חוקרים ב-CU Boulder גילו שלרטרו-וירוסים אנדוגניים, שרידים של וירוסים עתיקים בגנום האנושי, יש תפקיד משמעותי בהתפתחות הסרטן. המחקר שלהם מצא שהשתקת וירוסים אלה יכולה לשפר את היעילות של טיפולי סרטן על ידי כיבוי גנים המעודדים צמיחת גידול. ממצא זה פותח גישות חדשות פוטנציאליות לטיפול בסרטן על ידי מיקוד ל-DNA ויראלי המוטבע בגנום שלנו. קרדיט: twoday.co.il
נגיפי רטרו אנדוגניים תורמים להתפתחות סרטן, והשתקתם יכולה להפוך את הטיפולים ליעילים יותר, ולהציע יעד חדש לטיפול בסרטן.
בתוך הגנום האנושי, בין 20,000 הגנים המשמשים כאבני בניין של החיים, מסתתרים כתמים של DNA הושארו מאחור על ידי וירוסים שהדביקו את אבות הפרימטים לפני עשרות מיליוני שנים. טרמפיסטים עתיקים אלה, הידועים כ-רטרו-וירוסים אנדוגניים, נחשבו זמן רב ל-DNA אינרטי או 'זבל', חסרי כל יכולת לגרום נזק.
ההשפעה של וירוסים עתיקים על הבריאות המודרנית
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת התקדמות המדע, חוקרים מ-CU Boulder מגלים שכאשר וירוסים אנדוגניים מתעוררים מחדש, הם יכולים למלא תפקיד קריטי בסיוע לסרטן לשרוד ולשגשג. המחקר גם מצביע על כך שהשתקת רטרו-וירוסים אנדוגניים מסוימים יכולה לשפר את היעילות של טיפולי סרטן.
"המחקר שלנו מראה שמחלות כיום יכולות להיות מושפעות באופן משמעותי מזיהומים ויראליים עתיקים אלה שעד לאחרונה מעט מאוד חוקרים שמו לב אליהם", אמר הסופר הבכיר אדוארד צ'וונג, עוזר פרופסור לביולוגיה מולקולרית, תאית והתפתחותית במכון BioFrontiers של CU.
מחברי המחקר Ed Chuong, משמאל ו-Atma Ivancevic במשרדם במכון BioFrontiers ב-CU Boulder. קרדיט: גלן אסאקאווה/CU בולדר
מאובנים גנטיים ותפקידם באבולוציה
מחקרים מראים שכ-8% מהגנום האנושי מורכב מרטרו-וירוסים אנדוגניים שהחליקו לתוך התאים של אבותינו האבולוציוניים, משדלים את מארחיהם להעתיק ולשאת את החומר הגנטי שלהם. עם הזמן, הם חדרו לזרע, ביציות ועוברים, אופים את ה-DNA שלהם כמו תיעוד מאובנים לדורות הבאים – ומעצבים את האבולוציה לאורך הדרך.
למרות שהם כבר לא יכולים לייצר וירוסים פונקציונליים, המחקר של Chuong הראה כי רטרו-וירוסים אנדוגניים יכולים לפעול כ"מתגים" שמפעילים גנים קרובים. חלקם תרמו להתפתחות השליה, אבן דרך קריטית באבולוציה האנושית, כמו גם לתגובה החיסונית שלנו לנגיפים מודרניים כמו COVID.
"הייתה עבודה רבה שהראתה שניתן לביית את הרטרו-וירוסים האנדוגניים הללו לטובתנו, אבל לא הרבה המראה כיצד הם עלולים לפגוע בנו", אמר.
ביולוג הגנום אדוארד צ'וונג במעבדתו במכון BioFrontiers של CU Boulder. קרדיט: גלן אסאקאווה/CU בולדר
חקירת הקשר בין רטרו-וירוס אנדוגניים לסרטן
כדי לחקור את תפקידם בסרטן, צ'וונג והמחבר הראשון Atma Ivancevic, עמית מחקר במעבדתו, ניתחו נתונים גנומיים מ-21 סוגי סרטן אנושיים מתוך מערכי נתונים זמינים לציבור.
הם מצאו ששושלת ספציפית של רטרו-וירוס אנדוגני המכונה LTR10, שהדביקה פרימטים מסוימים לפני כ-30 מיליון שנה, הראתה רמות פעילות גבוהות באופן מפתיע במספר סוגי סרטן, כולל סרטן ריאות ומעי הגס. ניתוח נוסף של גידולים מעשרות חולי סרטן המעי הגס העלה כי LTR10 היה פעיל בכשליש מהם.
כשהצוות השתמש בכלי לעריכת הגנים של CRISPR כדי לגזור או להשתיק רצפים היכן שהוא קיים, הם גילו שגם גנים קריטיים הידועים כמקדמים התפתחות וצמיחה של סרטן חשכו.
"ראינו שכשאתה משתיק את הרטרוווירוס הזה בתאים סרטניים, הוא מכבה את ביטוי הגנים הקרובים", אמר איבנסביץ'.
אד צ'וונג. קרדיט: CU Boulder
רטרו-וירוס אנדוגניים וטיפולים בסרטן: גבול חדש
ניסויים בעכברים הניבו תוצאות דומות: כאשר "מתג" LTR10 הוסר מתאי הגידול, גנים מרכזיים מעודדי סרטן, כולל אחד שנקרא XRCC4, כבו גם הם, והטיפולים לכווץ גידולים עבדו טוב יותר.
"אנחנו יודעים שתאים סרטניים מבטאים הרבה גנים שלא אמורים להידלק, אבל אף אחד לא באמת יודע מה מדליק אותם", אמר צ'וונג. "מסתבר שרבים מהמתגים שמפעילים אותם נגזרים מהווירוסים העתיקים האלה."
יש לציין כי נראה שהרטרו-וירוס האנדוגני שהם חקרו מפעיל גנים במה שמכונה מסלול MAP-kinase, מסלול תאי מפורסם שמחווט מחדש לרעה בסוגי סרטן רבים. תרופות קיימות, הידועות כמעכבי MAP-kinase, פועלות ככל הנראה, בין השאר, על ידי השבתת מתג הרטרו-וירוס האנדוגני, כך עולה מהמחקר.
המחברים מציינים שרק משפחה אחת זו של רטרו-וירוס מווסתת עד 70 גנים הקשורים לסרטן במסלול זה. שושלות שונות משפיעות ככל הנראה על מסלולים שונים המקדמים סוגי סרטן שונים.
Chuong חושד שככל שאנשים מזדקנים, ההגנות הגנומיות שלהם מתקלקלות, מה שמאפשר לנגיפים עתיקים להתעורר מחדש ולתרום גם לבעיות בריאות אחרות.
"המקור לאופן שבו מתבטאות מחלות בתא תמיד היה בגדר תעלומה", אמר צ'וונג. "רטרו-וירוסים אנדוגניים הם לא כל הסיפור, אבל הם יכולים להיות חלק גדול ממנו."
