נקודת מבט חדשה על פעילות הגנים במחלת הסרטן

פרופ' ירון שב-טל פיתח שיטות הדמיה ביו-רפואיות חדשות המאפשרות לעקוב אחר תפקודם של גנים במחלת הסרטן במטרה למנוע התפרצות המחלה ואולי גם לרפא אותה.

 

סרטן היא  מחלה מורכבת שעוטה צורות רבות. עם זאת, לכל סוגי הסרטן פתולוגיה משותפת, לפיה  המנגנון האחראי על ויסות קצב גדילת התא יוצא מפעולה ומוביל לגידול בלתי מבוקר של התאים.

 

במעבדתו של פרופ' ירון שב-טל מהמכון לננו-טכנולוגיה ולחומרים מתקדמים באוניברסיטת בר-אילן (BINA), פיתחו שיטות הדמיה ביו-רפואיות חדשות המאפשרות לעקוב ברזולוציה גבוהה אחר תפקודו של ציקלין D1,  הגן המתבטא בעודף ב  30%-50%  מכל סוגי סרטן השד.

 

פרופ' שב-טל, בוגר בר-אילן שהשלים את לימודי הדוקטורט שלו במכון ויצמן והשתלמות הפוסט דוקטורט במכללת אלברט איינשטיין לרפואה בניו יורק, מסביר :"בגלל המעורבות הישירה של ציקלין D1בתהליך הסרטני, הוא נחשב ל'כבשה השחורה' של משפחת הגנים הציקלינים, האחראים על בקרת גידול וחלוקת התאים". "מאחר שפעילות הציקלין לרוב מועילה, ניתן היה להניח כי ביטוי יתר של ציקלין D1 הוא תוצאה של שינוי (מוטציה) גנטי. אולם, מחקרים הראו כי הגן ציקלין D1 בתאים סרטניים תקין". מה שמשתנה, לדבריו, הוא מערך הבקרה על פעילות הגן.

 

פרופ' שב-טל אומר כי לכל גן יש פרומוטור, רצף קצר וייחודי של DNA  המצוי לפני הגן ומפעיל שעתוק של גנים, המווסת את פעילות הגן. "כך מבוקר קצב היווצרות החלבונים, מולקולות פעילות ביולוגית".

 

בעזרת מערכת פלואורסצנטית פרי המצאתו של פרופ' שב-טל, ניתן לעקוב בזמן אמת אחר פעילות גנים בתאים חיים. שרון יונגר, סטודנטית לתואר שני במעבדה של פרופ' שב-טל, השתמשה במערכת זו וגילתה שבעוד שבתאים תקינים הגן ציקלין D1 פועל וכבה לסירוגין, בתא הסרטני הגן פועל באופן קבוע ומייצר כל הזמן מולקולות רנ"א (RNA). התוצאה היא ביטוי יתר של הגן ציקליןD1  האופייני במחלת הסרטן.

 

יתרה מזאת, שיטת ההדמיה של פרופ' שב-טל מאפשרת לכמת את קצב הגעת האותות מחוץ לתא אל הפרומוטור של הגן ציקלין D1, הישג חדשני שלא נראה כמותו עד היום במחקרים על שפעול גנים.

בנושא זה, חוקר פרופ' שב-טל את מערכת ה"ממסר" (relay) שמאפשרת מעבר אותות ממברנת התא אל הגרעין, בו מתרחשת הפעלת הגנים. פנחס כפרי, סטודנט אחר לתואר שני במעבדתו של פרופ' שב-טל, התמקד בחקר החלבון קטנין-בטא, אשר מוטציות שלו מופיעות לעיתים קרובות בתאים סרטניים, ומצא הבדל עקרוני בין פעילות חלבון זה בתא תקין לעומת תא סרטני.

 

"אנו מסמנים את ציקלין D1 בצבע פלואורסצנטי אחד, ואת הקטנין-בטא בצבע אחר, ובאמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי עוקבים אחר הפעילות שלהם לאורך זמן" מסביר פרופ' שב-טל. "גילינו כי לאחר מסירת האות ע"י  החלבון קטנין-בטא המוטנטי, הוא אינו מפורק על ידי התא אלא נותר תקוע בגרעין. הצטברות החלבון, הנובעת מכשל תפקודי של מערך סילוק הפסולת בתא, יכולה להיות אחד השינויים הגורמים להפיכת תא בריא לתא ממאיר".

 

לצד מחקרו על מנגנונים מולקולריים שעלולים להוביל להתפרצות של מחלת הסרטן, מחפש פרופ' שב-טל גם אחר מולקולות שיכולות לרפא סרטן. "חלבונים שעברו מוטציה הם בין הגורמים לייצור כמות עודפת של ציקלין-D1 בתא הסרטני," הוא אומר. "ד"ר אבי יעקב, פוסט-דוקטורנט בקבוצת המחקר שלי, משתמש בתהליך סריקה פלואורסצנטי אוטומטי על מנת לבחון עשרות אלפי מולקולות במטרה למצוא את האחת שתמנע את שפעול הגן ציקלין D1 על ידי היקשרות למטרה ספציפית בחלבוני קטנין-בטא התקין והמוטנטי. אם נצליח בעתיד לאפיין את התהליך ונלמד לשלוט בו, יתכן וביום מן הימים נוכל לאפשר למדע הרפואה למנוע ביטוי יתר של ציקלין D1 שקשור למחלת הסרטן". 

לכתבות נוספות...