نهج جديد لطب السرطان الشخصي: الاستماع إلى الرسائل الداخلية داخل الخلايا السرطانية

تم في هذه الدراسة استخدام البيانات الضخمة – وهي قاعدة بيانات تتضمن معلومات عن علاجات لعشرة أنواع من السرطان، وهو نظام طوره البروفيسور سول أفروني في جامعة بار إيلان

تعتمد المعركة الناجحة ضد السرطان إلى حد كبير على اختيار العلاج المناسب، لكن أدوات الأطباء لا تحتوي حاليًا على مجموعة كافية من الأساليب الموثوقة لتكييف العلاج الأمثل مع كل مريض. قام علماء من معهد وايزمان للعلوم ومعهد برود في كامبريدج، ماساتشوستس، بتطوير طريقة جديدة لتصميم العلاج للمرضى بناءً على الرسائل المنقولة داخل خلاياهم السرطانية. وقد تساعد هذه الطريقة، التي نُشرت نتائجها مؤخرًا في المجلة العلمية Nature Communications، ليس فقط في اختيار العلاج ولكن أيضًا في تحديد الأهداف الجزيئية لتطوير الأدوية المستقبلية.

الطريقة الأكثر شيوعًا اليوم لضبط علاج مرضى السرطان هي البحث عن طفرات معينة في الخلايا السرطانية. ومع ذلك، فإن تحديد الطفرات في الورم لا يضمن أن العلاج المناسب سيعمل فعليًا لدى مريض معين، وعلى أي حال، فإن العديد من العلاجات لا تستهدف الطفرات على الإطلاق. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من المحاولات العديدة للتنبؤ بفعالية علاج السرطان بناءً على مستوى التعبير عن جينات معينة في الورم، وليس بناءً على طفراته، إلا أن النجاح في اختيار العلاجات الشخصية باستخدام هذه الطريقة قليل جدًا. في الدراسة الجديدة، اجتمعت مجموعات البحث المكونة من الدكتور رافيد شتراوسمان من قسم البيولوجيا الجزيئية للخلية في معهد وايزمان للعلوم والدكتور جادي جيتز من المعهد العريض التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد بهدف تطوير المزيد طريقة فعالة لضبط العلاج لمرضى السرطان. لا تعتمد الطريقة الجديدة التي طوروها على البحث عن الطفرات أو على مستوى التعبير عن الجينات الفردية، ولكن على الاستماع إلى الرسائل داخل الخلايا السرطانية: مسارات الإشارات البيوكيميائية التي تؤثر على القضايا الحاسمة - من التغيرات في عملية التمثيل الغذائي للخلية إلى اتخاذ القرار بشأن ما إذا كان للتقسيم أو الموت. يتم التعبير عن العديد من الجينات في كل مسار من هذا القبيل، لذلك يلزم اتباع أساليب متطورة للكشف عن نشاطها.

وتمكن الباحثون من التنبؤ بحساسية الأورام المختلفة لأكثر من 30 دواء مضادا للسرطان مستخدمة حاليا

تم في السنوات الأخيرة إنشاء قواعد بيانات ضخمة في العالم تحتوي على الكثير من المعلومات حول الخلايا السرطانية وحساسيتها للعلاجات المختلفة. تحول العلماء، بقيادة باحث ما بعد الدكتوراه الدكتور روتم بن هامو، إلى قواعد البيانات هذه وقاموا بتحليل البيانات حول مسارات الإشارات في حوالي 460 نوعًا من الأنسجة السرطانية من عشرة أنواع من السرطان. وباستخدام برنامج المعلوماتية الحيوية المتقدم المسمى PathOologist - الذي طوره البروفيسور سول إيفروني من جامعة بار إيلان - أرفق العلماء لكل مسار في كل نسيج "درجة" تعكس مستوى نشاط ذلك المسار. لم تعتمد الدرجات على مستوى التعبير عن الجينات في المسار فحسب، بل أيضًا على بنية المسار والعلاقات المتبادلة بين الجينات المختلفة النشطة فيه وما إذا كان جين معين يمنع أو يعزز رسالة المسار بأكمله. ثم قارن العلماء النتائج التي حصلوا عليها مع قواعد البيانات التي تحتوي على معلومات حول حساسية الخلايا السرطانية المختلفة لحوالي 500 دواء.

واكتشف الباحثون أن مستوى نشاط بعض المسارات سمح لهم بالتنبؤ بحساسية الأورام المختلفة لأكثر من 30 دواء مضادا للسرطان مستخدما حاليا. وبعبارة أخرى، فقد أنشأوا "ملفًا تعريفيًا" للأنسجة السرطانية قد يوجه الأطباء إلى الأدوية المثالية للقضاء على السرطان. على سبيل المثال، عندما تحتوي بعض خلايا سرطان الرئة على مستوى عالٍ من النشاط في المسار المؤدي إلى موت الخلايا المبرمج الذي يسمى موت الخلايا المبرمج، كان هناك احتمال كبير أن تقتل الأدوية من نوع "مثبطات الأنابيب الدقيقة" هذه الخلايا.

وأظهر العلماء لاحقًا أنه يمكنهم استخدام النتائج ليس فقط للتنبؤ بالدواء الذي سيكون فعالًا لكل مريض، ولكن أيضًا لتغيير استجابة الخلايا السرطانية للدواء. أخذوا عينة من أنسجة سرطان الرئة، والتي، وفقًا لتحليلهم، تفتقر إلى نشاط المسار المؤدي إلى موت الخلايا المبرمج. في تجربة معملية، كانت خلايا هذا النسيج مقاومة بالفعل لعقار "مثبط الأنابيب الدقيقة"، ولكن عندما تمت إضافة مادة تزيد من مسار موت الخلايا المبرمج إلى المزرعة، قتل الدواء الخلايا السرطانية بشكل فعال.

وقارن العلماء أيضًا مستوى نشاط مسارات الإشارات في الخلايا بنوع آخر من البيانات: أي الجينات تلعب أدوارًا رئيسية في الأورام المختلفة، بحيث يؤدي إسكاتها إلى القضاء على الورم. ووجدوا أن مستوى نشاط المسارات هنا أيضًا سمح لهم بتحديد الجينات "الحساسة" في المحاصيل المختلفة. على سبيل المثال، اكتشفوا أن أورام الثدي ذات نشاط معين في المسار الذي يحتوي على جين BRCA - وهو النشاط الذي يشير إلى حدوث طفرة في هذا الجين - تعتمد بشكل كبير على جين يسمى MAD2L1. ووفقا لهذه النتيجة، فإن إسكات الجين سيؤدي إلى القضاء على الخلايا السرطانية لدى المرضى الذين يعانون من طفرة BRCA. يمكن أن تكون هذه النتائج بمثابة نقطة انطلاق في البحث عن أدوية موجودة أو جديدة لهؤلاء المرضى.

وشارك في الدراسة الدكتور عدي جاكوب بيرغر، والدكتورة نانسي جيبرت، والدكتورة يارا تسونغ من قسم بيولوجيا الخلايا الجزيئية بمعهد وايزمان للعلوم؛ والدكتور ماندي ميلر من مختبر الدكتور جيتز في معهد برود؛ والدكتور جاي باينز من مركز كابلان الطبي؛ روني أورين من قسم الموارد البيطرية في معهد وايزمان للعلوم؛ د. إيلي بيكارسكي، ود. تساحي نيومان من الجامعة العبرية في القدس؛ والدكتور سيريل بنس من مستشفى ماساتشوستس العام (MGH).

للمادة العلمية