הגילוי של דרך מפתיעה ששמרים המשמשים לבישול בירה יכולים לשרוד רעב עשויה לפתוח את הדלת לטיפולים חדשים לסרטן.
התגלית, ממדענים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וירג'יניה ומשתפי הפעולה שלהם ב-EMBL בגרמניה, חושפת הסתגלות שטרם נראתה, שעוזרת לתאי שמרים להיות רדומים כאשר חומרי הזנה מועטים. יכולת זו לתרדמת מצבי לחץ משקפת את יכולתו של הסרטן לשרוד מחסור ברכיבים תזונתיים המלווה את הצמיחה הבלתי מבוקרת של התאים הסרטניים.
הממצאים הבלתי צפויים עלולים להוביל לאסטרטגיות חדשות להפיכת תאים סרטניים לפגיעים יותר לרעב וקלים יותר לטיפול, אמר החוקר אחמד ג'ומעה, דוקטור, מהמחלקה לפיזיולוגיה מולקולרית ולפיזיקה ביולוגית בבית הספר לרפואה.
"תאים יכולים לקחת הפסקה כשהדברים מתקשים על ידי כניסה לשינה עמוקה כדי להישאר בחיים, ואז בשלב מאוחר יותר הם לכאורה פשוט חוזרים", אמר ג'ומה, חלק מהמרכז לפיזיולוגיה של ממברנה ותאי של UVA. "זו הסיבה שאנחנו צריכים להבין את היסודות של הסתגלות לרעב וכיצד התאים הללו הופכים רדומים כדי להישאר בחיים ולהימנע ממוות."
לשרוד מתח
S. pombe הוא סוג של שמרים ששימש במשך מאות שנים לבישול בירה. אבל זה גם כלי מחקר שלא יסולא בפז עבור מדענים בגלל הדמיון שלו לתאים אנושיים. על ידי הבנה טובה יותר S. pombeנוכל להבין טוב יותר תהליכים תאיים בסיסיים הן בתאים בריאים והן בתאים סרטניים.
בעבודה עם סימון מאטי, דוקטורט, ועמיתיו ב-EMBL, ג'ומה וצוותו גילו שכאשר הסוללות של תאי השמרים נכנסות לתרדמה כדי למנוע מתח, הם מתעטפים בשמיכה לא צפויה. המשטחים של הסוללות הללו, הנקראות מיטוכונדריה, הופכים מצופים בריבוזומים מושבתים, מכונות סלולריות שבדרך כלל מייצרות חלבונים.
נותרה תעלומה מדוע הריבוזומים הלא פעילים הללו מתחברים למיטוכונדריה. "יכולים להיות הסברים שונים", אמר מאטי. "תא מורעב יתחיל בסופו של דבר לעכל את עצמו, אז ייתכן שהריבוזומים מצפים את המיטוכונדריה כדי להגן עליהם. הם עשויים גם להיצמד כדי להפעיל מפל איתות בתוך המיטוכונדריה."
החוקרים הצליחו לדמיין כיצד הריבוזומים מתחברים למיטוכונדריה עד לרמה המולקולרית באמצעות מיקרוסקופיה קריו-אלקטרונים חד-חלקיקים עוצמתיים להפליא וטומוגרפיה קריו-אלקטרון. הם הופתעו לגלות שהריבוזומים חיברו את עצמם "הפוכים", באמצעות תת-יחידה קטנה של האנטומיה שלהם. סוג זה של אינטראקציה מעולם לא נראתה בעבר ויכולה לעזור לפענח את הסוד כיצד תאים נכנסים ומתעוררים מתרדמה. "ידענו שתאים ינסו לחסוך באנרגיה ולסגור את הריבוזומים שלהם, אבל לא ציפינו שהם יתחברו במצב הפוך על המיטוכונדריה", אמר Maciej Gluc, סטודנט לתואר שני במעבדה של ג'ומה ושותף לסופר הראשון. של מאמר מדעי חדש המתאר את התגלית.
לממצאים החדשים עשויות להיות השלכות חשובות על הבנתנו את הסרטן. תאים סרטניים מתמודדים עם מחסור תמידי בחומרים מזינים בגלל גדילתם הבלתי מבוקרת, ולעתים קרובות הם מחליקים לתרדמה, או "לשקט", כדי לשרוד ולחמוק מזיהוי על ידי מערכת החיסון שלנו. הבנה כיצד הם עושים זאת עשויה להוביל לדרכים חדשות למקד את תאי הסרטן כדי לשפר את תוצאות המטופל ולמנוע הישנות.
"לשלבים הבאים, אנו שואפים להבין לא רק כיצד תאים מווסתים את הכניסה לתרדמה, אלא גם כיצד הם מתעוררים מהשינה העמוקה הזו. לעת עתה, נשתמש בשמרים כי הרבה יותר קל לתפעל אותם. כעת אנו חוקרים זאת גם ב תאים סרטניים בתרבית, וזו משימה לא קלה", אמר ג'ומה.
בסופו של דבר, אני מקווה שהמחקר של הקבוצה שלי יניח את הבסיס לגילוי סמנים חדשים למעקב אחר תאים סרטניים רדומים. תאים אלה אינם מזוהים בקלות במסגרות אבחון, אך אנו מקווים שהמחקר שלנו ייצור עניין רב יותר לעזור לנו להגיע ליעד שלנו".
אחמד ג'ומעה, דוקטורט, חוקר, המחלקה לפיזיולוגיה מולקולרית ופיזיקה ביולוגית, בית הספר לרפואה של אוניברסיטת וירג'יניה
הבנה טובה יותר של סרטן ומציאת דרכים חדשניות לטיפול בו הן המשימות העיקריות של UVA Cancer Center, המוכר כאחד מ-57 מרכזי הסרטן ה"מקיפים" בלבד על ידי המכון הלאומי לסרטן. הייעוד מכיר במרכזי סרטן עם תוכניות המחקר והטיפול בסרטן הטובות ביותר בארץ.
ממצאים שפורסמו
החוקרים פרסמו את ממצאיהם בכתב העת המדעי Nature Communications. צוות המחקר הורכב מאוליבייה ג'מין, גלוק, מייקל פורדי, היגור רוזה, מוריץ נימן, ילנה פסקובה, מאטי וג'ומה. למדענים אין אינטרס כספי בעבודה.
המחקר נתמך על ידי תוכנית חוקרים של Searle, האגודה האמריקנית לסרטן, המחלקה לפיזיולוגיה מולקולרית ופיזיקה ביולוגית של UVA והמעבדה האירופית לביולוגיה מולקולרית.
