הסקת מקור מחלת Erdheim-Chester ממיפוי פילוגנטי

מחלת Erdheim Chester ( ECD ) נגרמת על ידי מוטציות ב-DNA של תאי דם. תאי דם נוצרים במח העצם מתאי גזע שיכולים לחיות שנים רבות ומייצרים דורות רבים של תאי גזע חדשים. השאלות הנפוצות ששואלים מטופלים לגבי ECD כוללות: מאיפה זה הגיע? כמה זמן יש לי את זה? לא יכולתי לעשות משהו מוקדם יותר? מדוע המחלה שלי משפיעה על אתר מסוים? המחקר שלנו שואף לשפוך אור חדש על שאלות חשובות אלו. הטכניקה בה נשתמש נקראת 'מיפוי פילוגנטי'. גישה זו מאפשרת לנו לחזור בזמן ול"לתארך" את מקור המוטציות הגורמות ECD , עד לטווח של מספר שנים מחייו הקודמים של המטופל. הדרך בה זה עובד היא על ידי גידול שיבוטים רבים של תאי גזע בודדים במעבדה וריצוף הגנום המלא של כל שיבוט. כל שיבוט שונה מהבא אחריו בכמה מוטציות ב-DNA שלו. חלק מהמוטציות הללו נוצרו לפני זמן רב מאוד באבותיהם של תאי הגזע כשהמטופל היה צעיר יותר. על ידי ריצוף של כמאה שיבוטים ניתן לשחזר את תולדות חייהם של תאי הגזע בתוך אדם וכך ליצור ציר זמן של מוטציות כפי שהן מופיעות לאורך השנים. בין המוטציות הללו תהיה המוטציה שגרמה ECD אצל המטופל. אם נדע את ציר הזמן של כל המוטציות, נוכל 'לתארך' את מוטציית ה- ECD . לאחר מכן נוכל להעריך כמה זמן מוטציית ה- ECD הייתה רדומה בגוף, באיזו מהירות היא גדלה לגודל שיכול לגרום למחלה, והאם היא נעזרה במוטציות אחרות בדרך. אלו הן סוגיות מהותיות. במחלות קשורות אחרות הנקראות גידולים מיאלופרוליפרטיביים, מוטציות מופיעות בילדות ומתפתחות לסוגים שונים של מחלות בהתאם לאירועים אחרים בחייו של המטופל, לאורך עשרות שנים. כאשר ניישם ניתוח זה על ECD , נוכל לענות על השאלות לגבי מקורו. היתרונות הפוטנציאליים כוללים גם את האפשרות לזהות ECD בשלב מוקדם לפני שהוא התפתח וגורם למחלה; לקבוע מדוע יש מגוון רחב של איברים מושפעים אצל חולים שונים; ומדוע לחלק מהחולים יש מחלה בסיכון גבוה יותר שמתקדמת מהר יותר. לבסוף, חשיפת "היסטוריית החיים האישית" של ECD עשויה לסייע לנו בעתיד עם טיפול מותאם אישית לתוצאות טובות יותר.

סכום: 200,000 דולר בשיתוף פעולה עם אגודת הלוקמיה והלימפומה

דוח ביניים

סיכום מחקר

מחלת Erdheim Chester ( ECD ) נגרמת על ידי מוטציות ב-DNA של תאי דם. תאי דם נוצרים במח העצם מתאי גזע שיכולים לחיות שנים רבות ומייצרים דורות רבים של תאי גזע חדשים. השאלות הנפוצות ששואלים מטופלים לגבי ECD כוללות: מאיפה זה הגיע? כמה זמן יש לי את זה? לא יכולתי לעשות משהו מוקדם יותר? מדוע המחלה שלי משפיעה על אתר מסוים? המחקר שלנו שואף לשפוך אור חדש על שאלות חשובות אלו. הטכניקה בה נשתמש נקראת 'מיפוי פילוגנטי'. גישה זו מאפשרת לנו לחזור בזמן ול"לתארך" את מקור המוטציות הגורמות ECD , עד לטווח של מספר שנים מחייו הקודמים של המטופל. הדרך בה זה עובד היא על ידי גידול שיבוטים רבים של תאי גזע בודדים במעבדה וריצוף הגנום המלא של כל שיבוט. כל שיבוט שונה מהבא אחריו בכמה מוטציות ב-DNA שלו. חלק מהמוטציות הללו נוצרו לפני זמן רב מאוד באבותיהם של תאי הגזע, כשהמטופל היה צעיר יותר. על ידי ריצוף של כמאה שיבוטים ניתן לשחזר את תולדות חייהם של תאי הגזע בתוך אדם וכך ליצור ציר זמן של מוטציות כפי שהן מופיעות לאורך השנים. זה כמו לצייר עץ משפחה של האופן שבו כל התאים קשורים זה לזה, וזה ידוע בשם "פילוגניה". בין המוטציות הללו תהיה המוטציה שגרמה ECD אצל המטופל. אם נדע את ציר הזמן של כל המוטציות, נוכל "לתארך" את מוטציית ה- ECD . לאחר מכן נוכל להעריך כמה זמן מוטציית ה- ECD הייתה רדומה בגוף, כמה מהר היא גדלה לגודל שיכול לגרום למחלה, והאם היא נעזרה במוטציות אחרות בדרך. אלו הן סוגיות מהותיות. במחלות קשורות אחרות הנקראות גידולים מיאלופרוליפרטיביים, מוטציות מתפתחות בילדות ומתפתחות לסוגים שונים של מחלות בהתאם לאירועים אחרים בחייו של המטופל, לאורך עשרות שנים. כאשר ניישם ניתוח זה על ECD , נוכל לענות על השאלות לגבי מקורו. היתרונות הפוטנציאליים כוללים גם: אפשרות לזהות ECD בשלב מוקדם לפני שהוא התפתח וגורם למחלה; כדי לקבוע מדוע יש מגוון רחב של איברים מושפעים אצל חולים שונים; ומדוע לחלק מהחולים יש מחלה בסיכון גבוה יותר שמתקדמת מהר יותר. לבסוף, פירוט "היסטוריית החיים האישית" של ECD עשוי לסייע לנו בעתיד להתאים טיפול אישי לתוצאות טובות יותר.

הִתקַדְמוּת

הצלחנו להרחיב שיבוטים מ-5 חולים, 3 עם ECD , 1 עם קרוסאובר של ECD /LCH ו-1 עם LCH. ב-2 מהמקרים הללו, לכדנו שיבוטים מוטנטיים ב-BRAFV600E אך באופן בלתי צפוי, לא נמצאו שיבוטים מוטנטיים ב-BRAFV600E ב-3 חולים, למרות שהמוטציה הייתה ניתנת לזיהוי בדמם. אנו חוקרים עוד יותר היכן המוטציה נמצאת בחולים אלה כדי לאשר שהיא נמצאת באוכלוסיית תאי הגזע.

בחולים שבהם השגנו שיבוטים מורחבים המכילים שיבוטים מוטנטיים ב-BRAFV600E, ריצפנו כמעט 300 גנומים שלמים ושחזרנו את עצי המשפחה (פילוגניות). צפינו, בשני החולים, שלפחות שלוש מוטציות הופיעו כמעט בו זמנית בגנים KRAS, NRAS ו-BRAF. באופן מפתיע, נראה כי אלה היו אירועים בלתי תלויים, שכן כל מוטציה נמצאה על ענף נפרד של הפילוגניה (ראה איור). לא ציפינו לכך, מכיוון שרוב סוגי הסרטן מתפתחים, כאשר מוטציה אחת מובילה למוטציה אחרת וכן הלאה, כאשר כל המוטציות תורמות לענף יחיד. מה שצפינו ב- ECD הוא תהליך מקביל עם ענפים מרובים המתפתחים כולם יחד. השלב הבא הוא לברר אם ענפים מקבילים אלה נמצאים כולם יחד – נגעים של ECD ברקמות. אם זה יאושר, זה יצביע על כך שהם איכשהו משתפים פעולה.
פועלים יחד. דפוס זה שונה מזה שנצפה בכל סרטן אחר ועשוי להיות אירוע נדיר מאוד. פוטנציאלית, זה עשוי להסביר מדוע ECD כה נדיר.

עד כמה ענינו על שאלות המחקר?

השאלות עליהן ניסינו לענות מפורטות להלן, כאשר התקדמותנו עד כה מודגשת.

1. באיזה גיל בחיים מתרחשות מוטציות הגורמות ECD ?
   באיזו מהירות שיבוטים מתפשטים וגורמים למחלות?
   מהו זמן ההשהיה בין המוטציה להופעת המחלה?
   בשני החולים שהיו מעל גיל 50, נראה כי מוטציות הופיעו לפחות שניים עד שלושה עשורים קודם לכן. מאפיינים אלה דומים לגידולים מיאלופרוליפרטיביים. תיאורטית, מכך, אמורה להיות אפשרות לעקוב ולזהות סיכון ל- ECD מוקדם יותר בחיים.
2. כיצד BRAFV600E מגיב עם המטופויזה שבטית שעברה מוטציה ב-TET2?
   מהו רצף המוטציות?
   האם מוטציה ב-TET2 מקדמת ECD באמצעות אפקט אוטונומי של התא?
   האם מוטציה TET2 משפרת את הכושר/קצב הגדילה של שיבוטי ECD ?
   TET2 עדיין נמצא בניתוח בשני חולים אלה. ידוע שהגנים האחרים, KRAS ו-NRAS, קשורים ל- ECD . באופן מפתיע, מצאנו שכל גן פעל באופן עצמאי מ-BRAF בפילוגנציה – ההפך ממה שציפינו. אנו יודעים שצריך לאשר אם זה נכון ברקמה הפגועה.
3. האם נמצאו מוטציות מניעות חדשות בחולים חסרות מוטציות ידועות של המטופויזה שבטית?
   עדיין לא מצאנו מוטציות גורם חדשות, אך אנו עדיין מנתחים את הנתונים. מצאנו דפוס יוצא דופן מאוד של מוטציות הגורם, כמתואר לעיל.

תוכנית לשנה השנייה

אנו שואפים לפתור את השאלות הבאות ב-12 החודשים הקרובים

1. עלינו לבדוק באילו תאים נמצאת מוטציית BRAF בחולים שהשיבוטים המורחבים שלהם לא כללו BRAF מוטנטי. או שהמוטציה אינה במקום בו אנו מצפים, או שייתכן שיש בעיה בהתפשטות in vitro של תאים המכילים BRAF מוטנטי (נקודה 2).
2. אנו חוקרים גם דרך חדשה ליצירת DNA לצורך ריצוף שאינה כרוכה בגידול שיבוטים. אנו צופים שזה יעזור לנו למפות מוטציות בתאים שעברו מוטציה ב-BRAF שאינם מתפשטים לשיבוטים במבחנה.
3. עלינו לאשר שהדפוס המקביל יוצא הדופן שראינו בפילוגנטיות עד כה, קיים גם בנגעים של החולים.

הסבר כיצד דפוס ההיסטיוציטוזיס מעולם לא נצפה בסוגי סרטן אחרים.