חוקרים פיתחו בדיקת דם רגישה ביותר שיכולה לזהות חלבון מפתח המיוצר על ידי תאים סרטניים.

הבדיקה מראה הבטחה לגילוי מוקדם של סרטן, מדווחים החוקרים.

רוב סוגי הסרטן הופכים קטלניים על ידי שמירה על פרופיל נמוך, ואינם גורמים לתסמינים עד שהם מתקדמים מדי לטיפול. סרטן השחלות והקיבה והקיבה הם מהידועים ביותר לשמצה בהתקדמות המחלה הערמומית הזו, שמובילה לרוב לאבחנות בשלב מאוחר.

שלא כמו בדיקות סרטן רבות המוגבלות בהיקפן, יקרות או מסתמכות על דגימת רקמות פולשנית, השיטה החדשה היא גלאי רב-סרטני בעלות נמוכה שיכולה לקלוט את נוכחות החלבון המעיד, המכונה LINE-1-ORF1p , בכמות זעירה של דם תוך פחות משעתיים.

"לבדיקה יש פוטנציאל פורץ דרך כמבחן אבחון מוקדם לסרטן קטלני", אומר מייקל פ. רוט, ראש המעבדה לביולוגיה תאית ומבנית באוניברסיטת רוקפלר. "סוגים אלה של מכשירי זיהוי אולטרה-רגישים מוכנים לשפר את תוצאות המטופל בדרכים משנות."

איתור סמנים ביולוגיים לסרטן

גילוי סמנים ביולוגיים לסרטן הוא תחום צעיר וצומח. ישנם מספר סמנים ביולוגיים כאלה, אך הם יכולים לבוא עם חסרונות. חלקם דורשים ביופסיות ניתוחיות. אחרים מועסקים רק לאחר הופעת הסימפטומים, שיכולים להיות מאוחר מדי להתערבות יעילה. רובם חלבונים אנושיים רגילים שיש להם שונות מאדם לאדם, מה שהופך ערך בודד לקשה לפרש. ורבים ממוקדים לסרטן ספציפי, ומצמצמים את הטווח שלהם.

אבל לאחרונה, ייתכן שהופיע סמן ביולוגי חדש וחשוב לגילוי מוקדם יותר. החלבון הזה, המכונה LINE-1 ORF1p, הגיע לרדאר של החוקרים לפני כעשור. LINE-1 הוא רטרוטרנספוזון, אלמנט דמוי וירוס הקיים בכל תא אנושי ומשתכפל באמצעות מנגנון העתק-הדבק, וכתוצאה מכך עותק חדש במיקום חדש בגנום. ORF1p הוא חלבון שהוא מייצר ברמות גבוהות בסרטן.

"טרנספוזונים מתבטאים בדרך כלל בזרע ובביצית ובמהלך העובר, אז ישנן נסיבות שבהן יש לך ביטוי לא פתוביולוגי של טרנספוזונים", אומר מחבר שותף, ג'ון לקאווה, פרופסור עמית למחקר המתמחה במחקר LINE-1. "אבל אחרת, ה'גנים הקופצים' האלה מושתקים בתוך הגנום, כי פעילותם יוצרת מתח ועלבונות בתא."

רוב הזמן, הגוף שומר על LINE-1 בשליטה.

"ישנן שכבות של מנגנונים שמונעים מ-LINE-1 להתבטא ולייצר ORF1p, כך שנוכל להשתמש בנוכחות החלבון כפרוקסי לתא לא בריא שכבר אין לו שליטה על התעתיק שלו", אומר LaCava. "לא צריך למצוא ORF1p בזרם הדם של אדם בריא."

במהלך חמש השנים האחרונות, הוא אומר, "התברר בשפע שהחלבונים הללו הופכים לרמות גבוהות ביותר ברוב סוגי הסרטן", כולל רבים מהסרטנים הנפוצים והקטלניים ביותר של הוושט, המעי הגס, הריאות, השד, הערמונית, השחלות, הרחם, הלבלב, והראש והצוואר.

מכיוון שתאי קרצינומה מייצרים ORF1p מתחילת המחלה, חוקרים חיפשו זה מכבר בדיקה רגישה ומדויקת כדי לזהות ORF1p מוקדם ככל האפשר. היכולת לזהות אותו בחולים לפני שלסרטן יש סיכוי להתפשט עשויה להציל חיים.

גופי ננו בהתאמה אישית מלאמות

חוקרי רוקפלר חברו לחוקרים מובילים ממאס גנרל בריגהם, מכון ויס להנדסה בהשראה ביולוגית באוניברסיטת הרווארד ומכון דנה-פרבר לסרטן, יחד עם מוסדות שותפים אחרים, כדי להנדס בדיקה מהירה ובעלות נמוכה המסוגלת לזהות ORF1p ב פלזמה, המהווה יותר ממחצית מתכולת הדם האנושי.

המחקר החדש משתמש בטכנולוגיית זיהוי מבוססת מולקולה אחת הידועה בשם Simoa שפותחה על ידי מחבר שותף דיוויד וולט, מהרווארד. צוות רוקפלר תרם ננו-גופי מותאמים אישית שמקורם ומהונדסים מהם לאמות לפעול כריאגנטים לכידה שכולאים את החלבון ORF1p וכבדיקות רגישות לגילויו.

"פיתחנו ריאגנטים אלה כחלק מהמשימה שלנו ללכוד ולתאר את הקשרים המולקולריים של ORF1p עם חלבונים אחרים בסרטן המעי הגס", אומר LaCava. "ידענו שלרוב סרטני המעי הגס יש שפע של חלבוני LINE-1, אז הנחנו שהאינטראקציות שהם יוצרים עשויות להפר את הוויסות של תפקוד תאים נורמלי בדרכים המועילות לסרטן. בידוד חלקיקי LINE-1 איפשר לנו לבחון מקרוב את האינטראקציות הללו. מאוחר יותר, היה ברור כי משתפי הפעולה שלנו בהרווארד יכולים לעשות שימוש באותם ריאגנטים עבור בדיקת הסמנים הביולוגיים המתפתחים שלהם, אז שיתפנו אותם".

החוקרים מצאו כי הבדיקה הייתה מדויקת ביותר בזיהוי ORF1p בדגימות הדם של חולות עם מגוון סוגי סרטן, כולל סרטן שחלות, קיבה ושט וסרטן המעי הגס. זה עולה פחות מ-3 דולר להפקה ומחזיר תוצאות מהירות.

"היינו המומים מכמה טוב הבדיקה הזו עבדה על פני סוגי סרטן", אומר מרטין טיילור, מהמחלקה הפתולוגית בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס והמחבר הראשי של המחקר בכתב העת גילוי סרטן.

החוקרים גם ניתחו את הפלזמה של 400 אנשים בריאים בגילאי 20-90 שתרמו דם ל-Mas General Brigham Biobank; ORF1p לא ניתן לזיהוי ב-97-99% מהם. מבין חמשת האנשים שאכן היה להם ORF1p ניתן לזיהוי, האדם עם הרמה הגבוהה ביותר נמצא שישה חודשים לאחר מכן כסובל מסרטן ערמונית מתקדם.

תגובה לטיפול בסרטן

שימוש פוטנציאלי נוסף במבחן הוא מעקב אחר האופן שבו המטופל מגיב לטיפול בסרטן. אם הטיפול יעיל, רמת ה-ORF1p בדם המטופל אמורה לרדת, אומר LaCava. בחלק אחד של המחקר, החוקרים חקרו 19 חולים שטופלו בסרטן קיבה ושט; ב-13 האנשים שהגיבו לטיפול, רמות ORF1p ירדו מתחת לגבול הזיהוי של הבדיקה.

מעקב אחר החלבון עשוי להיות משולב בטיפול רפואי שגרתי, אומר LaCava. "במהלך תקופה בריאה בחייך, תוכל למדוד את רמות ה-ORF1p שלך כדי לקבוע קו בסיס. אז הרופא שלך פשוט יעקוב אחר עליות ברמות ORF1p, מה שיכול להעיד על שינוי במצב הבריאות שלך. למרות שייתכן שיהיו כמה תנודות קטנות של ORF1p פה ושם, זינוק יהיה סיבה לחקירה מעמיקה יותר."

תוצאות המחקר גם ממחישות את הפוטנציאל העצום של ריאגנטים של ננו-גוף שנוצרו באמצעות חקר האינטראקטומיקה, אומר רוט. Interactomics מבקשת להבין את האינטראקציות הדינמיות של מיליוני הרכיבים הבודדים בתא, במיוחד החלבונים וחומצות הגרעין שלו. אינטראקציות אלו יוצרות קומפלקסים מקרו-מולקולריים המעבירים מידע ושולטים בהתנהגויות סלולריות. שינויים פתוגניים באינטראקציות אלו עומדים בבסיס כל המחלות.

"יש צורך חיוני בכלים הרבה יותר טובים לחשוף ולנתח אינטראקטומים שרק מתחילים להיענות", אומר רוט. "לשם כך, לעתים קרובות אנו משתפים פעולה עם מוסדות אחרים בפיתוח ריאגנטים כמו ננו-גופי הלאמה שלנו. המוצרים המתקבלים אינם כלי מחקר בלבד - יש להם פוטנציאל עצום בידי הרופאים".

מקור: מחקר מקורי