מחקר חדש מגלה שתאי סרטן ענקיים פוליפלואידים (PGCCs), שיכולים להסתגל ולשרוד לאחר טיפול, הם המפתח להישנות הסרטן. תאים אלה משנים גנים כדי להגן על עצמם מפני טיפול, ובהמשך מתחלקים כדי לגרום לצמיחה מחודשת של הגידול. מיקוד של תאים אלה עם מעכבים ספציפיים כמו p21 במהלך הטיפול עשוי לשפר את תוצאות הטיפול בסרטן.
מדענים גילו שתאי סרטן ענקיים פוליפלואידים, שהם מגודלים מפלצתיים ומכילים גרעינים מרובים, עשויים להיות אחראים להישנות המחלה לאחר טיפול בסרטן.
חוקרים ממרכז הסרטן MUSC Hollings עשו פריצת דרך שעשויה לחשוף מדוע הסרטן חוזר לפעמים בחולים שקיבלו כימותרפיה או הקרנות.
שתי צורות הטיפול מכוונות להלחיץ תאים סרטניים להרס עצמי. עם זאת, טיפולים אלו לרוב חסרים יעילות ארוכת טווח מכיוון שתאי סרטן יכולים להסתגל ללחץ, לברוח ולאפשר לגידול להתאושש לאחר זמן קצר.
לאחרונה, מדענים החלו לבחון את תפקידם של תאי סרטן ענקיים פוליפלואידים, או PGCCs, בהישנות הסרטן. למרות שתאים אלו היו מוכרים למדענים מאז המצאת המיקרוסקופ ונצפו על ידי פתולוגים ברקמות סרטניות, תפקידם המדויק בהישנות הסרטן נותר לא ידוע.
במאמר שפורסם לאחרונה ב- כתב עת לכימיה ביולוגית, צוות מחקר של מרכז הסרטן של MUSC Hollings בראשות Christina Voelkel-Johnson, Ph.D., מדווח כי הוא זיהה גנים נבחרים שתאי סרטן הערמונית מתמרנים כדי להפוך ל-PGCCs, ובכך מגנים על עצמם מפני מתח טיפולי. צוות הולינגס מצא גם ש-PGCCs מחזירים מאוחר יותר את יכולתם לחלוקת תאים, מה שמציב את הקרקע להישנות הסרטן.
גילויים בלתי צפויים בניסויי מעבדה
Voelkel-Johnson והמעבדה שלה גילו את התגלית הזו בזמן שחקרו מעכב, או תרופה שנועדה לחסום מנגנון ביולוגי, שהיה קשור לריפוי עמיד לאחר הקרנות. "בהתחלה חשבנו ששילוב של קרינה עם המעכב הורג תאים סרטניים טוב יותר", אמרה ווקל-ג'ונסון. "רק כשהמעכב לא הצליח להשפיע בניסויים קצרי טווח, מסגרת הזמן הוארכה, מה שאיפשר תצפית יוצאת דופן".
חברי המעבדה צפו בתאים ענקיים בעלי מראה לא נורמלי במהלך הניסויים קצרי הטווח, אך ראו בהם "נדון". כאשר מסגרת הזמן הוארכה, הם הופתעו לראות שתאים אלה יצרו צאצאים קטנים.
סרטון זמן-lapse זה מראה היווצרות PGCC בתאי סרטן השחלות בתגובה ללחץ הטיפולי. קרדיט: הסרטון באדיבות ג'ו. ר. דילייני, האוניברסיטה לרפואה של דרום קרוליינה
"הם נראו ממש פאנקיים," אמרה ווקל-ג'ונסון. "כאשר לא השתמשנו במעכב, התאים הסרטניים הענקיים הללו יצרו תאי בת, ויצרו מראה של מושבה עם תאים קטנים יותר המקיפים את הגדול."
PGCCs במראה פאנקי אלה היו שונים מבחינה ויזואלית מתאי סרטן אחרים. הם הצליחו ליצור עותקים של המידע הגנטי שלהם, והגדילו את מספר הגרעינים. עם זאת, הציטופלזמה לא התחלקה, ולכן התאים גדלו בצורה מפלצתית, והכילו גרעינים מרובים במקום רק אחד.
חוקרת מרכז הסרטן של MUSC הולינגס, ד"ר כריסטינה ווקל-ג'ונסון. קרדיט: האוניברסיטה הרפואית של דרום קרוליינה. צילום של שרה פאק.
הממצאים המפתיעים שלפיהם תאי המפלצת לא "נדונו" הובילו את ווקל-ג'ונסון והצוות שלה לחשוד שהמעכב שלהם עצר את הישנות הסרטן באופן שונה ממה שהם שיערו.
"המעכב לא הרג תאים סרטניים בצורה טובה יותר", אמרה Voelkel-Johnson. "במקום זאת, זה מנע יצירת צאצאים מתאי הסרטן הענקים הפוליפלואידים."
הצוות גם ראה שתאי הבת של ה-PGCCs המשיכו להתחלק, תוך חיקוי הישנות גידולים שחווים חלק מהמטופלים לאחר שעברו טיפול. התברר כי מעכב זה יוצר ריפוי עמיד לא על ידי גרימת מוות של תאים אלא על ידי עצירת PGCCs ממעבר חזרה לתאים סרטניים חד-גרעיניים עם יכולת חלוקה.
כדי להבין מה הפך את ה-PGCCs ותאי הבת שלהם שונים מתאי הסרטן ההורים שלהם, Voelkel-Johnson, בעזרת משתפי פעולה אחרים, יצאה לחקור את השינויים בביטוי הגנים בין התאים השונים שהופיעו במהלך הניסויים שלהם. מידע זה יעזור להסביר כיצד תאים סרטניים יכולים לעבור למצבי PGCC ולצאת מהם לאחר שנחשפו ללחץ טיפולי.
תובנות גנטיות והשלכות טיפוליות
Voelkel-Johnson והצוות שלה הצליחו לזהות מסלולי איתות של תאים שתאי סרטן מפעילים כדי להפוך ל-PGCCs בתגובה ללחץ הטיפולי ולאחר מכן לעבור חזרה לתאים המסוגלים לייצר תאי בת.
חלבון אחד שעורר במיוחד את העניין שלהם היה p21, המושרה על ידי חלבון הנקרא p53 כאשר תאים נורמליים נמצאים בלחץ. בתאים נורמליים, p21 מונע שכפול של פגום DNA, המאפשר תיקון נזקי DNA. תאים שלא ניתן לתקן בהם נזק מתאבדים.
צוות המחקר של הולינגס הראה כי מתח בתאי סרטן חסרי p53 הגביר גם את p21, אך החלבון לא עצר את שכפול ה-DNA הפגוע, כפי שעשה בתאים רגילים. כתוצאה מכך, p21 עזר להכין את הבמה ליצירת ה-PGCCs.
כאשר עליות ב-p21 נחסמו, התאים הסרטניים הלחוצים לא הפכו לתאים מפלצתיים אלה. הפרעה ל-p21 בתאים שכבר היו מפלצתיים מנעה מהם ליצור תאי בת שיכולים להיות אחראים להישנות הגידול.
ממצאי הצוות מספקים תובנות לגבי מנגנונים חדשים שיכולים להיות ממוקדים לשיפור תוצאות המטופלים לאחר טיפול בסרטן. למרות שאולי לא ניתן לחסום את p21 כטיפול, הוכח כי התרופה טמוקסיפן לסרטן השד והסטטינים להורדת כולסטרול מפריעות למסלולים שזוהו על ידי הצוות. דרוש מחקר נוסף כדי להעריך אם הם יכולים להפחית את שיעורי הישנות על ידי חסימת PGCCs מלהחזיר את היכולת ליצור תאי בת.
הממצאים מספקים גם תובנה חדשה לגבי העיתוי האופטימלי למתן תרופות אלו.
"אחת השאלות שהיו לנו הייתה, 'באיזה שלב של הטיפול אתה מטפל?'", אמרה ווקל-ג'ונסון. "הממצאים שלנו מצביעים על כך שהטיפול צריך להתרחש במקביל לכימותרפיה או הקרנות. חשוב לתת אחת מהתרופות הללו בשילוב עם לחץ טיפולי כדי למנוע מ-PGCCs ליצור את תא הבת. ברגע שהם נוצרו, זה מאוחר מדי."
Voelkel-Johnson מתכננת להמשיך ולחקור דרכים למנוע יצירת תאי בת מ-PGCCs כדי להגביר את יעילות הטיפול. היא גם מעוניינת להעריך כיצד משטרי טיפול משולבים שונים המועברים בזמן הטיפול בסרטן משפיעים על שיעורי הישנות במגוון רחב של סוגי סרטן.
המחקר מומן על ידי המכון הלאומי לסרטן, ה המכונים הלאומיים לבריאותוהאגודה האמריקנית לסרטן.
