Skip to main content
10.10.2021 | ד חשון התשפב

גישה חדשה לטיפול בסרטן הדם

הטיפול המשלב ביולוגיה עם למידת מכונה, מתמקד בהרס תאי הסרטן מבלי לסכן תאים בריאים

תמונה
כדורי דם

חוקרים מהפקולטה למדעי החיים פיתחו גישה טיפולית חדשה למלחמה בסרטן הדם. השיטה שפותחה ע"י פרופ' מירה ברדה-סעד וצוות המחקר שלה, מתמקדת בפירוק חלבון הקיים בצורה אופיינית בתאי סרטן הדם. המחקר שילב ביולוגיה עם בינה מלאכותית ולמידת מכונה, מה שאפשר זיהוי המולקולות שישמשו לתקיפת חלבון המטרה, מבלי לסכן תאים בריאים אחרים. מחקר זה עשוי לספק מענה לסוגים של סרטן הדם שטרם נמצא עבורם טיפול הולם.

פרופ' ברדה-סעד מסבירה כי כדי שהפונקציות הממאירות שלהם יוכלו להתקיים, תאי סרטן תלויים בחלבון אקטין, הממלא תפקידי מפתח בשלד התא. התאים הסרטניים זקוקים לאקטין כדי להיות פעילים, להתרבות, לנדוד ולהתפשט. חלבון בשם WASp שולט בפעילות האקטין ובמבנה שלו. המחקר שהתמקד בהרס WASp בתאים הסרטניים הראה שפירוקו מסייע להאטה ולהרג תאים סרטניים אלו. 

באמצעות שימוש בכלי חיזוי שפותח על ידי פרופ' ינאי עופרן, אותרו וזוהו במעבדתה של פרופ' ברדה-סעד מולקולות קטנות שאכן פוגעות בתאים הסרטניים מבלי לגרום לסיכון רב לתאים תקינים. החוקרים הוכיחו את יעילות השימוש  בתהליך זה, בניסויי מעבדה בתאים שנלקחו מחולים (בשיתוף פעולה עם בית החולים שיבא) וגם במודל של עכברים הנושאים גידולים המצויים אצל בני אדם.  

המתקפה הממוקדת על WASp, שנועדה לפגוע בשלד התא של תאים סרטניים, עשויה להחליף טיפולים כמו כימותרפיה וטיפולים ביולוגיים אחרים, שבשל חוסר הספציפיות שלהם פוגעים לא רק בתאי הסרטן הדם, אלא גם בתאים אחרים בגוף או גורמים לעמידות של התאים הסרטניים בפני הטיפול. 

עד כה, מעורבותו של WASp במחלת הסרטן טרם הובנה לגמרי, אך ידוע שבתאים סרטניים הוא נמצא במצב מבנה ייחודי פתוח, המאפשר לזהות אותו ולהפעיל עליו מניפולציות. המשמעות היא שפגיעה ב-WASp עשויה לפגוע בעיקר בתאים הסרטניים מבלי לאיים על תאים תקינים, ויתכן אף שתועיל לטיפול בכל סוגי סרטן הדם. כדי לזהות את המולקולות הקטנות, השתמש צוות המחקר בטכנולוגיות Bio convergence, תחום המשלב ביולוגיה עם טכנולוגיות הנדסיות שונות, במקרה הזה בינה מלאכותית ולמידת מכונה (AI/ML). ברגע שהמולקולות הללו זוהו, אימתו החוקרים את פעולתן בעבודה מולקולרית וביוכימית ניסויית בתרבית תאים ובהמשך בחיית מודל - עכברים שנושאים גידולי סרטניים הומניים. 

פרופ' ברדה-סעד מציינת ששימוש במולקולות קטנות כבר קיים היום למטרות רפואיות שונות, והן יכולות להינתן לחולה בהזרקה תוך ורידית, לזרם הדם או בבליעה. מה שמצביע על בטיחות האסטרטגיה הטיפולית החדשה הוא המבנה של WASp בתאי דם נורמליים: זהו מבנה סגור, להבדיל מהמבנה הפתוח הקיים בתאי דם הסרטניים, שמונע חיבור של המולקולות הקטנות לאתר ההכרה. לכן, באופן תיאורטי, השימוש במולקולות הקטנות אינו כרוך בסיכון משמעותי. עם זאת, מובן שהקונספט צריך עוד לעבור מבחני בטיחות קדם קליניים וקליניים כפי שמקובל עבור כל תרופה. מחקר זה התמקד בעיקר בלימפומה מסוג נון הודג'קין, אולם מאחר שגם סרטני דם אחרים מבטאים את חלבון המטרה, שאינו מבוטא בתאים שאינם תאי דם, יש סיכוי גבוה שזה יעבוד גם בהם.  

עבור פרופ' ברדה סעד פיתוח האסטרטגיה הטיפולית החדשה הוא יותר מהישג מדעי. "במשך שנים רבות וגם במהלך הדוקטורט שלי והפוסט-דוקטורטים במכון ויצמן ולאחריו ב-NIH במרילנד שבארה"ב, התמקדתי במחקר בסיסי. מספר מקרי סרטן שהתגלו במשפחתי גרמו לי לחשוב תמיד באוריינטציה יישומית - כיצד ניתן לקחת את הידע הבסיסי ולנצלו לפיתוח אסטרטגיה טיפולית" היא מספרת. "התהליך הוא ארוך וממושך משום שזה דורש הבנה מעמיקה של אופן הפעולה של התאים ובמה תאים סרטניים נבדלים מתקינים - מהן נקודות התורפה אשר ניתן לנצלן? במחקר זה ניצלנו את הידע הרב שרכשנו כדי לתכנן אסטרטגיה יישומית."  
 

לקריאת המאמר בכתב העת Nature Communications