การศึกษาที่ก้าวล้ำที่มหาวิทยาลัยเทลอาวีฟสามารถกำจัด glioblastoma ซึ่งเป็นมะเร็งสมองชนิดร้ายแรง
นักวิจัยบรรลุผลลัพธ์โดยใช้วิธีการที่พัฒนาขึ้นโดยอาศัยการค้นพบกลไกสำคัญสองอย่างในสมองที่สนับสนุนการเจริญเติบโตและการอยู่รอดของเนื้องอก: หนึ่งปกป้องเซลล์มะเร็งจากระบบภูมิคุ้มกัน ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการเติบโตของเนื้องอกอย่างรวดเร็ว งานวิจัยพบว่ากลไกทั้งสองถูกควบคุมโดยเซลล์สมองที่เรียกว่าแอสโทรไซต์ และหากไม่มีอยู่ เซลล์เนื้องอกก็จะตายและถูกกำจัดออกไป
การศึกษานำโดยปริญญาเอก นักศึกษา Rita Perelroizen ภายใต้การดูแลของ Dr. Lior Mayo จาก Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research และ Sagol School of Neuroscience โดยความร่วมมือกับ Prof. Eytan Ruppin จาก National Institutes of Health (NIH) ในสหรัฐอเมริกา บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Brain และเน้นย้ำด้วย คำอธิบายพิเศษ
นักวิจัยอธิบายว่า “มะเร็งไกลโอบลาสโตมาเป็นมะเร็งสมองที่ลุกลามและลุกลามอย่างรุนแรง ซึ่งยังไม่มีวิธีรักษาที่มีประสิทธิภาพ เซลล์เนื้องอกมีความทนทานต่อการรักษาทั้งหมด และน่าเศร้าที่อายุขัยของผู้ป่วยไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา การค้นพบของเราเป็นพื้นฐานที่ดีสำหรับการพัฒนายาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการรักษา glioblastoma และเนื้องอกในสมองประเภทอื่น ๆ “
ดร. มาโย: “ที่นี่ เราจัดการกับความท้าทายของมะเร็งไกลโอบลาสโตมาจากมุมมองใหม่ แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่เนื้องอก เรามุ่งความสนใจไปที่สภาพแวดล้อมขนาดเล็กที่สนับสนุนของมัน นั่นคือเนื้อเยื่อที่ล้อมรอบเซลล์เนื้องอก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราศึกษาแอสโตรไซต์ ซึ่งเป็นเซลล์สมองหลักที่สนับสนุนการทำงานของสมองตามปกติ ซึ่งค้นพบเมื่อประมาณ 200 ปีที่แล้วและตั้งชื่อตามรูปร่างคล้ายดาวของพวกมัน กว่าทศวรรษที่ผ่านมา การวิจัยจากเราและคนอื่นๆ ได้เปิดเผยหน้าที่เพิ่มเติมของแอสโทรไซต์ที่ช่วยบรรเทาหรือทำให้โรคทางสมองต่างๆ แย่ลง ภายใต้กล้องจุลทรรศน์เราพบว่า astrocytes ที่กระตุ้นได้ล้อมรอบเนื้องอก glioblastoma จากการสังเกตนี้ เราได้เริ่มศึกษาบทบาทของแอสโตรไซต์ในการเติบโตของเนื้องอกไกลโอบลาสโตมา”
นักวิจัยพบว่าในการปรากฏตัวของ astrocytes มะเร็งจะฆ่าสัตว์ทั้งหมดที่มีเนื้องอก glioblastoma โดยใช้แบบจำลองสัตว์ซึ่งพวกเขาสามารถกำจัด astrocytes ที่ใช้งานอยู่รอบ ๆ เนื้องอกได้ การใช้วิธีการเฉพาะเพื่อกำจัด astrocytes ใกล้เนื้องอก พวกเขาสังเกตเห็นผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง: มะเร็งหายไปภายในไม่กี่วันและสัตว์ที่ได้รับการรักษาทั้งหมดรอดชีวิต ยิ่งกว่านั้นแม้หลังจากหยุดการรักษาแล้ว สัตว์ส่วนใหญ่ก็รอดชีวิตมาได้
ดร. มาโย: “ในกรณีที่ไม่มี astrocytes เนื้องอกก็หายไปอย่างรวดเร็ว และในกรณีส่วนใหญ่ ไม่มีการกำเริบของโรค – บ่งชี้ว่า astrocytes มีความจำเป็นต่อความก้าวหน้าของเนื้องอกและการอยู่รอด ดังนั้นเราจึงตรวจสอบกลไกพื้นฐาน: แอสโทรไซต์เปลี่ยนจากเซลล์ที่สนับสนุนการทำงานของสมองตามปกติไปเป็นเซลล์ที่สนับสนุนการเติบโตของเนื้องอกมะเร็งได้อย่างไร เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ นักวิจัยได้เปรียบเทียบการแสดงออกของยีนของ astrocytes ที่แยกได้จากสมองที่แข็งแรงและจากเนื้องอก glioblastoma
พวกเขาพบความแตกต่างหลักสองประการ – ดังนั้นจึงระบุการเปลี่ยนแปลงที่ astrocytes ได้รับเมื่อสัมผัสกับ glioblastoma การเปลี่ยนแปลงครั้งแรกอยู่ในการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อ glioblastoma ดร.มาโย: “ก้อนเนื้องอกประกอบด้วยเซลล์ภูมิคุ้มกันมากถึง 40% ซึ่งส่วนใหญ่เป็นมาโครฟาจที่คัดเลือกมาจากเลือดหรือจากสมองเอง นอกจากนี้ แอสโทรไซต์ยังสามารถส่งสัญญาณที่เรียกเซลล์ภูมิคุ้มกันไปยังตำแหน่งต่างๆ ในสมองที่ต้องการการป้องกัน ในการศึกษานี้ เราพบว่าแอสโทรไซต์ยังคงทำหน้าที่นี้ต่อไปเมื่อมีเนื้องอกไกลโอบลาสโตมา อย่างไรก็ตาม เมื่อเซลล์ภูมิคุ้มกันที่ถูกเรียกไปถึงเนื้องอก แอสโตรไซต์จะ ‘ชักชวน’ พวกมันให้ ‘เปลี่ยนด้าน’ และสนับสนุนเนื้องอกแทนที่จะโจมตีมัน โดยเฉพาะ
การเปลี่ยนแปลงประการที่สองที่แอสโทรไซต์สนับสนุน glioblastoma คือการปรับการเข้าถึงพลังงาน – ผ่านการผลิตและการถ่ายโอนคอเลสเตอรอลไปยังเซลล์เนื้องอก ดร.มาโย: “เซลล์มะเร็งไกลโอบลาสโตมาแบ่งตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นกระบวนการที่ต้องการพลังงานอย่างมาก ด้วยการเข้าถึงแหล่งพลังงานในเลือดที่ถูกกีดขวางโดยตัวกั้นเลือดและสมอง พวกเขาจะต้องได้รับพลังงานนี้จากคอเลสเตอรอลที่ผลิตในสมองเอง นั่นคือใน ‘โรงงานคอเลสเตอรอล’ ของ astrocytes ซึ่งมักจะให้พลังงานแก่เซลล์ประสาทและเซลล์สมองอื่นๆ . เราค้นพบว่า astrocytes รอบๆ เนื้องอกเพิ่มการผลิตคอเลสเตอรอลและส่งไปยังเซลล์มะเร็ง ดังนั้นเราจึงตั้งสมมติฐานว่าเนื่องจากเนื้องอกขึ้นอยู่กับคอเลสเตอรอลนี้เป็นแหล่งพลังงานหลัก การกำจัดอุปทานนี้จะทำให้เนื้องอกอดตาย”
ถัดไป นักวิจัยได้ออกแบบ astrocytes ใกล้เนื้องอกเพื่อหยุดแสดงโปรตีนเฉพาะที่ขนส่งคอเลสเตอรอล (ABCA1) ดังนั้นจึงป้องกันไม่ให้ปล่อยคอเลสเตอรอลเข้าสู่เนื้องอก เป็นอีกครั้งที่ผลลัพธ์น่าทึ่งมาก เมื่อไม่มีโคเลสเตอรอลที่ผลิตโดยแอสโตรไซต์ เนื้องอกจึง “อดอาหาร” ตายภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน ผลลัพธ์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ได้มาจากทั้งแบบจำลองสัตว์และตัวอย่างเนื้องอกไกลโอบลาสโตมาที่นำมาจากผู้ป่วยในมนุษย์ และสอดคล้องกับสมมติฐานความอดอยากของนักวิจัย
ดร. มาโยกล่าวว่า “งานนี้ทำให้เกิดความกระจ่างใหม่เกี่ยวกับบทบาทของอุปสรรคในเลือดและสมองในการรักษาโรคทางสมอง จุดประสงค์ปกติของสิ่งกีดขวางนี้คือการปกป้องสมองโดยป้องกันไม่ให้สารจากเลือดไปยังสมองไหลผ่าน แต่ในกรณีที่เป็นโรคทางสมอง สิ่งกีดขวางนี้ทำให้ยากต่อการส่งยาไปยังสมอง และถือเป็นอุปสรรคต่อการรักษา ผลการวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่า อย่างน้อยในกรณีเฉพาะของมะเร็งไกลโอบลาสโตมา อุปสรรคในเลือดและสมองอาจเป็นประโยชน์ต่อการรักษาในอนาคต เนื่องจากจะสร้างจุดอ่อนเฉพาะตัว ซึ่งเป็นการพึ่งพาของเนื้องอกในคอเลสเตอรอลที่ผลิตในสมอง เราคิดว่าจุดอ่อนนี้สามารถแปลเป็นโอกาสการรักษาที่ไม่เหมือนใคร”
โครงการนี้ยังตรวจสอบฐานข้อมูลจากผู้ป่วย glioblastoma หลายร้อยคนและสัมพันธ์กับผลลัพธ์ที่อธิบายไว้ข้างต้น นักวิจัยอธิบายว่า: “สำหรับผู้ป่วยแต่ละราย เราตรวจสอบระดับการแสดงออกของยีนที่ทำให้การตอบสนองของภูมิคุ้มกันเป็นกลางหรือจัดหาพลังงานจากโคเลสเตอรอลให้กับเนื้องอก เราพบว่าผู้ป่วยที่มีการแสดงออกต่ำของยีนที่ระบุเหล่านี้มีอายุยืนยาวขึ้น ดังนั้นจึงสนับสนุนแนวคิดที่ว่ายีนและกระบวนการที่ระบุมีความสำคัญต่อการอยู่รอดของผู้ป่วย glioblastoma”
ดร. มาโยสรุปว่า “ปัจจุบัน เครื่องมือในการกำจัดแอสโทรไซต์รอบๆ เนื้องอกนั้นมีอยู่ในแบบจำลองของสัตว์ แต่ไม่มีในมนุษย์ ความท้าทายในตอนนี้คือการพัฒนายาที่กำหนดเป้าหมายกระบวนการเฉพาะในแอสโตรไซต์ที่ส่งเสริมการเติบโตของเนื้องอก อีกทางหนึ่ง ยาที่มีอยู่อาจถูกนำไปใช้ใหม่เพื่อยับยั้งกลไกที่ระบุในการศึกษานี้ เราคิดว่าความก้าวหน้าทางแนวคิดที่ได้จากการศึกษานี้จะเร่งความสำเร็จในการต่อสู้กับ glioblastoma เราหวังว่าการค้นพบของเราจะทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาการรักษาที่มีประสิทธิภาพสำหรับมะเร็งสมองที่ร้ายแรงนี้และเนื้องอกในสมองประเภทอื่น ๆ “
