חוקרים במכון ויצמן איתרו חלבון היכול לשמש יעד לטיפולים נגד סרטן

חסימת חלבון יחיד עשויה להאט התקדמות של כמה סוגי סרטן, בניגוד לתפיסה הרווחת לפיה התקדמות מחלת הסרטן כרוכה בדרך כלל בעשרות או במאות מוטציות וחלבונים; כך מעלה מחקר שנעשה במעבדתה של ד"ר אילת ארז, מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן, שמנסה להבין את הדינמיקה של גנטיקה וסרטן על סמך הגנטיקה של מחלות ילדות נדירות כתוצאה ממוטציות.

"כדי להבין מה משתבש בגוף כשמופיעה מחלת סרטן כדאי לפעמים לסטות מהדרך הראשית ולפנות לדרכים צדדיות, וזאת באמצעות מחקרים על מחלות ילדות נדירות", מסבירה ד"ר ארז.

"מקובל לחשוב שסרטן כרוך בדרך כלל בעשרות, אם לא מאות מוטציות, ומיון התפקידים והליקויים השונים הנובעים ישירות מכל מוטציה הוא משימה כמעט בלתי אפשרית. אבל כשמדובר במחלות ילדות נדירות רבות, מתברר שהן נגרמות כתוצאה ממוטציה בגן יחיד".

תוצאות ראשוניות מראות כי חסימת ציטרין בתאי סרטן מפחיתה את אספקת החומצה האספרטית לתאים הסרטניים ומאטה את צמיחתם

ד"ר ארז מטפלת בין השאר במקרים של סרטן משפחתי במסגרת הכשרתה כגנטיקאית קלינית. "ילדים הלוקים במחלות גנטיות נדירות הנגרמות ממוטציה בגן בודד, יכולים לשמש מקרי מודל בניסיון להבין מה התפקיד שממלא אותו גן מסוים במחלות מורכבות כמו סרטן. כך נתגלה אותו חלבון והוברר כי חסימה שלו עשויה להאט התקדמות של כמה סוגי סרטן".

עבודת המחקר משויכת לתחום חדש - "מטבוליזם של סרטן" - המבקש לזהות תהליכים משובשים או בלתי מבוקרים של חילוף חומרים הייחודיים לסרטן, במטרה לעצור את התפתחות המחלה בגוף.

ד"ר ארז חקרה כבר את מחלת הילדות הגנטית ציטרולינמיה (citrullinemia) מסוג I. המחקר איפשר לצוות שלה להבין, כי תאים סרטניים במחלה זאת תלויים בחומצה אספרטית כדי להתחלק. אצל ילדים שנולדו עם מחלה זו פגום הגן ASS1. למרות חיוניותו לתפקוד תא תקין, נמצא אצל החולים שהוא מושתק, אגרסיבי וקשה לטיפול בו. מכיוון שחומצה אספרטית דרושה לתפקוד ASS1, הצוות של ד"ר ארז בחן אפשרות להשתקת ביטוי ASS1 בסרטן. זאת, על-ידי ניצול יתר של החומצה האספרטית על ידי אנזים אחר לצורך בניית DNA ו-RNA החיוניים לחלוקת תאי הסרטן וגדילתו.

בהמשך המחקר, בדק הצוות ילדים שחלו בציטרולינמיה (citrullinemia) מסוג II, שבה פגום הגן לייצור החלבון ציטרין (citrin) שאחראי להעברת חומצה אספרטית גם לשימוש ASS1 וגם לבניית חומצות הגרעין. ילדים החולים במחלה זו נוטים להיות קטני-קומה מהממוצע לגילם ונמנעים מאכילת ממתקים. חלבון זה, מצא המחקר, חיוני לתאי הסרטן לייצור DNA ו-RNA ולצורך פירוק הגלוקוז. התלות בציטרין לצורך חלוקה תאית וגדילה נצפתה בסוגי סרטן שבהם ASS1 מבוטא אבל גם בסוגים שבהם החלבון הזה איננו מבוטא.

המסקנה הייתה כי ציטרין – החלבון המסייע בוויסות הצמיחה בילדות – עשוי להוות מטרה אפשרית לטיפולים נגד סרטן, מכיוון שגדילה וחלוקת תאי סרטן תלויה בגלוקוז ובייצור חומצות גרעין.

על סמך זיהוי האזור החיוני לתפקוד החלבון בילדים עם ציטרולינמיה מסוג 2, קבוצת המחקר של ד"ר ארז מפתחת עתה מולקולה שתחסום את תפקודו בסרטן. תוצאות ראשוניות, מסרה, מראות כי חסימת ציטרין בתאי סרטן מפחיתה את אספקת החומצה האספרטית לתאים הסרטניים ומאטה את צמיחתם.

עתה נערך הצוות במכון ויצמן לקראת ישום ביו-רפואי של ממצאי המחקר.