כלי הלימפה פועלים כ"מערכת הניקוז" של הגוף, אוספת עודפי נוזלים מרקמות. כאשר הניקוז הלימפתי נפגע בגלל שכלי הלימפה אינם מפותחים, פגומים או לא מתפקדים, עלולה להתפתח בצקת לימפה, הגורמת לנפיחות, במיוחד בזרועות וברגליים. לעומת זאת, גידול מוגזם של כלי לימפה סביב גידולים יכול להקל על גרורות סרטן על ידי מתן נתיבים להתפשטות תאי הגידול. חוקרים קוריאנים גילו ש-VEGF-C מפגיש שני קולטני VEGFR-3, והקומפלקסים של VEGF-C-VEGFR-3 המתקבלים מתקבצים יותר כדי להגביר את האותות. מיקוד תהליך קיבוץ זה עשוי לספק אסטרטגיה חדשה לשיפור או דיכוי איתות לימפנגיוגניים, בהתאם להקשר המחלה.
KAIST (הנשיא Choongsik Bae) הודיע ב-2 באוקטובר כי צוות מחקר משותף בראשות פרופסור הו מין קים מהמחלקה למדעי הביולוגיה ב-KAIST וד"ר Sangkyu Lee מהמכון למדע בסיסי (IBS; הנשיא Suk Bok Chang) קבע את המבנה התלת מימדי של תסביך VEGF-C-VEGFR-3 וזיהה כיצד מקבצים מקבצים גבוהים יותר מאותתים אלו.
כאשר VEGF-C נקשר ל-VEGFR-3 על פני התא, הקולטן מופעל ואותות המווסתים את היווצרותם ותפקודם של כלי הלימפה מועברים לתא. עד כה, דימריזציה בתיווך VEGF-C של שני קולטני VEGFR-3 נחשבה לשלב מפתח בהפעלת הקולטן. עם זאת, כיצד האות הופך להגברה נוספת לאחר שלב זה לא הובנה במלואה.
צוות המחקר בחן את המבנה של VEGF-C הקשור ל-VEGFR-3 באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני קריוגני (cryo-EM), המאפשר הדמיה מפורטת של המבנים התלת מימדיים של חלבונים. הם מצאו כי קומפלקסים המושרים על ידי VEGF-C המכילים שני קולטני VEGFR-3 התאספו זה לצד זה לאשכולות מסדר גבוה יותר.
זה חשף מצב מבני חדש שבאמצעותו מתחמי VEGF-C-VEGFR-3 יכולים להתארגן לרוחב לאורך קרום התא. במילים פשוטות, זה כמו שני אנשים שיצרו תחילה צוות כדי להתחיל משימה, ולאחר מכן צוותים מרובים מתאספים יחד כדי להגביר את הכוח הקולקטיבי שלהם. החוקרים בדקו גם האם צבירת זו אכן מגבירה את האותות. על ידי שינוי האזורים שבהם הקומפלקסים יוצרים קשר זה עם זה ועל ידי שימוש באור כדי לשלוט על צבירת קולטנים, הם אישרו שלאיסוף קומפלקסים מרובים יש תפקיד חשוב בהגברת האות.
מחקר זה מזהה נקודה חדשה שבה ייתכן שניתן לווסת איתות לימפנגיוגניים. בעתיד, חוקרים עשויים לחקור דרכים לשפר את האיתות כאשר היווצרות כלי לימפה אינה מספקת ולדכא איתות כאשר כלי לימפה מוגזמים נוצרים סביב גידולים. עם זאת, מחקר זה לא הוכיח השפעות טיפוליות לבצקת לימפה או עיכוב של גרורות סרטן, ומחקר נוסף יידרש לפני שניתן יהיה ליישם את הממצאים על טיפולים בפועל.
מחקר זה חושף כיצד שני קולטני VEGFR-3 יוצרים תחילה זוג המושרה על ידי ליגנד, ולאחר מכן קומפלקסים מרובים כאלה מתקבצים יחדיו כדי להגביר עוד יותר את האות ללימפאנגיוגנזה", והוסיפו, "על ידי זיהוי 'מתג הגברה נסתר' שלא נראה קודם לכן באיתות לימפנגיוגניים, אנו מצפים שעבודה זו תספק בסיס חדש לטיפול במחלות סרטן ואסטרטגיות חשובות להתפתחות סרטן. גרורות."
פרופסור הו מין קים, KAIST
ד"ר Ryeongeun Cho מקבוצת מחקר התרופות החדשנית של KAIST InnoCORE AI-CRED וד"ר ג'ינסוק אהן מהמחלקה למדעי הביולוגיה של KAIST השתתפו במחקר ככותבים ראשונים. פרופסור הו מין קים מ-KAIST וד"ר סאנגקיו לי מ-IBS הובילו את המחקר כמחברים שותפים. הממצאים פורסמו באינטרנט ב-9 בספטמבר בכתב העת הבינלאומי מדע מתקדם.
