מחקר חדש עשוי לשנות את האופן שבו הרפואה מטפלת בסרטן בעידן הבינה המלאכותית

(דן טרי) - תגליות חדשות על שעון הגוף וחילוף החומרים של התאים נחשבות למפתח לפתיחת טיפול יעיל יותר בסרטן בעידן הבינה המלאכותית.

בסדנה "חומרים מתקדמים, טכנולוגיית אנרגיה ובריאות בעידן הבינה המלאכותית" במסגרת שבוע המדע והטכנולוגיה VinFuture 2025, הציג פרופסור דאנג ואן צ'י מחקר המראה כי מקצבים צירקדיים ומטבוליזם תאי ממלאים תפקיד מפתח בקביעת יעילותן של אימונותרפיה ותרופות ממוקדות.

פרופסור דאנג ואן צ'י משתף בנושא "מקצבים ביולוגיים, מטבוליזם של סרטן ואימונותרפיה" (צילום: האי ין).

למקצבים הצירקדיים תפקיד מרכזי בבקרת תאי סרטן

קצב צירקדי נחשב לאחת ממערכות הרגולציה החשובות ביותר של גוף האדם. מנגנון זה פועל באמצעות רשת גנים הפועלת במחזור של 24 שעות. בה BMAL1 ו-CLOCK הם שני גורמים מרכזיים המסייעים בוויסות שינה, מטבוליזם אנרגטי, הורמונים והומאוסטזיס.

כאשר השעון הביולוגי פועל בקצב, לתאים יש זמני עבודה ומנוחה ברורים. כאשר קצב זה אינו בפאזה, היכולת לתקן את הדנ"א מצטמצמת, ותהליכי חיים רבים הופכים להפרעה.

ניתוחים שפורסמו בכתבי העת Cell Metabolism ו-Nature Reviews Cancer מראים כי הפרעה בקצב הצירקדי לא רק משפיעה על השינה ועל חילוף החומרים, אלא גם מחלישה את מערכת החיסון. כאשר תאי חיסון מופעלים בזמן הלא נכון, הגוף מתקשה לזהות ולחסל תאים לא תקינים שיכולים להפוך לזרעי סרטן.

כדי להבין טוב יותר את המנגנון הזה, מדענים משתמשים לעתים קרובות במודלים של בעלי חיים. זוהי השיטה הסטנדרטית במחקר ביו-רפואי מכיוון שהיא יכולה לשלוט בגנים, בסביבת המחיה ובפעילות התא, דבר שאינו אפשרי במחקרים בבני אדם. בניסויים רבים, עכברים נבחרים מכיוון שהגנטיקה והמנגנונים הביולוגיים שלהם דומים לבני אדם.

כאשר חוקרים הסירו את הגן BMAL1 מעכברים, החיות הראו מגוון סימנים להפרעות כגון הזדקנות מוקדמת, חוסר איזון מטבולי והיווצרות גידולים מהירה מהרגיל.

תוצאות אלו מצביעות על כך שכאשר השעון הצירקדי מושבת, תאים מאבדים את יכולתם להתחלק באופן מבוקר והם רגישים יותר למצב של התפשטות לא תקינה.

פרופסור דאנג ואן צ'י הסביר את המנגנון הזה: "השעון הביולוגי הוא כמו מרכז פיקוד. הוא מחליט מתי תאים צריכים להיות פעילים ומתי הם צריכים לנוח כדי לתקן את עצמם. כאשר מנגנון זה נשבר, תהליך חלוקת התאים הופך לכאוטי ויוצר תנאים להופעת תאי סרטן."

מקצבים צירקדיים משפיעים גם על פעילות מערכת החיסון. מחקרים בינלאומיים רבים הראו שתאי T ומקרופאגים פעילים ביותר בבוקר.

ההערכה היא שזו הסיבה לכך שחולים נוטים להגיב טוב יותר לאימונותרפיה כאשר מטופלים בשלב זה. גישת טיפול המבוססת על תזמון ביולוגי צפויה להביא ליעילות גבוהה יותר ולהפחית רעילות מיותרת.

תכנות מחדש מטבולי מכין את הבמה להתרבות בלתי מבוקרת

בהרצאתו על המנגנון המולקולרי של סרטן, הדגיש פרופסור צ'י את התפקיד המרכזי של הגן MYC. זהו אחד מגנים הסרטניים המשפיעים ביותר והוא מופיע ברוב סוגי הסרטן הנפוצים.

גן זה לא רק מקדם חלוקת תאים אלא גם משבש את הקצב הצירקדי של התא. כאשר הקצב המולקולרי מופרע, תאי הסרטן נמלטים ממנגנוני הבקרה הטבעיים וממשיכים להתרבות.

במהלך לימודיו באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו, פרופסור צ'י הראה לראשונה את הקשר בין פעילות יתר של MYC לבין שינויים עמוקים באופן שבו תאים מייצרים אנרגיה.

כאשר MYC מופעל חזק, התא הופך תלוי יותר בגליקוליזה ובייצור לקטט. מפל תגובות זה נשלט על ידי האנזים לקטט דהידרוגנאז A.

מחקרים שפורסמו במכון ויסטאר ובג'ונס הופקינס מראים כי MYC מקדם היפר-אקטיבציה של LDH A, וגורם לתאים להיכנס למצב מטבולי לא תקין המכונה אפקט ורבורג.

באפקט ורבורג, תאי סרטן צורכים גלוקוז בקצב גבוה מאוד ומייצרים הרבה חומצה לקטית גם כאשר יש מספיק חמצן. תהליך זה מספק מקור אנרגיה מהיר לתאים כדי שיוכלו להתרבות באופן רציף. חומצת החלב מצטברת, מה שהופך את הסביבה סביב הגידול לחומצית.

זה פוגע בפעילות תאי מערכת החיסון מכיוון שתאי T רבים אינם יכולים לתפקד ביעילות בסביבה חומצית. זוהי אחת הדרכים בהן תאי סרטן יוצרים אזור בטוח המסייע להם להימנע מהתקפה.

פרופסור צ'י טוען כי חילוף החומרים הוא הבסיס לצמיחה. אם נצליח להגיע לאספקת האנרגיה, נחליש את יתרון הליבה של הגידול.

בהתבסס על עיקרון זה, פיתח המעבדה שלו קבוצת מולקולות שיכולות לעכב LDH. ניסויים במודלים של עכברים הראו כי מעכבי LDH הפחיתו את קצב צמיחת הגידול ושיפרו משמעותית את המיקרו-סביבה.

כאשר רמות חומצת החלב יורדות, תאי מערכת החיסון יכולים להיכנס למערכת העיכול ולתפקד בצורה יעילה יותר. ראוי לציין, שכאשר מעכבי LDH משולבים עם נוגדני PD1, מודלים רבים תיעדו היעלמות מוחלטת של הגידול.

עם זאת, גישה זו עדיין עומדת בפני אתגר משמעותי. תאי דם אדומים תלויים לחלוטין בגליקוליזה לצורך אנרגיה. כאשר LDH מעוכב, הם פגיעים לנזק ולהמוליזה.

זו הסיבה שצוות המחקר ממשיך לפתח מולקולות סלקטיביות יותר המכוונות לתאי סרטן תוך הגבלת ההשפעה על תאים בריאים.

תזונה ומיקרוביוטה של ​​המעיים מווסתים את התגובה החיסונית

בשנים האחרונות, המיקרוביום של המעי נחשב לאחד התחומים המשפיעים ביותר בטיפול בסרטן.

מחקרים שפורסמו בכתבי העת Nature Medicine ו-Cell מראים שחיידקי מעיים לא רק מסייעים לעיכול אלא גם משתתפים בוויסות מערכת החיסון.

מספר קבוצות מחקר מצאו כי חולים עם מיקרוביום שונה מגיבים באופן שונה לאימונותרפיה. חלק מהחיידקים מגבירים את פעילות תאי T, בעוד שאחרים מקשים על מערכת החיסון לזהות תאים סרטניים.

בחקירת קשר זה, מדענים התמקדו בכולין, רכיב תזונתי המצוי בדרך כלל בבשר ובפירות ים.

לאחר שהכולין מגיע למעי, הוא מתפרק על ידי חיידקים מסוימים ל-TMA. לאחר מכן הכבד ממיר את TMA ל-TMAO.

מספר מחקרים עצמאיים של מכון הסרטן לודוויג ואוניברסיטת ג'ונס הופקינס הראו שרמות TMAO בדם של חולי סרטן הכבד קשורות קשר הדוק ליעילות הטיפול. חולים עם רמות TMAO גבוהות מגיבים לעיתים קרובות בצורה גרועה לטיפול נוגד PD1 ויש להם זמן הישרדות קצר יותר.

כדי לבחון מנגנון זה, צוותי המחקר ערכו ניסויים על מודלים של עכברים. כאשר עכברים ניזונו מתזונה עשירה בכולין, רמות ה-TMAO עלו באופן דרמטי.

כתוצאה מכך, אימונותרפיה הופכת פחות יעילה גם כאשר התרופה ניתנת במינון הנכון ובזמן הנכון. לעומת זאת, כאשר האנזים החיידקי האחראי על יצירת TMA מעוכב, רמות ה-TMAO יורדות משמעותית ומערכת החיסון הופכת פעילה יותר. היכולת להגיב לתרופות נוגדות PD1 משוחזרת.

לדברי פרופסור צ'י, עתיד הטיפול בסרטן צפוי לשלב תרופות ממוקדות מטבוליות, אימונותרפיה, תזונה מבוקרת צירקדית וניטור רציף באמצעות בינה מלאכותית. שילוב זה יוצר מודל טיפול מקיף ומותאם אישית.

המחקר שהוא ערך במשך 30 שנה הוכיח שסרטן אינו רק מחלה של מוטציה גנטית, אלא גם מחלה של הפרעה בשעון הביולוגי, חוסר איזון מטבולי וחוסר איזון חיסוני.

רק על ידי הבנת מכלול שכבות הרגולציה הללו יכולה הרפואה לתכנן טיפולים יעילים באמת.

מקור: https://dantri.com.vn/suc-khoe/nghien-cuu-moi-co-the-thay-doi-cach-y-hoc-dieu-tri-ung-thu-trong-thoi-ai-20251204183852856.htm