האם המעשנים הצליחו יותר מאשר לא-מעשנים בניסוי קליני לטיפול ניסיוני בסרטן? זו הייתה השאלה המסקרנת שהובילה את חוקרי אוניברסיטת איווה ועמיתיהם לפתח קצף שניתן לשתייה, חד-חמצני בפחמן, שהגביר את יעילות הטיפול, המכונה עיכוב אוטופגיה, בעכברים ובתאים אנושיים. הממצאים פורסמו לאחרונה בכתב העת מדע מתקדם.
חיפוש אחר דרכים לנצל הבדלים ביולוגיים בין תאים סרטניים לתאים בריאים היא גישה סטנדרטית להמצאת טיפולי סרטן חדשים. אבל זהו תהליך קפדני שדורש הבנה עמוקה של הביולוגיה המורכבת של סרטן ולעתים קרובות מנה של תובנה בלתי צפויה.
הפוטנציאל של מעכבי אוטופגיה
חוקרים יודעים כבר כמה עשורים שאוטופגיה, שהיא מערכת המיחזור הטבעית של התא, מוגברת בתאים סרטניים ביחס לתאים בריאים, מה שמרמז שעיכוב אוטופגיה עשויה להיות דרך להתמקד בתאי סרטן. עם זאת, תוצאות מכמעט 20 ניסויים קליניים שבדקו מעכבי אוטופגיה לא היו חד-משמעיות.
בתוך אותם ניסויים קליניים הם מצאו תוצאות מעורבות; הייתה תועלת מסוימת, אבל עבור מטופלים רבים לא הייתה תועלת, מה שבאמת דחף את החוקרים בחזרה ללוח השרטוטים".
ג'יימס ביירן, MD, PhD, עוזר פרופסור ל-UI לאונקולוגיה קרינה והנדסה ביו-רפואית ומחבר בכיר על המחקר החדש
בחיפוש אחר תובנה מדוע נראה כי עיכוב אוטופגיה עובד רק חלק מהזמן, החוקרים גילו את התגלית המפתיעה כי נראה כי מעשנים בשניים מהניסויים הקודמים של מעכבי אוטופגיה מצליחים יותר מאשר ללא מעשנים.
"כשבדקנו איך המעשנים הצליחו בניסויים האלה, ראינו עלייה בתגובה הכוללת אצל מעשנים שקיבלו את מעכבי האוטופגיה, בהשוואה לחולים (לא מעשנים), וראינו גם ירידה די חזקה בגודל הנגע היעד ", אומר בירן.
זה היה ממצא מרגש עבור בירן וצוותו מכיוון שעישון קשור גם לרמות מוגברות של פחמן חד חמצני, מולקולת גז שיכולה להגביר את האוטופגיה בתאים באופן שחוקרים חושבים שעשוי לשפר את ההשפעה האנטי-סרטנית של מעכבי אוטופגיה.
"אנחנו יודעים גם שלמעשנים יש רמות פחמן חד-חמצני גבוהות יותר ולמרות שאנחנו בהחלט לא ממליצים על עישון, זה הצביע על כך שעלה בפחמן חד-חמצני עשויה לשפר את היעילות של מעכבי אוטופגיה. אנחנו רוצים להיות מסוגלים לרתום את התועלת הזו ולקחת אותו לטיפול טיפולי. פלטפורמה", אומר ביירן, שהוא גם חבר במרכז הסרטן המקיף של אוניברסיטת איווה הולדן.
פחמן חד חמצני מגביר פעילות אנטי-סרטנית של עיכוב אוטופגיה
לצוות כבר הייתה בדיוק "פלטפורמה" כזו לבדוק את הרעיונות שלהם. בירן מתמחה בייצור חומרים לוכדי גז (GEMs) – קצפים, ג'לים ומוצקים העשויים מחומרים בטוחים ואכילים שניתן להחדיר אותם עם מולקולות גז שונות. עבור מחקר זה, החוקרים יצרו קצף שניתן לשתייה עם פחמן חד חמצני.
כאשר עכברים עם סרטן הלבלב והערמונית הוזנו מקצף הפחמן החד חמצני וטופלו בו-זמנית עם מעכב אוטופגיה, צמיחת הגידול והתקדמות הגידול הופחתו משמעותית בבעלי החיים. הצוות גם הראה כי לשילוב של פחמן חד חמצני עם מעכבי אוטופגיה הייתה השפעה אנטי-סרטנית משמעותית בתאי סרטן הערמונית, הריאות והלבלב בצלחות פטרי.
בסופו של דבר, בירן מקווה לבדוק גישה זו בניסויים קליניים בבני אדם.
"התוצאות ממחקר זה תומכות ברעיון שרמות טיפוליות בטוחות של CO, שאנו יכולים לספק באמצעות GEMs, יכולות להגביר את הפעילות האנטי-סרטנית של מעכבי אוטופגיה, ופותחת גישה חדשה ומבטיחה שעשויה לשפר טיפולים עבור סוגי סרטן רבים ושונים." הוא אומר.
בנוסף לבירן, צוות המחקר כלל את חוקרי ה-UI Jianling Bi, Emily Witt, Megan McGovern, Arielle Cafi, Lauren Rosenstock, Lucas Absler, Srija Machkanti, Kelli Bodeker, Scott Shaw, Vitor Lira, ומייקל הנרי.
צוות המחקר כלל גם מדענים מ-MIT, בית הספר לרפואה של הרווארד, אוניברסיטת פנסילבניה, מכון רוטגרס לסרטן בניו ג'רזי, אוניברסיטת צפון קרוליינה וילמינגטון ואוניברסיטת אורגון לבריאות ומדעים.
