איך מזהים סרטן לפי DNA?

כדי לקבוע את הסיכון של אדם לחלות בפתולוגיה סרטנית, מבוצעת בדיקה לאונקומארקרים. מונח זה מיושם על חלבונים ופפטידים האופייניים לסוגים שונים של מבנים ממאירים. אונקומארקרים מסוגלים להופיע בדם בו זמנית עם היווצרות תאי הסרטן הראשונים. אך מחקר כזה, המבוצע כיום, אינו מאופיין ברגישות גבוהה ואוניברסליות. אופטימלי יותר יכול להיות חיפוש DNA ממבנים ממאירים, וזה מתאים יותר. אך כיצד ניתן לעשות זאת?

מעט קודם לכן, נערך ניסוי מדעי לגילוי סרטן באמצעות בדיקות דם: במקביל ל-DNA ממאיר, חיפשו חלבונים סרטניים. אך לאחרונה, מומחים מאוניברסיטת ויסקונסין במדיסון הציעו לגלות DNA ממאיר לא באמצעות מוטציה (החלפת אותיות גנטיות באחרות או סידור מחדש של גנים), אלא באמצעות שברים במולקולת ה-DNA עצמה.

כל תא, סרטני ובריא כאחד, נהרס מעת לעת, והחלק הפנימי שלו, יחד עם ה-DNA, נכנס לזרם הדם. כרומוזומים גדולים, לאחר שהם מחוץ לתא הפגוע, מתחילים להישבר. עם זאת, אזורי שבירת ה-DNA של תאים בריאים וסרטניים אינם זהים. ה-DNA של תא תמיד מרופד בחלבונים. חלקם אורזים את גדילי ה-DNA המוארכים ל"חבילות" מולקולריות קטנות יותר, ומפרקים אותם בעת הצורך כדי להסיר מידע מקטע בגנום. חלבונים אחרים אחראים על קריאת נתונים, בעוד שאחרים מתקנים DNA פגום, וכן הלאה. הנזק ל-DNA שעזב את התא תלוי במידה שבה אותם חלבונים מפוזרים עליו ובפעילות הגנים. מסתבר שבאמצעות חלקיקי DNA נוכל לקבוע לאיזה תא הוא שייך, תקין או סרטני. אין צורך לנתח את כל השברים הזמינים: רק מקטעי הקצה מספיקים.

מדענים ביצעו בדיקות דם מיותר מאלף אנשים - בריאים וחולים כאחד, כולל חולי סרטן. החוקרים השוו את הנזק ל-DNA החוץ-תאי ואישרו כי החלקיקים הממאירים אכן היו שונים מאלה שבאנשים בריאים. בנוסף, כמות ה-DNA עם נזק הקשור לסרטן אפשרה להם לקבוע באיזה שלב נמצא הגידול הסרטני כעת. השיטה שפותחה לאחרונה הוכיחה את עצמה כמדויקת למדי: היא זיהתה את התהליך הממאיר ביותר מ-90% מהמקרים, כאשר אונקולוגיה בשלב הראשוני זוהה ב-87% מהחולים.

ערכו של מחקר זה טמון בעובדה שהוא מדגים את הסיכויים לגילוי התהליך הפתולוגי בדיוק גבוה מספיק זמן לפני הופעת הסימנים הראשונים של גידול סרטני. בנוסף, ניתוח כזה מסייע לעתים קרובות בביצוע אבחנה חד משמעית במצבים אבחנתיים קליניים מורכבים.

מאמר זה מבוסס על חומר שפורסם בכתב העת Science