על פי מחקר חדש, תאי סרטן עשויים לחלק חלק מאופיים ההרסני ל- DNA ייחודי "בצורת סופגנייה".
המחקר שפורסם היום (20 בנובמבר) בכתב העת Nature, מצא כי בכמה תאים סרטניים, ה- DNA אינו מתארך למבנים דמויי חוט כמו בתאים בריאים - אלא החומר הגנטי מתקפל לטבעת- כמו צורה שהופכת את הסרטן לאגרסיבי יותר.
"ה- DNA מעביר מידע לא רק ברצף שלו אלא גם בצורתו", אמר הסופר המשותף, פול מישל, פרופסור לפתולוגיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו.
כפי שאתה זוכר משיעור הביולוגיה, רוב ה- DNA שלנו ארוז בחוזקה בתוך גרעיני התא במבנים המכונים כרומוזומים. כמעט בכל התאים יש 23 זוגות כרומוזומים, שכל אחד מהם מורכב מכ- 1,82 מטר של DNA שנכרך בחוזקה סביב קבוצות של חלבונים המשמשים כפיגום.
מבנה ארוז ריבה מאפשר לגנים מסוימים להיות נגישים על ידי המולקולות ש"קוראים "ומבצעים את ההוראות הגנטיות, ואילו גנים אחרים להישאר מוסתרים. מה שהתוצאות הן מכונות בעלות פיקוח גבוה המונעת מהתא לבצע הוראות גנטיות לא רצויות ולשכפל (ליצור "תאי בת" חדשים) בצורה לא יציבה.
"כל מה שלמדנו על גנטיקה אומר שהשינויים צריכים להיות איטיים," אמר מישל ל- Live Science. אך לפני שנים מצא מישל וצוותו כי בסוג מסוים של סרטן מוח המכונה גליובלסטומה, נראה כי גידולים "הצליחו להשתנות בקצב שפשוט לא הגיוני." נראה שתאי הגידול, כשהם מתחלקים לתאי בת, מגדילים איכשהו את הביטוי של אונקוגנים - גנים שיכולים להפוך תא רגיל לתא סרטני.
התברר כי כמה מהעותקים המוגברים של אונקוגנים "התנתקו מכרומוזומים", אמר מישל. לאחר שהשתחררו מהכרומוזומים, הם הסתובבו עם חתיכות DNA נוספות בתא, כך עולה ממאמר שהמחברים פרסמו בכתב העת Science בשנת 2014. לאחר מכן הם גילו כי חתיכות ה- DNA "החוץ-כרומוזומליות" האלה (ecDNA) מתרחשות בכמעט מחצית מסוגי הסרטן האנושיים אך לעיתים נדירות התגלו בתאים בריאים, כך עולה מהמחברים שפורסמו בעיתון שפורסם בכתב העת Nature בשנת 2017.
במחקר חדש זה הם הבינו מדוע ecDNA כה חזק. שילוב של הדמיה וניתוח מולקולרי העלה כי חתיכות ה- DNA הללו עטופות סביב חלבונים בצורת טבעת, בדומה ל- DNA המעגלי שנמצא בחיידקים.
צורת הטבעת הזו מקלה הרבה יותר על מכונות התא של הגישה לשלל מידע גנטי - כולל האונקוגנים - כך שתוכל במהירות לתמלל ולהביע אותם (למשל, להורות לתא בריא להפוך לסרטן), אמר מיכל. נגישות קלה זו מאפשרת לתאי הגידול לייצר כמויות גדולות של אונקוגנים המקדמים גידולים, להתפתח במהירות ולהסתגל בקלות לסביבה משתנה.
יתרה מזאת, החוקרים מצאו כי בניגוד לתאים בריאים המחלקים את הגנים שלהם לתאי הבת שלהם באופן קבוע וצפוי, תאי סרטן אלה מפיצים את ה- ecDNA שלהם באופן אקראי. זה כמו "מפעל לשאיבת טונות וטונות אונקוגנים", מה שמוביל לכמה תאי בת שקיבלו עותקים מרובים של אונקוגנים בחטיבת תאים בודדים, אמר מישל.
"זה מחקר מרגש מאוד", אמר פנג יו, מנהל המרכז לגנומיקה בסרטן במרכז לורי לסרטן באוניברסיטת נורת'ווסטרן, שלא היה מעורב במחקר. "עבודה זו מייצגת התקדמות רעיונית לאופן התורמת של ecDNA לאונקוגנזה בסרטן אנושי."
מישל, וכמה מחברי המחקר האחרים הם מייסדי שותף של Boundless Bio Inc., חברה המחקרת טיפולים מבוססי אק-דנ"א. מחבר משותף ללימודים Vineet Bafna הוא גם מייסד משותף ובעל אינטרס הון בחברה Digital Proteomics, אך המחברים טוענים כי אף חברה לא הייתה מעורבת במחקר זה.
