מחקר פורץ דרך של חוקרים ישראלים יאפשר אבחון וטיפול יעילים יותר במחלת הסרטן

חוקרי האוניברסיטה העברית פיתחו שיטה חדשנית לחיזוי התנהגות תאי סרטן, באמצעות ננו-חלקיקים ולמידת מכונה, המאפשרת להבחין בין תת-זנים של תאי סרטן.

השיטה מציעה דרך חדשה להתמודד עם גידולים סרטניים בגוף באמצעות הזרקה של ננו חלקיקים בגדלים שונים ישירות לגידול. הגילוי צפוי להוביל לפריצת דרך משמעותית באבחון וטיפול בסרטן, ולאפשר התאמת טיפולים מותאמים אישית לכל מטופל.

אחת הבעיות הגדולות של חקר וטיפול בסרטן

אחת הבעיות המרכזיות במחלת הסרטן, שהופכת את הטיפול במחלה למאתגר כל כך, היא השונות הגבוהה של התאים הסרטניים בתוך הגידולים הממאירים. התאים, הנמצאים כולם בתוך גידול אחד, מציגים דפוסי התנהגות ביולוגית שונים, כמו רמות שונות של יכולת התפשטות, גרורתיות, עמידות לכימותרפיה ותגובה לטיפולים אחרים.

השונות התאית הזו היא אחת מהסיבות המרכזיות לכישלונם של טיפולים רבים. במילים אחרות - רופאים מתמודדים עם סוג אחד של תאים סרטניים בגידול, בזמן שסוג אחר ממשיך להתרבות ולהתפשט וזאת למרות הטיפול התרופתי.

שיטה חדשנית לזיהוי התנהגות תאים

במחקר, שנעשה בהובלת הדוקטורנט יואל גולדשטיין ופרופ' עפרה בני מביה"ס לרוקחות שבפקולטה לרפואה, בשיתוף פרופ' תומי קפלן, ראש החוג לביולוגיה חישובית שבביה"ס להנדסה ולמדעי המחשב באוניברסיטה העברית, ובשיתוף חוקרים מאוניברסיטת הרווארד, פותחה שיטה חדשנית לחיזוי התנהגות תאי סרטן באמצעות ננו-אינפורמטיקה ולמידת מכונה.

השלב הראשוני במחקר כלל חשיפת תאים סרטניים לחלקיקים בגדלים שונים, שכל אחד מהם מזוהה על ידי צבע ייחודי. לאחר מכן, נקבעה כמות החלקיקים המדויקת הנצרכת על ידי כל תא. בשלב השני, תאי הסרטן נותחו באמצעות אלגוריתמים של למידת מכונה.

האלגוריתמים השוו את התאים, והצליחו לחזות את התנהגות תאי הסרטן, כגון רגישותם לתרופות או יכולתם להתפשט בגוף. ממצאי המחקר הראו כי האלגוריתמים של למידת המכונה סיווגו בדיוק גבוה של יותר מ-95 אחוזים את תת-הזנים של תאי הסרטן.

שיטה פורצת דרך

"עד המחקר שלנו, מדענים לא ידעו איך לזהות את סוגי התאים השונים ולהבין כמה אחוזים מהגידול מהווים תאים שמתרבים, תאים שמייצרים גרורות וכו'. התברר לנו שכל סוג של חלקיק שהזרקנו, נכנס לסוג אחר של תא סרטני. כלומר הפער בין התאים מתבטא גם בקליטה שונה של חומרים מבחוץ", מסבירה ל"ישראל היום" פרופ' עפרה בני.

לדבריה, "בעתיד, נוכל להשתמש בגילוי זה כדי לנתח תאים הנלקחים מביופסיות של חולים, ולחזות בצורה מהירה כיצד המחלה תתפתח או האם צפויה להתפתח עמידות לכימותרפיות. יישום נוסף של השיטה בהמשך הדרך יכול להיות בפיתוח בדיקות דם חדשניות לחיזוי יעילות של טיפולים אימונותרפיים ממוקדים".

לדבריו של גולדשטיין, "השיטה שפיתחנו פורצת דרך מבחינת היכולת שלה להבדיל בין תאי סרטן שנראים זהים מבחינה חיצונית, אבל למעשה מתנהגים באופן שונה בהתאם לתפקודם הביולוגי. היכולת הזאת בעלת פוטנציאל לחולל מהפכה בטיפול ואבחון קליני".