קצר בתקשורת

חלק ניכר מזמנו של תא ממוצע מוקדש להעברת מסרים – מהקרום החיצוני שלו אל תוך הגרעין, היכן שמתקבלות רוב החלטות התא מדי יום ביומו. מערכת תקשורת מורכבת זו מבוססת בין היתר על דיוק גנטי, כך שכאשר מתחוללות מוטציות, הן עלולות לגרום להיווצרות "מתקפת דואר זבל", שבמקרים מסוימים יכולה להוביל להתפתחות מחלות שונות, כולל סרטן. פרופ' רוני זגר וחברי קבוצתו, במחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע, מציעים שיטה חדשה למניעת הצפת המידע, לפני שזו מגיעה לגרעין התא. אם השיטה תפעל ביעילות בניסויים נוספים, ייתכן שאפשר יהיה ליישם אותה בטיפול במיגוון סוגים של סרטן, ובמיוחד אלה המפתחים עמידות נגד הטיפולים הקיימים. ממצאיהם התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Communications.

מלאכת העברת המסרים בתא מבוצעת בעיקר על-ידי חלבונים, שבדרך כלל מסוגלים לעשות זאת ביעילות ובזריזות. למעשה, החלבונים מעבירים מסרים אפילו מבעד לקרום התא ולתוך גרעין התא – שהוא היעד הסופי של מסרים אלה. מסר שמתקבל מחוץ לתא – לדוגמה, מולקולה של גורם גידול אשר מודיעה לתא כי עליו להתחלק – נקלט על-ידי מולקולת קולטן המוצבת על קרום התא, ומשמשת מעין אנטנה לקליטת מסרים. הקולטן (שגם הוא סוג של חלבון) מעביר את האות לחלק הפנימי של התא. משם מועבר המסר לגרעין התא, מרחק שהמקבילה האנושית שלו הוא 70 קילומטרים. אך במקום שמולקולת שליח אחת תישא את המסר לאורך כל הדרך, התא מאיץ את התהליך בעזרת מערכת ממסר, שבאמצעותה עובר המסר ממולקולה אחת לשנייה (בדומה לדרך שבה מעבירים הרצים במירוץ שליחים את המוט זה לזה).

פרופ' זגר זיהה כמה מהחלבונים המעורבים במסלולים אלה, והתמקד במסלול מסוים, הקרוי MAPK/ERK, כיוון שפגם במסלול זה מופיע בכ-85% ממקרי הסרטן. בתאים תקינים מועבר המסר כאשר החלבון האחרון בשרשרת עובר לתוך גרעין התא, ומעביר את המסר לתוכו. אך לאחר היווצרותן של מוטציות, הופך המסר ל"דואר זבל": הוא נשלח שוב ושוב, ומציף את תיבת הדואר הנכנס של גרעין התא. התוצאה של "מתקפת הספאם" הזאת – בייחוד אם המסרים שמועברים שוב ושוב מורים לתא לגדול או להתחלק – עלולה להיות התפתחות סרטן.

שלב חיוני במסלול זה מתרחש כאשר במולקולה הקרויה ERK מתחולל שינוי אשר מאפשר לה להיכנס לגרעין התא. פרופ' זגר הבין, שאמצעות ביטול שלב זה הוא יכול ליצור מעין מסנן "דואר זבל" עבור המסלול של ERK, ובכך למנוע את כניסתם של מסרים מסוימים לגרעין התא. הוא וחברי קבוצתו – שכללה את ד"ר אלכסנדר פלוטניקוב, קארן פלורס, וד"ר גליה מייק-רשליין – עיצבו מולקולות קטנות שנכנסו וחסמו את תנועתן של מולקולות ה-ERKלתוך גרעין התא. המדענים גידלו תאים של מספר סוגי סרטן בתרבית, והוסיפו להם את המולקולות השונות כדי לגלות איזו מהן תמנע את תנועת ה-ERK.

כך זיהו המדענים מולקולה אחת אשר גרמה את מותם של מספר סוגי תאים סרטניים. התברר, כי התאים הסרטניים "מתמכרים" לזרימה המתמשכת של אותותERK, ולכן, הוספת מולקולה אשר משבשת את המסרים הגרעיניים גורמת את מותם של תאי הסרטן. מולקולה זו לא השפיעה על תאים רגילים, ומכך אפשר להסיק, שייתכן כי היא מתמקדת בעיקר בהתפתחות סרטנית, ולכן, לתרופה שהיא תהיה חלק ממנה עשויות להיות פחות השפעות לוואי בהשוואה לתרופות קיימות.

בשלב הבא בחנו המדענים את המולקולה בעכברים עם סרטן ממקור אנושי. "בחלק מסוגי הסרטן", אומר פרופ' זגר, "המולקולה עבדה אפילו טוב יותר בעכברים מאשר בתרבית – הסרטן נעלם תוך כמה שבועות ולא חזר". היות שהמולקולות לא השמידו את מולקולת ה-ERK, אלא רק מנעו את כניסתה לגרעין, משמעות הדבר היא שה-ERK עדיין יכול להודיע על "קבלת המשלוח", ובכך למנוע את שליחת ההודעה בשנית.

השיטה שפיתחו המדענים עשויה להוות, בעתיד, בסיס לפיתוח טיפולים מתקדמים במחלות אחרות. "כל מסלול קשור למחלה אחרת", אומר פרופ' זגר, "ואנו שואפים למצוא את המולקולות שמסוגלות להתמקד רק בשלב אחד בתהליך". הוא וחברי קבוצתו בוחנים כעת מולקולות שיוכלו לחסום מסלול אחר, הקשור למחלות אוטו-אימוניות.