מנגנונים גנטיים חדשים עשויים לספק מטרה טיפולית נגד גליומה

מחקר שנערך במעבדתו של ד"ר שי-יואן צ'נג, פרופסור במחלקה לנוירולוגיה ע"ש קן ורות דייבי, זיהה מנגנונים חדשים העומדים בבסיס אירועי שחבור RNA חלופיים בתאי גידול גליומה, שעשויים לשמש כמטרות טיפוליות חדשות. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Journal of Clinical Investigation.

"מצאנו דרך שונה לטפל בגליומה דרך עדשת שחבור חלופי וגילינו מטרות חדשות שלא זוהו בעבר אך חשובות לממאירות גליומה", אמר ד"ר שיאו סונג, פרופסור חבר לנוירולוגיה והמחבר הראשי של המחקר.

גליומות הן הסוג הנפוץ ביותר של גידול ראשוני במוח אצל מבוגרים ומקורן בתאי גליה, השוכנים במערכת העצבים המרכזית ותומכים בנוירונים שכנים. גליומות עמידות מאוד לטיפולים סטנדרטיים, כולל הקרנות וכימותרפיה, בשל ההטרוגניות הגנטית והאפיגנטית של הגידול, דבר המדגיש את הצורך למצוא מטרות טיפוליות חדשות.

מחקר קודם של מעבדת צ'נג, שפורסם בכתב העת Cancer Research, הראה כי גורם השחבור החשוב SRSF3 מוגבר משמעותית בגליומות בהשוואה למוחות רגילים, ושחבור RNA המווסת על ידי SRSF3 מקדם גדילה והתקדמות של גליומות על ידי השפעה על תהליכים תאיים מרובים בתאי הגידול.

שחבור RNA הוא תהליך הכולל הסרת אינטרונים (אזורים שאינם מקודדים של RNA) וחיבור אקסונים (אזורים מקודדים) ליצירת מולקולת mRNA בוגרת התומכת בביטוי גנים בתא.

במחקר הנוכחי, המדענים ניסו לזהות שינויים בשחבור חלופי בתאי גידול גליומה, את המנגנונים העומדים בבסיס שינויים אלה, ולקבוע את הפוטנציאל שלהם כמטרות טיפוליות.

באמצעות שיטות חישוביות וטכנולוגיות ריצוף RNA, בחנו החוקרים שינויים בשחבור בתאי גידול גליומה מדגימות מטופלים. כדי לאשר שינויים אלה, הם השתמשו בטכנולוגיות עריכת גנים של CRISPR כדי להכניס מוטציות שונות של גורמי גליומה למודלים של גליומה שמקורם בתאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי אדם (iPSCs).

הם מצאו כי שינויי שחבור אלה מוגברים על ידי וריאנט של קולטן גורם הגדילה האפידרמלי III (EGFRIII), הידוע כמתבטא ביתר בגידולים רבים, כולל גליומות, ומעוכבים על ידי מוטציה בגן IDH1.

חוקרים אישרו את תפקודם של שני אירועי שחבור RNA היוצרים איזופורמים שונים של חלבונים עם רצפי חומצות אמינו שונים.

"רק אחד מהאיזופורמים הללו יכול לקדם צמיחת גידול, בניגוד לאיזופורם השני, שבדרך כלל מתבטא במוח רגיל. גידולים מנצלים מנגנון זה כדי לבטא באופן סלקטיבי את האיזופורם המקדם גידול על פני האיזופורם הרגיל של המוח", אמר סונג.

לאחר מכן, הצוות ניתח חלבונים הקושרים RNA במעלה הזרם ומצא כי הגן PTBP1 מווסת שחבור RNA מקדם גידולים בתאי גליומה. באמצעות מודל גליומה אורתוטופי בעכברים עם לקות חיסונית, החוקרים כיוונו את PTBP1 באמצעות טיפול מבוסס אוליגונוקלאוטיד אנטי-סנס (ASO), שבסופו של דבר דיכא את צמיחת הגידול.

"הנתונים שלנו מדגישים את תפקידו של שחבור RNA חלופי בהשפעה על ממאירות וההטרוגניות של גליומות ואת הפוטנציאל שלו כגורם פגיעות טיפולי לטיפול בגליומות במבוגרים", כתבו מחברי המחקר.

הצעד הבא עבור החוקרים הוא לחקור את הפוטנציאל של מיקוד PTBP1 כדי לעורר תגובה חיסונית אנטי-גידולית, אמר סונג.

"באמצעות ניתוח ריצוף RNA ארוך טווח, מצאנו כי מיקוד PTBP1 בתאי גליומה גורם לייצור של מספר רב של תמלילים שחבורים לסירוגין שאינם קיימים ברקמות רגילות. לכן הפרויקט הבא שלנו הוא לברר האם איזופורם זה יכול לייצר אנטיגנים מסוימים כך שמערכת החיסון תוכל לזהות טוב יותר את הגידול", אמר סונג.

סונג הוסיף גם כי הצוות שלהם מעוניין בניתוח שינויי שחבור בתאים שאינם סרטניים מחולי גליומה, כגון תאי חיסון.

"אנחנו כבר יודעים שחבור (splicing) חשוב מאוד לוויסות התפקוד בתא, ולכן הוא לא אמור רק לווסת את ממאירות הגידול, אלא גם לווסת את תפקודם של תאי מערכת החיסון כדי לקבוע האם הם יכולים להרוג ביעילות סרטן. לכן אנחנו גם מבצעים כמה ניתוחים ביואינפורמטיים בתאי מערכת החיסון שחדרו לגידול כדי לראות אם יש שינוי בשחבור לאחר שתא מערכת החיסון חדר לגידול."

"מטרתנו היא לקבוע את תפקידה של שחבור חלופי בעיצוב המיקרו-סביבה המדכאת את מערכת החיסון של הגידול ולזהות מטרות פוטנציאליות לשיפור יעילותן של אימונותרפיות בגליומה", אמר סונג.