הקשר בין מחלת ילדות נדירה למלחמה בסרטן

כדי להבין מה משתבש בגוף שלנו בסרטן, כדאי לפעמים לסטות מהדרך הראשית ולפנות לדרכים צדדיות. ד"ר איילת ארז מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע מיישמת גישה זו באמצעות מחקרים על מחלות ילדות נדירות. "סרטן כרוך בדרך כלל בעשרות – אם לא במאות – מוטציות, ומיון התפקידים והליקויים השונים הנובעים ישירות מכל מוטציה הוא משימה כמעט בלתי אפשרית. לעומת זאת, מחלות ילדות נדירות רבות נגרמות כתוצאה ממוטציה בגן יחיד", מסבירה ד"ר ארז שמלבד עבודתה בתור מדענית, מטפלת גם במקרים של סרטן משפחתי במסגרת הכשרתה כגנטיקאית קלינית. לפי גישה זו, ילדים הלוקים במחלות גנטיות נדירות הנגרמות ממוטציה בגן בודד יכולים לשמש מקרי מודל בניסיוננו להבין מה התפקיד של אותו גן מסוים במחלות מורכבות כמו סרטן. בדרך זו גילו במעבדה של ד"ר ארז חלבון, שחסימה שלו עשויה להאט התקדמות של כמה סוגי סרטן.

ממצאי הקבוצה מציבים את עבודתם בתחום מחקר חדש – "מטבוליזם של סרטן", המבקש לזהות תהליכים משובשים או בלתי מבוקרים של חילוף חומרים הייחודיים לסרטן במטרה לעצור את התפתחות המחלה בגוף.

מחקר קודם על מחלת ילדות גנטית ציטרולינמיה (citrullinemia) מסוג I, איפשר לד"ר ארז וקבוצתה להבין שתאים סרטניים תלויים בחומצה אספרטית כדי להתחלק. בילדים שנולדו עם מחלה זו פגום הגן ASS1, שלמרות חיוניותו לתפקוד תא תקין, נמצא מושתק בסוג אגרסיבי וקשה לטיפול של סרטן. מכיוון שחומצה אספרטית דרושה לתפקודו של  ASS1, ד"ר ארז וצוותה שיערו והוכיחו כי השתקת ביטוי ASS1 בסרטן מאפשרת ניצול יתר של החומצה האספרטית על ידי אנזים אחר לצורך בניית די-אן-אי ואר-אן-אי אשר חיוניים לחלוקת תאי הסרטן וגדילתו.

סרטן כרוך בדרך כלל בעשרות – אם לא במאות – מוטציות, ומיון התפקידים והליקויים השונים הנובעים ישירות מכל מוטציה הוא משימה כמעט בלתי אפשרית. לעומת זאת, מחלות ילדות נדירות רבות נגרמות כתוצאה ממוטציה בגן יחיד"

בהמשך, קבוצת המחקר בחנה ילדים שחלו בציטרולינמיה (citrullinemia) מסוג II, שבה פגום הגן לייצור החלבון ציטרין (citrin) אשר אחראי להעברת חומצה אספרטית גם לשימוש ASS1 וגם לצורך בניית חומצות הגרעין. ילדים החולים במחלה זו, נוטים להיות קטנים מהממוצע ולהימנע מאכילת ממתקים, והמחקר אכן הראה כי חלבון זה חיוני לתאי הסרטן לצורך ייצור די-אן-אי ואר-אן-אי ולצורך פירוק גלוקוז. מעניין לציין כי התלות בציטרין לצורך חלוקה תאית וגדילה, נצפתה הן בסוגי סרטן שבהם ASS1 מבוטא והן בסוגים שבהם החלבון אינו מבוטא.

ד"ר ארז וצוות המחקר שלה הבינו כי ציטרין – החלבון המסייע לווסת צמיחה 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 מפתחת מולקולה אשר תחסום את תפקודו בסרטן. תוצאות ראשוניות מראות כי חסימת ציטרין בתאי סרטן מפחיתה את אספקת החומצה האספרטית לתאים הסרטניים ומאטה את צמיחתם. "ידע", זרוע היישומים של מכון ויצמן למדע, פועלת עם ד"ר ארז על-מנת לקדם את המחקר, כך שניתן יהיה להפוך אותו ליישום ביו-רפואי.

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il