אוניברסיטת דיוק: מפתחת כלים חדשים למלחמה בסרטן
תאריך פרסום:חוקרים ב-Duke יוצרים גישות מדויקות יותר לעצירת גידולים
במשך עשרות שנים, טיפול בסרטן רפואי פירושו בדרך כלל כימותרפיה, הקרנות או ניתוח, לבד או בשילוב. אבל דברים משתנים במהירות. כיום, גישות חדשות כמו אימונותרפיות וטיפולים ממוקדים הופכות לזמינות, עם הרבה יותר במחקר ופיתוח. במקרים רבים, הטיפולים החדשים יעילים יותר, עם פחות תופעות לוואי.
"זו תקופה מרגשת להיות בחקר הסרטן ובגילוי הסרטן", אמר קולין דאקט, דוקטורט, פרופסור לפתולוגיה, יו"ר זמני של המחלקה לפרמקולוגיה וביולוגיה סרטן, וסגן הדיקן למדע בסיסי."
"אנחנו עוברים לעידן הזה שבו יש לנו סט חדש של כלים שאנחנו יכולים להשתמש בהם כדי לטפל בסרטן."
-קולין דאקט, דוקטורט
חוקרים במכון Duke Cancer (DCI) וברחבי בית הספר לרפואה עוזרים ליצור את הכלים החדשים הללו, הניזונים מהידע והניסיון של מומחים ממגוון רחב של דיסציפלינות.
ואכן, חקר הסרטן תמיד היה מאמץ מבוסס צוות ב-DCI.
"DCI נוצרה במיוחד לפני עשור כדי לשבור מחסומים בין דיסציפלינות כדי לעורר מחקר שיתופי ואינטראקציה רב-תחומית", אמר מנכ"ל DCI, מייקל קסטן, MD, PhD, הפרופסור המוכר של וויליאם וג'יין שינגלטון לפרמקולוגיה וביולוגיה של סרטן.
הוספת שמן למדורה היא יוזמת Duke Science and Technology (DST), שמטרתה לזרז ולתמוך במחקר שיתופי בשירות של פתרון כמה מהבעיות הדוחקות בעולם, כולל סרטן.
הכלים החדשים, למרות שהם מגוונים, כולם מייצגים התקדמות ברפואת סרטן מותאמת אישית. טיפולים ממוקדים נבחרים על סמך החתימה הגנטית של הגידול של המטופל. חלק מהטיפולים האימונותרפיים לוקחים את ההתאמה האישית רחוק יותר, על ידי מניפולציה של תאי החיסון של המטופל עצמו כדי ליצור טיפול עבור אותו אדם בלבד.
כדי להתאים טיפולים לחולים, מועצת הגידול המולקולרית הרב-תחומית של דיוק, בראשות ג'ון סטריקלר, MD, HS'11, ו מתיו מקיני, MD'06, HS'06-'09, HS'10-'13, עוזר לספקים לזהות שיטות עבודה מומלצות, טיפולים שאושרו לאחרונה או ניסויים קליניים עבור חולי סרטן מתקדמים בהתבסס על רצף גנטי של הגידולים שלהם.
"ברפואה מדויקת של סרטן - הטיפול הנכון למטופל הנכון בזמן הנכון - כל הדברים האלה מתאחדים, הטיפולים הממוקדים, האימונותרפיה, אפילו כימותרפיה סטנדרטית, כל זה הוא חלק מהרפואה המדויקת של סרטן."
-מייקל קסטן, MD, PhD
אימונותרפיה
אימונותרפיה נועדה לרתום את כוחה של מערכת החיסון כדי להילחם בסרטן. זה יכול להיות הפעלת המערכת החיסונית, הפעלת אנרגיה של תאי חיסון מותשים, או עזרה לתאי חיסון למצוא תאים סרטניים על ידי הנחיתם לשם או על ידי הסרת תחפושות "הבחור הטוב" של הסרטן.
מרכז דיוק לאימונותרפיה נגד סרטן תומך במאמצים אלה על ידי זיהוי תגליות מדעיות בסיסיות ובניית צוותים כדי לתרגם את הרעיונות הללו לטיפולים.
"יש כאן כל כך הרבה מדעני מחקר בסיסי ברמה עולמית המגלים תגליות..."
-סקוט אנטוניה, MD, PhD
"...תגליות הניתנות לתרגום כאסטרטגיות אימונותרפיות", אמר סקוט אנטוניה, MD, PhD, פרופסור לרפואה והמנהל המייסד של המרכז. "זה מה שהניע אותי לבוא לדיוק, בגלל ההזדמנות הנהדרת ליצור אינטראקציה עם מדענים בסיסיים כדי לפתח תרופות אימונותרפיות חדשות ולהכניס אותם למרפאה."
אנטוניה מאמינה כי לאימונותרפיה יש פוטנציאל לחולל מהפכה בטיפול בסרטן, אך נותרה עוד עבודה כדי לממש את הבטחתה. "ההוכחה העקרונית קיימת", אמר, "אבל עדיין רק חלק קטן יחסית מהאנשים נהנים מהישרדות ארוכת טווח. אם נוכל לחדד גישות אימונותרפיות, זו ההזדמנות הטובה ביותר שלנו".
בין העבודות האימונותרפיות המרגשות ביותר שמאפשר המרכז כרוכה בהסרת תאי ה-T של המטופל עצמו (סוג של לימפוציטים), מניפולציה שלהם במעבדה כדי להפוך אותם ליעילים יותר נגד גידולים, ואז הזרקתם חזרה למטופל.
ניתן לתמרן תאי T במעבדה במספר דרכים שונות. בגישה אחת, הנקראת CAR T-cell therapy, תאי T מהונדסים בתוספת של שברי נוגדנים סינתטיים הנקשרים לגידול של החולה, ומכוונים למעשה את תאי ה-T ישירות לתאי הגידול.
בגישה אחרת, הנקראת טיפול בתאי אימוץ מסוג TIL (Tumor-Infiltrating Lymphocyte), מחלצים את תת-קבוצת תאי ה-T של המטופל שכבר הצליחו למצוא את דרכם לתוך הגידול ולאחר מכן גדלים למספרים גדולים לפני שהם מוחזרים לחולה. אנטוניה ועמיתיו פרסמו לאחרונה מאמר המדגים את היעילות של התרחבות TIL בסרטן ריאות. "אנחנו עושים כעת את עבודת ההכנה לפיתוח ניסויים קליניים באמצעות גישה זו בגידולי מוח, והכוונה שלנו היא להתרחב גם לסוגי סרטן רבים אחרים", אמר.
אנטוניה מציינת שחידושים בטיפול בתאי T CAR ובטיפול ב-TI המתרחשים ב-Duke אפשריים בגלל שיתופי פעולה עם מדענים במגוון דיסציפלינות, כולל מומחי נוגדנים כמו ברטון היינס, MD, HS'73-'75, הפרופסור לרפואה של פרדריק מ. האנס ו-Wilton Williams, PhD, פרופסור חבר לרפואה וכירורגיה, במכון החיסון האנושי של דיוק, ומהנדסים ביו-רפואיים כמו צ'ארלס גרסבאך, PhD, הפרופסור המובחן להנדסה ביו-רפואית של ג'ון וו. בית הספר להנדסה פראט.
יתר על כן, ניסויים קליניים לסוגים אלו של טיפולים סלולריים דורשים מתקנים מיוחדים להנדסה או הרחבת התאים, אשר מסופקים על ידי מרכז מרקוס של דיוק לריפוי סלולרי, בראשות ג'ואן קורצברג, ד"ר, הפרופסור הנכבד לרפואת ילדים, ג'רום ס. האריס, ובת' Shaz, MD, MBA, פרופסור לפתולוגיה. "זה היה שיתוף פעולה פרודוקטיבי מאוד המדגיש כיצד דיוק נמצא במיקום ייחודי לפתח אסטרטגיות אימונותרפיות", אמרה אנטוניה.
טיפול ממוקד
טיפולים ממוקדים מנצלים את נקודת התורפה של הגידול: מוטציה גנטית, למשל. היתרון הוא שהטיפול הורג רק תאים סרטניים ולא תאים בריאים. התנאי המקדים הוא הכרת הגנטיקה והביולוגיה של הגידול הספציפי, משימה לא פשוטה.
טרודי אוליבר, PhD'05, שהצטרף לפקולטה לפרמקולוגיה וביולוגיה של הסרטן בתור דוכס מדעים וטכנולוגיה, חוקר התפתחות סרטן וביולוגיה של תת-סוגי גידולים, במיוחד סרטן ריאות של תאי קשקש וסרטן ריאות של תאים קטנים.
"אפילו בתוך סרטן ריאות של תאים קטנים, יש תת-קבוצות שמתנהגות בצורה שונה זו מזו", אמרה. חלק מהטיפולים שהיא זיהתה נמצאים בניסויים קליניים
"העבודה שלנו מציעה שכאשר תתאים טיפול לאותן תת-קבוצות, אתה יכול לעשות הבדל בתוצאה."
-טרודי אוליבר, PhD'05
חלק מהטיפולים שהיא זיהתה נמצאים בניסויים קליניים.
Sandeep Dave, MD, Wellcome Distinguished Professor of Medicine, מוביל פרויקט שאפתני לניתוח הגנומיקה של יותר מ-100 סוגים שונים של סרטן הדם. הפרויקט שלו ייעל את האבחון של סרטן הדם ויחשוף יעדי טיפול פוטנציאליים.
"כל סוגי הסרטן נובעים משינויים גנטיים המאפשרים לסרטן לשרוד ולשגשג על חשבון המארח", אמר. "השינויים הגנטיים האלה הם חרב פיפיות - הם מאפשרים לתאים הסרטניים האלה לגדול, אבל מצד שני הם כן מקנים נקודות תורפה ספציפיות שאנחנו יכולים לנצל".
דייב אמר שהרקע שלו במדעי המחשב, גנטיקה ואונקולוגיה עזר לו בתכנון הפרויקט, שעושה שימוש במערכי נתונים ענקיים.
"עשינו את המשימות הכבדות מבחינת פיתוח כלים ומתודולוגיה, אשר בשלה ליישום על כל סוג אחר של סרטן."
-סנדיפ דייב, MD
פערי סרטן
פערי סרטן נגרמים ממשחק גומלין מורכב של אלמנטים, כולל גישה לשירותי בריאות ומשאבים אחרים, מחסומים מוסדיים, גזענות מבנית וביולוגיה, כגון גנטיקה הקשורה למוצא אבות. לדוגמה, כמה גורמים ביולוגיים גנטיים ומרכיבים חברתיים תורמים לפערים בסוגים רבים של סרטן.
"הטיפול בסרטן מתקרב למרחב המותאם אישית הזה שבו מטופלים אינם מטופלים עוד עם פרדיגמה אחת המתאימה לכולם".
-תמרה ווטס, MD, PhD
"מתברר יותר ויותר שיש הבדלים בתוצאות ביחס לגזע ולאתניות", אמרה תמרה ווטס, MD, PhD, פרופסור חבר לכירורגיית ראש צוואר ומדעי תקשורת, ומנהלת שותפה של הון עצמי, גיוון והכללה ב-DCI . "ההשערה הרחבה מאוד היא שקיימים שינויים גנטיים הקשורים למוצא גנטי שעשויים למלא תפקיד קריטי בתוצאות הקליניות השונות שאנו רואים מדי יום בחולי הסרטן שלנו."
לדוגמה, לחולים לבנים המזוהים בעצמם עם סרטן הגרון הקשור לנגיף הפפילומה האנושי (HPV) יש תוצאות טובות יותר בהשוואה לחולים שחורים המזוהים בעצמם, אפילו כאשר הם שולטים באלמנטים כמו גישה לטיפול רפואי, חינוך ומצב סוציו-אקונומי.
ווטס משתף פעולה עם מומחי ביואינפורמטיקה ב-DCI כדי לנסות לזהות הבדלים משמעותיים בביטוי הגנים בין שתי הקבוצות.
"אני מנסה להתגרות בהבדלים שעשויים להשפיע על חולים מוחלשים על סמך גזע ומוצא אתני", אמרה. "אבל יתכנו הבדלים שיופיעו שיכולים להיות שימושיים לתכנון טיפולים ממוקדים לקבוצה רחבה של חולים."
הסיבה לכך היא שטיפול ממוקד לביטוי גנטי מסוים שעלול להופיע בשכיחות גבוהה יותר אצל שחורים יעזור לכל החולים בביטוי זה, ללא קשר לגזע או מוצא אתני.
ווטס רחוקה מלהיות לבד במחקר על פערי סרטן ב-DCI. טומי אקינימיג'ו, דוקטורט, פרופסור חבר במדעי בריאות האוכלוסייה, משתמש באפידמיולוגיה כדי לחקור הן גורמים ביולוגיים והן אלמנטים חברתיים התורמים לפערים בסוגים רבים של סרטן.
ג'ניפר פרידמן, PhD, פרופסור חבר לרפואה, דניאל ג'ורג', MD'92, פרופסור לרפואה, וסטיבן פטיירנו, PhD, פרופסור לרפואה וסגן מנהל של DCI, חוקרים את הבסיס המולקולרי מדוע סרטן הערמונית, השד והריאות נוטים להיות אגרסיביים וקטלניים יותר בחולים המזדהים בעצמם כשחורים. פטיירנו, שהיה מנהיג לאומי בחקר פערי סרטן כבר יותר מ-20 שנה, מוביל את ה-Duke Cancer Disparities SPORE (תוכנית מתמחה למצוינות מחקרית), במימון המכון הלאומי לסרטן. מענק SPORE תומך בחוקרים אלה כמו גם בצוותי DCI אחרים העובדים על סרטן השד, הריאות, הקיבה והראש והצוואר.
"אחד הדברים שמרשימים אותי הוא ש[מחקר פערי סרטן] נמצא בעדיפות גבוהה בתוך DCI", אמר ווטס, שהצטרף לפקולטה ב-2019. "הקבוצות הללו מעורבות באופן פעיל ומשתפות פעולה ושואלות את השאלות שיניעו שינוי עבור חולים שיש להם תוצאות גרועות יותר הקשורות למוצא".
סיכון, איתור, יירוט
אפילו טוב יותר מתרופה לסרטן היא הימנעות מסרטן לחלוטין.
ב-DCI, מאירה אפפליין, PhD, פרופסור חבר במדעי בריאות האוכלוסייה, ו קתרין גרמן, MD'02, MHS'02, HS'02-'06, HS'09, פרופסור חבר לרפואה, מחפשים להפחית את השכיחות של סרטן הקיבה על ידי שיפור הגילוי והטיפול בחיידק הליקובקטר פילורי, שעלול לגרום למפל המוביל לסרטן הקיבה. אפפליין וגארמן, הממומנות גם על ידי מענק SPORE של Duke Cancer Disparities, מקווים שעבודתם תצמצם פערים מכיוון שזיהומי הליקובקטר פילורי וסרטן הקיבה נפוצים יותר בקרב אפרו-אמריקאים מאשר לבנים.
כאשר מניעת סרטן אינה מוצלחת, הדבר הטוב הבא הוא לזהות ולטפל מוקדם. מושג חדש יחסית בטיפול בסרטן הוא "יירוט", שפירושו לתפוס סרטן בדיוק בזמן, או אפילו ממש לפני, זה מתחיל.
"הנקודה היא למנוע את התקדמותה לממאירות מלאה", אמר פטיירנו. "במילים אחרות, למנוע מהסרטן לעבור את קו השער של עצמו."
פטיירנו צופה עתיד שבו חולים עם מצבים טרום סרטניים או סרטן מוקדם יוכלו לקחת כדור כדי לעצור את התפתחות הסרטן מבלי להרוג תאים - במילים אחרות, טיפול לא ציטוטוקסי, בניגוד לכימותרפיה רגילה.
"אנחנו יודעים שזה שם, אבל אנחנו לא הולכים להרעיל אותו או לשרוף אותו או לחתוך אותו כי לכל אלה יש תופעות לוואי. אנחנו הולכים למצוא דרך לא ציטוטוקסית למנוע את התקדמותה. זו המטרה."
-סטיבן פטיירנו, דוקטורט
קרא על בוגרים שעושים הבדל
במחקר וטיפול בסרטן:
שינוי הסטטוס קוו: לורי פירס MD'85
מטפלים באדם השלם: עריף כמאל, ד"ר, ח"ס'12, מח"ס'15
מיקוד לזרעי גידול הסרטן: יוג'יני ס. קליינרמן, MD'75, HS'75
תגלית שמגיעה משום מקום: Bill Kaelin, BS'79, MD'82
הסיפור פורסם במקור ב-DukeMed Alumni News, סתיו 2022.
מקור המאמר המקורי: דוכס היום