חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון פיתחו שיטה חדשה לייעול תהליך מציאת תרופות

קבוצות המחקר של פרופ’ ניב פפו מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב ופרופ’ יוליה שיפמן מהאוניברסיטה העברית בירושלים פיתחו 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 מציאת תרופות יעילות למחלות רבות. מאמר אודות הפיתוח פורסם בכתב העת Nature Communication.

הבנת השפעתן של מוטציות אפשריות עבור כל אינטראקציה בין שני חלבונים היא חלק חשוב בעבודת מחקר, אך היא דורשת 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 היא שחוקרים עלולים לבזבז זמן יקר המאט את מציאת הקשר בין מוטציות חלבון לבין התפתחות של מחלות.

כיום בתעשיית התרופות, רוב התרופות המבטיחות מבוססות על חלבונים המעכבים אינטראקציות בין חלבונים הקשורים למחלות. השיטה החדשה 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.

“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”, אומר פרופ’ פפו.

“בדיוק כמו בני האדם, חלבונים מנהלים ‘קשרים חברתיים'”, מסבירה פרופ’ שיפמן, “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”.

פרופ’ פפו הוא חבר סגל במחלקה להנדסת ביוטכנולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון ובמכון הביוטכנולוגי הלאומי בנגב (NIBN) ופרופ’ שיפמן היא חברת סגל במחלקה לכימיה ביולוגית במכון סילברמן באוניברסיטה העברית בירושלים.

המחקר מומן על-ידי מענקי מחקר מהקרן הלאומית למדע (ISF) וממענק מחקר מטעם האיחוד האירופי (ERC) אותם קיבל פרופ’ פפו וממענק מחקר מהקרן הלאומית למדע (ISF) אותו קיבלה פרופ’ שיפמן.