מיטוכונדריה משמשת כמפעלי אנרגיה בתאים ויש להם DNA משלהם ונפרד. מוטציות ל- DNA מיטוכונדריאלי (mtDNA) נצפו בסרטן, אך לא היה ברור כיצד שינויים אלה עשויים להשפיע על צמיחת הסרטן. כדי למצוא תשובות, מדעני בית החולים לחקר ילדים בסנט ג'וד שילבו כלים חישוביים וטכנולוגיות רצף DNA לבחינת מוטציות mtDNA אלה בתאי סרטן מקרוב. השיטה החדשה שלהם מאפשרת למדענים להצביע כאשר מוטציות אלה מתרחשות, כיצד הן משתנות עם התפתחות סרטן והאם הם משפיעים על אופן מתנהגים של תאי סרטן. תוצאות המחקר פורסמו היום התקדמות מדעיתו
בחינת התפקיד שיש למוטציות mtDNA אינדיבידואליות על סרטן הייתה קשה מבחינה היסטורית.
כל תא מכיל מאות עותקים של DNA מיטוכונדריאלי; אז מוטציה עשויה להיות קיימת ברמות נמוכות בתאים רבים, או ברמות גבוהות רק בתת קבוצה של תאים. לדפוסים שונים אלה יכולות להיות השפעות שונות באופן דרמטי על אופן התאים מתפקדים. "
מונדירה קונדו, MD, PhD, סופר מקביל, המחלקה לסנט ג'וד לביולוגיה של תאים ומולקולריים
מוטציות mtDNA אינן נוסעים אקראיים בסרטן
כדי להתגבר על אתגר זה, הצוות שילב מספר טכניקות, כולל כלים חישוביים עוצמתיים, ניתוחים סטטיסטיים, רצף גנום שלם שלם ומחקרי תאים יחידים. גישה זו אפשרה להם לקבוע כמה DNA מיטוכונדריאלי היה מוטציה בכל תא, וכאשר שינויים אלה התרחשו ביחס להתפתחות סרטן. באופן מפתיע, החוקרים מצאו כי כמה מוטציות DNA מיטוכונדריאליות מתרחשות לפני שתא הופך לסרטן – וכי מוטציות אלה אינן תמיד אקראיות. נראה כי במקרים מסוימים, תאים סרטניים "בחרו" באופן פעיל לתערובת של DNA מיטוכונדריאלי רגיל ומוטציה.
"גישה זו אפשרה לנו לפרק מוטציות 'נוסעים' לא מזיקות מאלו שעשויות לעזור לסרטן לצמוח", הסביר קונדו. "זה משהו שהשדה נאבק איתו עד עכשיו."
הצוות של קונדו העלה את הניתוח עוד יותר על ידי פריסת כלי, הנקרא NetBid2, שנוצר על ידי המחבר המשותף ג'יאנג יו, PhD, המחלקה לסנט ג'וד לביולוגיה חישובית. בעזרת כלי זה, החוקרים מצאו עדויות לכך ש- mtDNA עשוי לתרום להתנגדות לטיפול. הם גילו מוטציה mtDNA הקשורה לשינויים בנתיבים הקשורים להתנגדות לגלוקוקורטיקואידים, טיפול נפוץ בלוקמיה לימפובלסטית חריפה. ניתוח נוסף העלה כי סוג זה של מוטציה מיטוכונדרית עשויה להפוך את תאי הלוקמיה לסבירות גבוהה יותר להתנגד לטיפול.
בעוד שמחקר זה מדגיש את התפקיד של מוטציות ה- DNA המיטוכונדריאליות שעשויות למלא בלוקמיה, ההישג העיקרי הוא יצירת גישה רב -ממדית חדשה לחקירת mtDNA. קונדו אופטימי לגבי הערך של חפירה עמוקה יותר בתכונה זו המתעלמת מהגידול בסרטן.
"עבודה זו מראה ש- DNA המיטוכונדריאלי יכול להשפיע על גם האופן בו לוקמיה מתחילה וגם כיצד הוא מתקדם", אמר קונדו. "הצעד החשוב הבא הוא ליישם גישה זו על הרבה יותר דגימות מטופלים, כך שנוכל להבין היטב את השפעתו."
