החלבונים שעוצרים גידולים סרטניים

תאים סרטניים הם תאים שיש פגם במנגנון הפיקוח על חלוקתם או במנגנון המוות המבוקר שלהם. הם מתחלקים פעמים רבות ואינם מתים כמתוכנן, צוברים עוד ועוד מוטציות המגבירות עוד יותר את יכולתם להתחלק, ובסופו של דבר פולשים גם לרקמות אחרות ויוצרים גרורות. אחד האתגרים הגדולים בטיפול בסרטן הוא השונות הרבה בתוך אוכלוסיית תאי הסרטן באותו הגידול, בין גידולים שונים בתוך אותו חולה ובין סוגי סרטן שונים.

תאי סרטן בתוך גידול נבדלים זה מזה במוטציות שלהם, בביטוי הגנים שלהם, בחילוף החומרים שלהם וביכולת ההכפלה שלהם. צוות בינלאומי בהובלת חוקרים בריטים ממכון פרנסיס קריק בלונדון, מדווח בכתב העת Science כי תאים שונים בתוך אותו גידול נבדלים זה מזה באופן שבו הם אורזים את ה-DNA שלהם בתיווך החלבון היסטון H1. במחקר השתתפו פרופ' ערן משורר מהאוניברסיטה העברית בירושלים, ד"ר איילת השחר כהן ותלמידת המחקר עלווה בירן, וכן פרופ' סול עפרוני מאוניברסיטת בר אילן ותלמידת המחקר רותם בן חמו.

ה-DNA ארוז בגרעין התא במארזים המורכבים מחלבונים מיוחדים, בשם היסטונים. הם מסודרים כך שהחומר הגנטי מלופף סביב ליבה חלבונית, ועטוף מבחוץ בעזרת חלבון בשם H1 שמחזיק את המבנה יחד. כל אריזה כזו נראית במיקרוסקופ כמעין חרוז, ושרשרת החרוזים יוצרת את הכרומוזום – מבנה הדוק ודחוס המאפשר לדחוס סליל DNA שאורכו כשני מטרים לתוך גרעין תא שאורכו כמה מיליוניות המטר.

כשהתא זקוק למידע מסוים מה-DNA הוא משכפל קטע קטן ממנו ליצירת "עותק עבודה". לצורך השעתוק הזה נפתחת אריזת ההיסטון, וסליל ה-DNA נחשף במקום הרלוונטי. החוקרים מצאו כי לתהליך הזה יש קשר הדוק לתהליך הסרטני. בתאים בעלי יכולת חלוקה מוגברת הם גילו ביטוי נמוך של אחד הסוגים של H1, אך תאים שכושר החלוקה שלהם נמוך מבטאים כמויות גדולות של החלבון הזה. הם גילו כי כמויות נמוכות של ההיסטון גורמות לפתיחת אזורים גדולים של DNA לשעתוק, ובין השאר מאפשרים ביטוי גנים התורמים לחלוקה המואצת של התא.

החוקרים הנדסו גנטית תאי גידול של אדם, גידלו אותם בתרבית והראו כי כושר החלוקה שלהם פוחת כאשר מעלים את רמות ההיסטון. תאים שמבטאים כמויות קטנות של ההיסטון מתחלקים מהר יותר ולכן הם פשוט מנצחים בתחרות על המשאבים את התאים בעלי ההיסטון הרב, ולמעשה דוחקים אותם החוצה מהגידול.

לאחר מכן הזריקו את התאים המהונדסים לעכברים חסרי מערכת חיסון, מודל המאפשר להם לפתח גידולים סרטניים של אדם. החוקרים הראו כי תאים המבטאים כמויות גדולות של היסטון גרמו אצל העכבר לפחות גידולים סרטניים מאשר תאים המייצרים כמות קטנה של החלבון. כשבחנו בסיסי נתונים של בני אדם חולי סרטן, הם מצאו כי כמויות גדולות של החלבון מנבאות פרוגנוזה טובה יותר – כלומר סיכויי הישרדות משופרים – אצל חולים בשישה סוגי סרטן (סרטן השד, כבד, כליה, עור ושני סוגי סרטן מוח).

אם כן, קיים קשר הפוך בין כמויות ההיסטון לאגרסיביות של תאים בתוך גידול. בעקבות הכמויות הנמוכות, מתחוללים שינויים בצורת האריזה של ה-DNA בתאים, מה שמשפיע על ה"פרופיל הסרטני" שלהם. בנוסף, בתוך אותו גידול ניתן למצוא תאים עם כמויות שונות של ההיסטון. החוקרים מקווים כי ניתן יהיה בעתיד לפתח אמצעים להעלות את כמויות ההיסטון כדי לשנות את המאזן בין תאים מתחלקים ללא-מתחלקים בתוך הגידול, ובכך להביסו.