פריצת דרך לזיהוי שינויים ברצף ה-DNA

פריצת דרך לזיהוי שינויים ברצף ה-DNA

ההתפתחויות הטכנולוגיות שמאפשרות אנליזות בסדרי גודל אדירים, במהירות רבה, ובעלות סבירה, ברמת הנוקליאוטיד הבודד, במספר העותקים של רצפים, בשינויים אפי-גנטיים, ברמות החלבונים, בפעילות החלבונים ובמעורבות של רצפים מקודדים ולא-מקודדים בתהליכי בקרה.

בגידולים סולידיים זוהו כבר מאות. זיהויים תרם, ומוסיף לתרום, הן להבנת התהליכים הביולוגיים שבבסיס ההתפתחות של הסרטן והן לפיתוח טיפולים במחלות הסרטן השונות.

הממצאים שקשורים בסרטן ושנובעים מפרויקט הגנום האנושי רבים וכוללים:

• זיהוי מוטציות ב-BRAF ביותר מ-50% מהמלנומות. חברות התרופות פיתחו מעכבים לגנים שפועלים בהמשך המסלול של BRAF, RAF ו-MEK. למרות התוצאות המאכזבות בתחילת הדרך, בניסיונות קליניים שנעשו לאחרונה, שבהם השתמשו במעכבים חזקים במיוחד ובדקו את ההשפעה בסוגי סרטן רלוונטיים, נמצאה תגובה ביותר מ-80% מהמקרים. זיהוי מוטציות ב-PIK3CA ביותר מ-25% מהמקרים של סרטן מעי. מחקרים פרמקולוגיים נמצאים בתחילת הדרך.

• זיהוי מוטציות ב-EGFR ב-15-10% מסרטן הריאה. על-סמך מוטציות אלה אפשר לחזות אלו חולים יגיבו לתרופות גפיטיניב וארלוטיניב.

• זיהוי מוטציות ב-IDH1 בגליובלסטומה. המוטציות פוגעות באתר הפעיל של האנזים איזו-ציטראט דה-הידרוגנאז. השינויים באנזים גורמים ליצירה של מטבוליט מסרטן, 2-הידרוקסי-גלוטראט. חברות תרופות מפתחות מעכבים שיעכבו את הפעילות של האנזים הפגוע.

• איתור 150 אתרים שיש בהם שכיחות גבוהה של שינויים במספר העותקים בבחינה של יותר מ-3,000 גידולים סולידיים, מ-26 סוגים שונים של סרטן. רק רבע מאתרים אלה כוללים גנים שמוכרים כמעורבים בסרטן.

• זיהוי אמפליפיקציה של פקטורי שעתוק שחיוניים לשורות תאים ספציפיות בתאים סרטניים, ובהם MITF במלנומה, NKX2.1 בסרטן ריאה וSOX2 בסרטן הושט.

• זיהוי חסרים תכופים של הגנים PAX5 ו-IKZF1 ב-ALL בילדים, כמו גם חסרים של גנים אחרים שמעורבים בדיפרנציאציה של לימפוציטים.

• איתור טרנסלוקציות של פקטורי שעתוק ETS שונים ביותר מ-50% מסרטן הערמונית.

• איתור טרנסלוקציות של ALK בחלק מהמקרים של סרטן ריאה. מעכבים של ALK נבחנים בניסויים קליניים.

• זיהוי גנים שמשפיעים על הפוטנציאל של גידולים לשלוח גרורות. הביטוי של גנים כאלה בסרטן שד משמש לחיזוי התועלת של טיפול כימותרפי לאחר ניתוח.

• איתור גנים שעברו אמפליפיקציה בתאים סרטניים וגם חיוניים לתרביות של גידולים ספציפיים, ובהם IKBKE בסרטן שד, CDK8 בסרטן מעי ו-XPO4 בסרטן כבד.

• איתור גנים שגורמים בתרביות רקמה לפנוטיפ לטלי סינתטי. כלומר, גנים שחיוניים רק על רקע של שינוי גנטי אחר. לדוגמה, PLK1, STK33 ו-TBK1 חיוניים כאשר יש רקע גנטי של מוטציות ב-KRAS.

• זיהוי שינויים אפי-גנטיים ב- AML ובסרטן שחלות.

• זיהוי מוטציות בתדירות גבוהה בגנים, ובהם DIS3 ו-FAM46C, במילומה נפוצה.

הרחבת הממצאים על השינויים הגנטיים והאפי-גנטיים שחלים בתאים סרטניים תסייע לאתר אתרי-מטרה לטיפול ולפתח טיפולים שייפגעו בתאים הסרטניים. דרושה גם העמקה של הבנת התהליכים שבאמצעותם מפתחים תאים סרטניים עמידות לטיפולים, ולשכלל את הטיפולים המשולבים המטביים בהתאם לתוצאות מחקרים אלה.

ערכה ד"ר דורית שנון

מקור:

Eric S. Lander, Nature 2011: Initial impact of the sequencing of the human genom

עוד בנושא:
פרוייקט הגנום: עשור לפרסום הרצף המלא של ה-DNA האנושי
פרויקט הגנום האנושי- מצבים רפואיים ותכונות
פרויקט הגנום האנושי: האבולוציה של האדם