מערכת העריכה הגנטית שמחסלת תאים סרטניים

הקריספר (ראשי תיבות של Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), הוא אזור ב-DNA שמורכב מרצפים חוזרניים קצרים, שמכילים גם קטעי דנ"א של בקטריופאג'ים - נגיפים שתוקפים חיידקים, והוא חלק ממנגנון הגנה מפני נגיפים. כעת, חוקרים מאוניברסיטת תל אביב הוכיחו שמערכת הקריספר יעילה מאוד גם בטיפול בסרטן גרורתי. החוקרים פיתחו טכנולוגיה חדישה - מערכת הובלה של ננו-חלקיקים חדשים מבוססי שומן (CRISPR-LNPs), אשר מובילים שליח גנטי (רנ״א שליח) המקודד לאנזים הקריספר Cas9 לתאי מטרה סרטניים – ומנטרלים אותם גנטית.

"מערכת הקריספר, המסוגלת לזהות ולשנות כל מקטע גנטי, יצרה מהפכה ביכולת שלנו לפגוע, לתקן ואפילו להחליף גנים באופן מותאם אישית." מסביר פרופ' פאר, "אבל לעומת השימוש הנרחב בקריספר במחקר, השימוש הקליני עוד נמצא בחיתוליו – שכן נדרשת מערכת הובלה נקודתית ובטוחה שתדע לפגוע אך ורק בתאי המטרה. מערכת ההובלה שפיתחנו מאפשרת לפגוע בדנ"א המאפשר לתאי הסרטן לשרוד. מדובר בטיפול חדשני לסוגי סרטן אגרסיביים, שאין להם טיפול יעיל כיום". 

ללא תופעות לוואי או סכנה להתפרצות מחודשת

 "זאת העבודה הראשונה בעולם שהוכיחה שאפשר להשתמש במערכת הקריספר לטיפול אפקטיבי בסרטן בחיה שלמה וביעילות גבוהה", אומר פרופ' פאר. "צריך להבין שזאת לא כימותרפיה. אין תופעות לוואי ואין סכנה להתפרצות מחודשת של התא הסרטני שעבר את הטיפול. המספריים המולקולריים של ה-Cas9 חתכו את הדנ"א של התא הסרטני, השביתו אותו והוא כבר לא מסוגל עוד להשתכפל".

המחקר המהפכני בוצע במעבדתו של פרופ' דן פאר, סגן הנשיא למחקר ופיתוח וראש המעבדה לננו-רפואה בבית הספר למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן ע"ש שמוניס, מהמרכז לננו-מדע וננוטכנולוגיה, והמרכז לחקר הביולוגיה של הסרטן באוניברסיטת תל אביב. המחקר נעשה בהובלת  ד״ר דניאל רוזנבלום והדוקטורנטית אנה גוטקין, ובסיוע חוקרים נוספים מהמעבדה של פרופ' פאר יחד עם  ד״ר דינורה פרידמן-מורבינסקי מביה״ס לביוכימיה, ביופיזיקה ונוירוביולוגיה באוניברסיטת תל אביב, ד"ר צבי כהן, ראש היחידה לנוירוכירורגיה אונקולוגית בבית החולים שיבא, ד״ר מרק בהלקי וצוותו מחברת IDT באיווה, ארה״ב ופרופ׳ ג׳ודי ליברמן מבית החולים לילדים בבוסטון ואוניברסיטת הרווארד. תוצאות המחקר פורץ הדרך, שמומן על ידי הקרן הישראלית לחקר הסרטן (ICRF), מתפרסמות היום בכתב העת היוקרתי Science Advances.

במסגרת המחקר, וכדי לבדוק את היתכנות הטכנולוגיה לטיפול בסרטן, פרופ' פאר וצוותו בחרו בשניים מהגידולים הקטלניים ביותר: סרטן מוח מסוג גליובלסטומה וסרטן שחלות גרורתי.

סרטן השחלות הוא אחת מהסיבות המובילות לתמותה בקרב נשים והסרטן הקטלני ביותר של מערכת הרבייה הנקבית. רוב החולות בסרטן השחלות מאובחנות בשלבים מתקדמים של המחלה, כאשר המחלה כבר שולחת גרורות לכל הגוף. למרות ההתקדמות שנעשתה בשנים האחרונות, רק כשליש מהחולות ישרדו את המחלה הקשה. 

גליובלסטומה הוא סרטן המוח האלים ביותר, כאשר רוב החולים ימותו מהמחלה בתוך 15 חודשים מזמן האבחון, ורק 3% יחיו כעבור 5 שנים. החוקרים הוכיחו שבאמצעות טיפול בודד עם ה-CRISPR-LNPs ניתן להכפיל את זמן החיים הממוצע ולשפר בכ-30% את השרידות של עכברי מודל עם גידולי גליובלסטומה. הטיפול ב-CRISPR-LNPs בעכברות מודל של סרטן שחלות גרורתי שיפר ב-80% את שרידותן של העכברות.

פתח לטיפול במחלות נוספות

החוקרים מציינים שהמחקר החדש הוא ההדגמה הראשונה של שימוש במערכת הקריספר לטיפול בשני סרטנים אגרסיביים אלה, אבל הוא פותח הזדמנויות חדשות לטיפול גם בסוגי סרטן נוספים, במחלות גנטיות נדירות ובמחלות ויראליות כרוניות כמו מחלת האיידס. יצויין שטכנולוגיה דומה של mRNA משמשת לחיסוני קורונה על ידי מודרנה ופיזר (ביונטק).

"אנחנו רוצים להמשיך עכשיו לניסויים בסרטני דם, שהם מאוד מעניינים מבחינה גנטית, ובמחלות גנטיות כמו ניוון שרירים על שם דושן", אומר פרופ' פאר. "מן הסתם ייקח עוד זמן להביא את הטיפול החדש גם לבני אדם, אבל אנחנו אופטימיים. כל העולם הזה של תרופות מולקולריות המפעילות רנ"א שליח (שליחים גנטיים) נמצא בשיא פריחתו – וזאת לראייה שמרבית החיסונים לקורונה שעובדים עליהם כרגע מתבססים על העיקרון הזה. כשאנחנו דיברנו על טיפולי רנ"א שליח לפני 12 שנה, חשבו שזה מדע בדיוני. אני מאמין שבעתיד הקרוב נראה הרבה טיפולים מבוססי שליחים גנטיים למחלות גנטיות ולסרטן שבנויים על רפואה מותאמת אישית, ואנחנו כבר פועלים מול חברות וקרנות בינלאומיות באמצעות חברת רמות למסחור הטכנולוגיה של אוניברסיטת תל אביב, כדי להביא את בשורת העריכה הגנומית לבני אדם".