מדענים מאוניברסיטת דנדי זיהו דבק מולקולרי פורץ דרך שעשוי לחולל מהפכה בטיפולים בסרטן ובמחלות נוירודגנרטיביות בכך שיאפשר פיתוח תרופות חדשות המכוונות למצבים שלא ניתנו לטיפול בעבר. גילוי זה סולל את הדרך לאסטרטגיות חדשניות לפיתוח תרופות.
גילוי פורץ דרך של סוג חדש של דבק מולקולרי באוניברסיטת דנדי עשוי לפתוח דלתות לפיתוח תרופות חדשניות שמטרתן להילחם בסרטן ובמחלות נוירודגנרטיביות.
צוות מחקר במרכז האוניברסיטה לפירוק חלבון ממוקד (CeTPD) בראשות פרופסור אלסיו צ'ולי, בשיתוף קבוצת המחקר של ד"ר גיאורג וינטר במרכז המחקר לרפואה מולקולרית (CEMM) של האקדמיה האוסטרית למדעים בווינה, יש הגדירו מחלקה חדשה של מה שנקרא "דבק דו ערכי תוך-מולקולרי", הקושר חלבונים – חיוניים לתאים המאפשרים לגופנו לתפקד כהלכה – שאחרת היו נשארים בנפרד.
מחקר זה פורסם בכתב העת, טֶבַע.
"לממצאים הללו יש השלכות עיקריות על כל תעשיית התרופות העוסקת בבירוק חלבון ממוקד", אמר פרופסור אלסיו צ'ולי, מנהל ה-CeTPD של דנדי.
"זה נכון במיוחד לפיתוח תרופות המכוונות לסרטן, מחלות ניווניות עצביות ועוד מחלות רבות המונעות על ידי חלבונים שתמיד נחשבו בלתי ניתנים לתרופות.
"חלבונים חיוניים לתפקוד תקין של התאים שלנו, אך כאשר אלה אינם פועלים כראוי הגוף פגיע למחלות.
פרופסור אלסיו צ'ולי, מנהל המרכז לפירוק חלבון ממוקד, אוניברסיטת דנדי. קרדיט: אוניברסיטת דנדי
"הדבק שהצלחנו להגדיר הוא מיוחד כי הוא מתחבר תחילה לחלבון אחד בשני מקומות – לא רק לאחד – ואז מגייס את החלבון השני, ולמעשה מצמיד את שני החלבונים יחדיו.
"הצלחנו לזהות זאת רק באמצעות הטכנולוגיה שלנו לפירוק חלבון ממוקד וזיהינו פגיעות שניתן לנצל על ידי עיצוב תרופות חדשות שעלולות לשנות את הטיפול בחולי סרטן, ובאלה עם מחלות אחרות שאינן ניתנות לטיפול."
קידום פירוק חלבון ממוקד
פירוק חלבון ממוקד (TPD) הוא תחום מתפתח של פיתוח תרופות לטיפול במחלות הכרוך בניתוב מחדש של מערכות מיחזור חלבון בתאים שלנו להשמדת חלבונים גורמי מחלות. רוב אסטרטגיות ה-TPD משתמשות במולקולות קטנות – מה שנקרא מדרדר – כדי לגייס חלבוני מטרה אלה לסוג של אנזימים הנקראים ליגזות יוביקוויטין E3. ה-E3 מתייג את חלבון היעד עם תוויות יוביקוויטין, מה שמוביל בסופו של דבר להרס של החלבון הגורם למחלה דרך פח הפסולת הסלולרי: הפרוטאזום.
בעבודה עם משתפי פעולה ב-CEMM, אוניברסיטת גתה של פרנקפורט, וחברת התרופות היפנית Eisai Co. Ltd., צוות דנדי הצליח לחשוף מנגנון חדשני של הדבקה מולקולרית, שונה מאלה המוכרים בעבר. מנגנון חדש זה נקשר לשני צדדים של חלבון היעד במקום רק לאחד, מה שגורם לסידור מחדש של החלבון כולו ולייצב את האינטראקציה הלא ידועה שלו עם הליגאז E3.
יתרה מזאת, הצוות הצליח לדמיין, לראשונה, את המנגנון המדויק שבו פועלות התרכובות שלהם ולחבר את חלבוני המטרה לאחת מהליגאזות E3 הללו. מכיוון שלמולקולות יש שני ראשים, הנצמדים לשני אזורים שונים בתוך אותו חלבון מטרה, אלה נוצרו דבקים דו ערכיים תוך מולקולריים.
עבודה מובילה עולמית זו גם האירה מאפיינים ומאפיינים של דבקים מולקולריים שלא הוערכו בעבר, וסללה את הדרך למדענים לפתח הבנה עמוקה יותר של דבקים שיכולה לאפשר לגלות כיתות חדשות מהר יותר.
"אי אפשר לזלזל בהשפעה של מה שחשפנו כאן", הוסיף פרופסור צ'ולי. "זה יגרום להשפעה של גלים בכל תעשיית התרופות ויש לו פוטנציאל לשנות את האופן שבו אנו רואים פיתוח תרופות. דנדי היא מובילה עולמית ב-TPD, והבית החדש שלנו כאן במרכז לפירוק חלבון ממוקד רק ישפר עוד יותר את המוניטין של האוניברסיטה במרחב מהפכני זה. אני חייב גם לחלוק כבוד למשתפי הפעולה שלנו, שההשקעה שלהם הייתה מכרעת בהשגת פריצת הדרך הסייסמית הזו".
מימון: Eisai, הנציבות האירופית, יוזמת תרופות חדשניות, Wellcome Trust, מועצת המחקר הרפואי, Österreichischen Akademie der Wissenschaften, EC: EU Framework Program for Research and Innovation H2020 | H2020 עדיפות מדע מעולה | מועצת המחקר האירופית H2020 (H2020 Excellent Science – European Research Council), EC: EC Seventh Framework Programme – FP7 Ideas: European Research Council (FP7-IDEAS-ERC -).
