צוות מדענים בינלאומי חשף כיצד טבעות סוררות של DNA שצפות מחוץ לכרומוזומים שלנו – המכונה DNA חוץ -מרומוזומלי, או ECDNA – יכולות להניע את צמיחתו של חלק גדול של גליובלסטומות, סרטן המוח הבוגר הנפוץ והאגרסיבי ביותר. הגילוי יכול לפתוח את הדלת לגישות חדשות נחוצות לאבחון גליובלסטומה מוקדם, לעקוב אחר התקדמותה ולטפל בה בצורה יעילה יותר.
הממצאים, שפורסמו היום ב גילוי סרטן, הם הראשונים שמציעים כי טבעות ECDNA המכילות גנים לנהיגה בסרטן מופיעים לעתים קרובות בשלבים המוקדמים ביותר של התפתחותה של גליובלסטומה-ובמקרים מסוימים, עוד לפני שהגידול נוצר במלואו. הגעה מוקדמת זו עשויה להציב את הבמה לצמיחה המהירה של הסרטן, יכולת ההסתגלות והתנגדות לטיפול.
את המחקר הובל על ידי ד"ר בנימין ורנר באוניברסיטת קווין מרי בלונדון ופרופסור פול מישל מאוניברסיטת סטנפורד, שניהם חלק מצוות אדינמיקה של סרטן Grand Grated, כמו גם פרופסור צ'רלי סוונטון במכון פרנסיס קריק.
התמודדות עם האתגרים הקשים ביותר של סרטן
Glioblastoma הוא אחד הסרטן המאתגר ביותר לטיפול, כאשר ההישרדות החציונית נותרה בסביבות 14 חודשים ושיפור מועט בעשורים האחרונים. יש צורך בדחיפות גישות חדשות לגילוי מוקדם יותר וטיפול יעיל יותר.
ECDNA מתגלה כשחקן פוטנציאלי חשוב בסרטן מבוגרים וילדים רבים, כולל גליובלסטומה, אך תפקידו מורכב ומסתורי. יוזמת האתגרים הגדולים לסרטן – שנוסדה על ידי Sancer Research UK והמכון הלאומי לסרטן בארה"ב – זיהתה את הבנת ECDNA כאחד האתגרים הקשים ביותר העומדים בפני התחום כיום. בשנת 2022 הם מימנו את הצוות אדינמיץ '-קונסורציום חוצה תחומי של מומחים לסרטן, מחקר קליני, ביולוגיה אבולוציונית, מדעי המחשב ומתמטיקה-לפענח את תפקידו של ECDNA ולזהות דרכים למקד אותו. המחקר הנוכחי מציין התקדמות חשובה בעבודתו של צוות אדינמיק.
חופר את העבר של גידול
במחקר החדש שלהם, צוות אדינמיק ומשתפי הפעולה שלהם שילבו נתוני גנום והדמיה של חולים עם גליובלסטומה עם דוגמנות חישובית מתקדמת של התפתחות ECDNAs במרחב ובזמן.
חקרנו את הגידולים כמו ארכיאולוג. במקום לקחת מדגם יחיד, חפרנו אתרים מרובים סביב הגידול, ומאפשרים לנו לבנות מודלים חישוביים המתארים כיצד הם התפתחו. הדמינו מיליוני תרחישים שונים כדי לשחזר את האופן בו האקדנות הקדומות ביותר יצאו, התפשטו והניעו את האגרסיביות של הגידול, והעניקו לנו תמונה ברורה יותר של מקורותיו והתקדמותו של הגידול. "
ד"ר בנימין ורנר, סופר בכיר, מנהיג קבוצתי במכון לסרטן בארטס, אוניברסיטת המלכה מרי בלונדון
מהניתוח העלה כי מרבית טבעות ECDNA מכילות EGFRגן נהיגה בסרטן חזקו EGFR ECDNA הופיע בשלב מוקדם של התפתחות הסרטן – עוד לפני היווצרות הגידול בחלק מהמטופלים. לעתים קרובות הוא זכה לשינויים נוספים, כמו EGFRVARIANT VIII, שהפך את הסרטן לאגרסיבי ועמיד בפני טיפולים.
חלון הזדמנויות
"המנגנונים העדינים הללו מראים כי יתכן שיש חלון של הזדמנות לאתר ולטפל במחלה בין המראה הראשון של EGFR ECDNA והופעתם של גרסאות אגרסיביות יותר אלה ", מציע ד"ר מגנוס האיי, חוקר פוסט -דוקטורט בקבוצתו של ד"ר ורנר ואחד מחברי המובילים של העיתון." אם מדענים יכולים לפתח מבחן אמין לגילוי מוקדם EGFR ECDNA – למשל באמצעות בדיקת דם – זה יכול לאפשר להם להתערב לפני שהמחלה תהיה קשה יותר לטפל. "
המחקר אישר כי ECDNA יכול לשאת יותר מגן סרטן אחד בכל פעם, שכל אחד מהם עשוי לעצב באופן ייחודי כיצד גידולים מתפתחים ולהגיב לטיפול. זה מדגיש את הערך הפוטנציאלי של התאמת טיפולים על בסיס פרופיל ECDNA של הגידול.
עם זאת נותרו תעלומות רבות. החוקרים מתכננים כעת ללמוד כיצד טיפולים שונים משפיעים על מספר וסוגי ECDNA בגליובלסטומה. Team Edynamic ימשיך לחקור את תפקידם של ECDNA על פני מגוון סוגי סרטן כדי לחשוף הזדמנויות נוספות לאבחון סרטן מוקדם יותר, לעקוב אחר התקדמותם בצורה מדויקת יותר ולעצב טיפולים חכמים יותר.
צ'רלי סוונטון, סגן המנהל הקליני וראש המעבדה לאבולוציה של סרטן וחוסר היציבות של הגנום במכון פרנסיס קריק והקלינאי הראשי בחקר הסרטן בבריטניה, אומר: אומר:
"ממצאים אלה מראים כי ECDNA אינו רק נוסע בגליובלסטומה, אלא נהג מוקדם וחזק של המחלה. על ידי מעקב מתי וכיצד מתעורר ECDNA, אנו פותחים את האפשרות לאתר גליובלסטומה הרבה יותר מוקדם ולהתערב לפני שהוא הופך להיות כל כך אגרסיבי ועמיד לטיפול.
פול מישל, מרפאה, פרופסור ומייסדי פורטינט וסגן יו"ר המחקר במחלקה לפתולוגיה ברפואה סטנפורד, אומר:
"ממצאים אלה חושפים תובנה חדשה חשובה בתפקידה של ECDNA בהתפתחות והתקדמות הגידולים. עבודה קודמת מצוות השיתוף שלנו וחוקרים אחרים, הראתה כי ECDNA יכול להתעורר מוקדם בהתפתחות הגידולים, כולל בשלב של דיספלזיה ברמה גבוהה, והוא יכול להתעורר יותר מאוחר יותר, ניתן היה להביא לאירוע מוקדם, על ידי אקספילציה של אקספילציה, ניתן לפעול, העלאת האפשרות שגלובלסטומה היא סרטן נוסף שעבורו יתכן ויהיה אפשרי גילוי והתערבות קודמים על בסיס ECDNA. "
מחקר זה מדגים את האתגרים הגדולים של סרטן המדע הנועז והדוחף גבול נוצרו לתמיכה. על ידי פירוק ההיסטוריה האבולוציונית של ECDNA בגליובלסטומה, צוות אדינמיק לא רק מעמיק את ההבנה שלנו באחד הסוגינים ההרסניים ביותר, אלא גם מאיר דרכים חדשות לגילוי וטיפול קודם. זוהי תזכורת עוצמתית שכאשר אנו מפגישים תחומים מגוונים וכישרון עולמי, אנו יכולים להתחיל לפתור את הבעיות הקשות ביותר העומדות בפני מחקר סרטן. "
ד"ר דייוויד סקוט, מנהל אתגרים גדולים בסרטן
