חוקרים ב-Weill Cornell Medicine השתמשו בבינה מלאכותית כדי לזהות מטרות תרופות על בסיס מיפוי רשתות רגולטוריות בגידולי חולים. המחקר, שפורסם ב-4 בספטמבר ב מערכות תאים, זוהו ואימתו בניסוי ארבעה מועמדים לתרופות לסרטן נוירואנדוקריני, כבד וכליות, שיש להם פרוגנוזה עגומה עם אפשרויות טיפוליות נוכחיות.
מחקר זה מציע דרך חדשה נחוצה לזהות מטרות תרופות חדשות לסוגי סרטן רבים. למרות שטיפול ממוקד בכמה סוגי סרטן שיפר את שיעורי ההישרדות, עמידות לטיפול והתקדמות המחלה הנובעת מכך הם אתגרים קבועים. בנוסף, לסוגי סרטן רבים אין יעדי תרופה ספציפיים ידועים.
סופרת בכירה ד"ר Ekta Khurana, פרופסור חבר לפיזיולוגיה וביופיזיקה ו-WorldQuant Foundation Research Scholar, הובילה את המאמץ שמיפה רשתות ויסות גנים עבור דגימות גידולים מ-371 חולים שכללו 22 סוגי סרטן, תוך שימוש בגישה חישובית חדשה. רשתות ויסות גנים – מודלים המתארים את הקשרים המורכבים בין גנים בתא – משתנים לעתים קרובות בסרטן.
בניית רשתות וויסות גנים מדויקות אינה משימה קלה. החוקרים שילבו נתונים מתאי הגידול על RNA שליח, שמתורגמים לחלבונים ולנגישות לכרומטין, שיכולים לעזור לחשוף כיצד אריזת DNA וגורמים אחרים משפיעים על ביטוי גנים.
החוקרים פיתחו גישה חישובית חדשנית, בשם Cancer Regulatory Networks and Susceptibilities (CaRNetS), כדי לגלות חלבוני מפתח שיכולים להיות מטרות תרופתיות לטיפול בסרטן בתוך הרשתות הרגולטוריות של הגנים. הם זיהו מטרות ידועות, כמו BRAF בעור, CTNNB1 (B-Catenin) במעי הגס ו-ERBB2 (Her2) בסרטן ריאות. "עם המקרים החיוביים הידועים האלה כנקודות התייחסות, ביקשנו לאמת את המועמדים המובילים בסוגי סרטן עם טיפולים ממוקדים יעילים מוגבלים", אמרו המחברים.
לאחר מכן השתמשו החוקרים בגישתם כדי למצוא את גורמי התעתוק העיקריים ואת החלבונים המקיימים ביניהם אינטראקציה, שעשויות להיות נקודות פגיעות שניתן לכוון להפסקת או האטת צמיחת הגידול. גורמי שעתוק הם חלבונים הנקשרים לרצפי DNA ספציפיים ומווסתים את הביטוי של גנים, ומפעילים ומכבים את ייצורם.
באמצעות CaRNets על דגימות גידולים של חולים, החוקרים הצליחו לרכז חולים ל-22 קבוצות – תשע התאימו לסוג סרטן אחד בלבד ו-13 הכילו חולים מסוגי סרטן מרובים. חשוב לציין, הגישה חשפה יעדי תרופה לכל 22 האשכולות. החוקרים אימתו ארבעה מהמועמדים הללו לחלבון בתאים. הם גילו שעיכוב החלבונים שהם זיהו השפיע באופן משמעותי על הצמיחה בשורות תאים המייצגות סוגי סרטן כליות, כבד ונוירואנדוקריניים בהשוואה לבקרות.
החוקרים מדמיינים שעם הקלות של מדידת נגישות הכרומטין מרקמת המטופל בקנה מידה גדול, הגישה החישובית שלהם תעשה שימוש נרחב כדי למצוא אפשרויות טיפול חדשות עבור סוגי סרטן ותתי סוגים נוספים.
ד"ר ח'ורנה היא גם חברה במרכז הסרטן של סנדרה ואדוארד מאייר, שם היא מובילה בשיתוף את תוכנית הגנטיקה והאפיגנטיקה. המחברים הראשונים על המאמר הם ד"ר אנדרה פורבס וד"ר דו שו, שעבדו במעבדת ח'ורנה בזמן מחקר זה.
מחקר זה נתמך בחלקו על ידי מענק המכון הלאומי לבריאות R01CA218668 וקרן WorldQuant.
