מחקר פורץ דרך שופך אור על המוטציה הגנטית מאחורי סרטן הערמונית האגרסיבי.
במחקר שפורסם לאחרונה ב תא דוחות רפואהחוקרים חקרו האם אובדן של הגן תלוי cyclin kinase 12 (CDK12) מניע את התפתחות סרטן הערמונית (PCa).
רֶקַע
אנזימים של קינאז תלויי ציקלין (CDK) הם משני סוגים: CDK המווסתים את מחזור התא המשתתפים בהתקדמות מחזור התא ותעתוק ששולטים בביטוי הגנים. CDK12, אנזים שעתוק, נקשר לחומצה הדאוקסיריבונוקלאית (DNA) באזורים משפרים ומקודדי חלבון.
מיקוד גנטי ותרופתי הראו שה-CDK12 מווסת תעתוק את הגנים של DNA נזק (DDR). נתונים קליניים ופרה-קליניים מצביעים על כך ש-CDK12 פועל כמדכא גידולים בקרצינומה של השחלות הרצינית ובסרטן שד משולש שלילי.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים חקרו את CDK12 כגן מדכא גידולי הערמונית תוך שימוש במודלים של עכברים שבהם אי-אקטיבציה יכולה להניע את הגידול. הם גם חקרו אם אובדן של CDK12 עלול להפוך גידולי הערמונית לפגיעים לאנזימי פרלוג קטלניים סינתטיים.
החוקרים בדקו את ההשפעות של אובדן CDK12, בשילוב עם מוטציות אחרות הקשורות לסירוס גרורתי עמיד ב-PCa (mCRPC), in vivo ו בַּמַבחֵנָה. החוקרים השתמשו בעכברים מהונדסים גנטית חסרי CDK12 פונקציונלי בתאי אפיתל הערמונית כדי להעריך אם אי-אקטיבציה של CDK12 מעודדת גידולי הערמונית. אימונובלוטינג ואימונוהיסטוכימיה אישרו את אובדן החלבון CDK12.
כדי לתאר באופן מפורש יותר כיצד אובדן CDK12 מקדם גידולים, החוקרים יצרו אורגנואידים מאוכלוסיות מטוהרות של תאי אפיתל ערמונית חסרי CDK12. תוך שימוש במודל האורגנואידי של סרטן הערמונית, החוקרים ביצעו סקר חזרות פלינדרום קצרות (CRISPR) מקובצות באופן קבוע, כדי לזהות מוטציות שקיימו אינטראקציה חיובית או שלילית עם אובדן CDK12.
החוקרים שיערו כי אובדן CDK12 מגביר את הנזק ל-DNA בתאי אפיתל הערמונית ומגביר את הפוטנציאל הגידולי המוגבר על ידי חיקוי כמה היבטים של מחיקת חלבון 53 (TRP53) הקשורה לשינוי. הם השתמשו בחלבון 9 (Cas9) הקשור ל-CRISPR כדי להסיר את TRP53 באורגנואידים מסוג CDK12 פראי (WT) ונוקאאוט (KO) כדי לבדוק את ההשערה.
לאחר מכן השתילו חוקרים אורגנואידים בעכברים מדוכאי חיסון כשתלים תת עוריים. הם חקרו האם שתל אלו רגישים לחסימה חיסונית (ICB) באמצעות נוגדנים נגד מוות תאי מתוכנת 1 (PD-1) וחלבון ציטוטוקסי T-לימפוציטים הקשורים לחלבון 4 (CTLA-4). יתרה מכך, הם חקרו האם אובדן CDK12 משפיע על התקדמות הגידול המונעת על ידי אי-הפעלה של phosphatase ו-tensin homolog (PTEN), גן מדכא גידול.
בהתחשב בקשר בין אובדן CDK12 ועמידות לסירוס ב-PCa אנושי, החוקרים ניתחו איתות של קולטן אנדרוגן (AR) באורגנואידים CDK12KO.
האורגנואידים טופלו ב-5,6-dichloro-1-beta-D-ribofurano sylbenzimidazole (DRB), מעכב פולימראז II של חומצה ריבונוקלאית, כדי לנתח את ההשלכות של אובדן CDK12 על ה-DNA. כדי לקבוע אם נזקי ה-DNA הספציפיים למחזור התא (S) הנגרם מאובדן CDK12 קשורים לקונפליקטים של שעתוק-שכפול (TRCs), החוקרים ערכו מבחני קשירת קרבה (PLA).
כדי לזהות מועמדים עם השפעות קטלניות סינתטיות של CDK12, המחברים ביצעו בדיקת חומצה ריבו-נוקלאית קטנה (siRNA) המפריעה לתאי Henrietta Lacks (HeLa) באמצעות ספרייה המכוונת ל-297 גנים בעלי פוטנציאל פונקציות משותפות עם CDK12. הצוות אימת אורגנואידים Cdk12KO עבור היעילות של מיקוד תרופתי של CDK13 עם ה-CDK12/13 degrader, YJ9069.
תוצאות
אובדן CDK12 מאפיין תת-סוג mCRPC. המחקר הוכיח ש-CD12 מדכא סרטן הערמונית, והאובדן שלו מניע AR ו-myelocytomatosis פרוטו-אונקוגן (MYC) מווסת היפר-תעתוק. אובדן CDK12 גורם ל-TRCs שגורמים נזק ל-DNA, כפי שהוכח על ידי טיפול DRB ואימונוהיסטוכימיה של γH2AX.
אובדן CDK12 מגביר את התפתחות הגידול במצבים של אובדן הגן מדכא הגידולים TRP53 אך מונע צמיחה של גידולים נטולי PTEN. אובדן CDK12 השבית את TRP53 אך הראה מתאמים שליליים עם ביטול ההפעלה של PTEN. יתרה מכך, מחיקה מקבילה של TRP53 ו-CDK12 הגבירה את הצמיחה של אורגנואידים שמקורם בערמונית, ומחיקת CDK12 בקרב בעלי חיים עכברים PTEN-null שוללת את התפתחות PCa. אללוגרטים כפולים של CDK12/TRP53 הראו תגובה חיסונית לימפוציטית ורגישות לטיפול ב-ICB.
אובדן CDK12 באפיתל הערמונית של העכבר הוביל לנגעים קדם-נאופלסטיים של הערמונית עם שגשוג תאי מוגבר וחדירה חיסונית על ידי תאי T עם רמות ציטוקינים גבוהות. אורגנואידים שמקורם בערמונית חסרי CDK12 היו היפרפלסטיים עם חוסר ארגון בסיסי-לומינלי, שאושר באמצעות רצף RNA חד-תא.
רקמות גידול של עכברים החסרות CDK12 הראו רגישות למעכבי CDK13 ומדרדרים, פגיעות שניתן לנצל לטיפול בגידולים המוטנטים של CDK12. הנתונים מבססים את הסטטוס של CDK12 ו-CDK13 כאנזימים פרלוגים סינתטיים. הצוות ציין יכולת נמוכה יותר של תאים באורגנואידים CDK12KO לאחר טיפול ב-CD12/13 מדגר, YJ9069. פירוק CDK12/13 עיכב את מסלול החלבון קינאז B (AKT). מעכבי CDK12/13, YJ5118 ו-THZ53, הראו השפעות חזקות יותר.
בהתבסס על ממצאי המחקר, CDK12 הוא גן מדכא גידולים, ו-YJ1206, מדכא CDK12/13, הוא מועמד טיפולי פוטנציאלי למודלים פרה-קליניים של סרטן ערמונית מתקדם.
