מדענים פיתחו שיטה מהירה לגילוי תרופות

גילוי תרופות חדשות במהירות: מדענים יצרו כלי מהיר וחדשני לגילוי תרופות המאיץ את המעבר משלב המחקר לשלב היישום

נגיף הקורונה ממשיך לגבות קורבנות, לצד נגיפים ותיקים כמו שפעת, אבולה, כלבת או איידס ולעומתם מיקרואורגניזמים וחיידקים כמו מחלת המלריה או סטרפטוקוקים בשל העדר תרופה או חיסון אפקטיבי למניעה הרמטית של הידבקות או טיפול בחולים. לכן, ישנה חשיבות רבה לפיתוח של תרופות במגוון הפתוגנים המחוללים מחלות בעולמנו, ומופיעים בקצב המחייב התמודדות מהירה בדומה לקורונה שהופיעה אך לפני מספר חודשים. חדשה מעניינת בנושא פיתוח תרופות מהיר מגיעה מכיוונם של מדענים ישראלים שפיתחו שיטה חדשה המאפשרת סריקה של אלפי ומיליוני מוטציות במקביל. בכך, קיצרו החוקרים תהליך חשוב שעד כה ארך חודשים ואף שנים לימים בודדים. קיצור זה יזרז פיתוח תרופות יעילות למחלות רבות.

ההבנה של האופן בו משפיעות מוטציות אפשריות עבור כל אינטראקציה בין שני חלבונים חשובה בעבודת מחקר. אולם היא מצריכה תהליך סריקה יקר וארוך מאוד. עד כה, חוקרים השתמשו בשיטות המאפשרות מעקב אחר מוטציה בודדת, כאשר מדידה שכזו עשויה להתמשך על פני שבועות וחודשים. המשמעות של הדבר היא שמדענים עלולים לבזבז זמן יקר המאט את מציאת הקשר בין מוטציות חלבון לבין התפתחות של מחלות.

ייעול פיתוח תרופות

פיתוח תרופות הינו תהליך מורכב ויקר. בתעשיית התרופות כיום מרבית התרופות המבטיחות מבוססות על חלבונים המעכבים אינטראקציות בין חלבונים הקשורים למחלות. השיטה החדשה שפיתחו המדענים הישראלים "מסייעת בכימות האפקט של כל מוטציה על פעילות החלבון ובכך מאפשרת לחוקרים לתכנן ולפתח תרופות חלבוניות יעילות, סלקטיביות ופחות רעילות בזמן קצר יותר. על מנת לייעל את תהליך סריקת האינטראקציות, החוקרים שילבו שיטות מתוחכמות כמו סריקת ספריות חלבונים, ריצוף עמוק שלהם ונרמול התוצאות על מנת לזהות ולדרג את החלבונים המוטנטיים לפי מידת פעילותם.". קבוצות המחקר של פרופ' ניב פפו מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב ופרופ' יוליה שיפמן מהאוניברסיטה העברית בירושלים הובילו את המחקר אודות ייעול תהליך מציאת התרופות.  פרופסור ניב פפו הינו חבר בסגל של מחלקת  הנדסת ביוטכנולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב ובמכון הביוטכנולוגי הלאומי בנגב (NIBN) ואילו הפרופסור יוליה שיפמן הינה חברת סגל במחלקה לכימיה ביולוגית במכון סילברמן באוניברסיטה העברית בירושלים.

קשרים בין החלבונים

לדברי הפרופסור שיפמן  "בדיוק כמו בני האדם, חלבונים מנהלים 'קשרים חברתיים'. חלק מהחלבונים נקשרים לחלבון אחד לזמן ממושך, בעוד שחלבונים אחרים מעדיפים להיקשר באופן אקראי להרבה מאוד חלבונים. כאשר החלבונים מתנהגים כפי שמצפים מהם, הגנום נשאר בריא. אולם כאשר יכולת הקישור של החלבונים נפגעת, כאשר קשרים שהיו 'יציבים' נשברים מהר מהצפוי או קשרים שהתרפקו לא מצליחים להתאחד מחדש – זה הזמן שבו מתחילות להתרחש מחלות".

הפרופסור ניב פפו מסכם: "הגישה החדשה שלנו מובילה להבנה עמוקה של מנגנוני ההיווצרות של אינטראקציות בין חלבונים ומאפשרת פיתוחם של מעכבים ספציפיים שיוכלו להבדיל בין חלבוני מטרה הדומים מאוד זה לזה מבחינה מבנית. משום שחלבונים הקשורים למחלות ושייכים לאותה המשפחה הם בעלי מבנה דומה, הגברת הסלקטיביות של התרופות המעכבות אותם הכרחית אך מאתגרת. השיטה מאפשרת פיתוחן של תרופות ספציפיות עבור כל חלבון מטרה ועבור מחלות רבות".

מאמר אודות הפיתוח ראה אור ב-Nature Communication. המחקר מומן על-ידי הקרן הלאומית למדע (ISF) והאיחוד האירופי (ERC) .