעבדה לפלסטיקה סלולרית ונוירופתולוגיה ב-IN, המומחים הצליחו כדי להגדיר את כל מצבי תאי פרו ואנטי-גידול. באמצעות למידת מכונה, מומחים עשו תחזיות לקביעת האבולוציה של תאים סרטניים, שאותם הם אימתו עם מחקרים ניסיוניים במודלים של בעלי חיים.
יתר על כן, עם אאידה ארקס, אף היא מהמעבדה של נייטו, ופרופסור גמה מורנו בואנו מהמכון למחקר ביו-רפואי של Sols-Morreale (IIBM-CSIC-UAM) וקרן MD Anderson (שתיהן במדריד), הנתונים ממודלים של בעלי חיים בוצעו. ניתן לתאם עם נתוני המטופל. "אישרנו שניתן לזהות את כל המצבים התאיים של שני המסלולים שהתגלו במודלים של בעלי חיים בגידולים אנושיים, במיוחד בסרטן שד משולש שלילי, בעל הפרוגנוזה הגרועה ביותר", מסביר מורנו בואנו.
עבודה זו התאפשרה הודות למימון ממשרד המדע, החדשנות והאוניברסיטאות הספרדי, הקרן המדעית של האגודה הספרדית נגד סרטן (AECC), מכון הבריאות קרלוס III, תוכנית PROMETEO של Generalitat Valenciana, מועצת המחקר האירופית (ERC), סוכנות המחקר הממלכתית הספרדית באמצעות "תוכנית Severo Ochoa" למרכזי מצוינות במו"פ, הארגון האירופי לביולוגיה מולקולרית (EMBO), ותוכנית המחקר והחדשנות Horizon 2020 של האיחוד האירופי NEUcrest במסגרת ה- פעולות מארי Skłodowska-Curie.