מחלקה פורצת דרך של דבק מולקולרי שזוהה באוניברסיטת דנדי עשויה לסלול את הדרך לדור חדש של תרופות למיקוד סרטן ומחלות 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 הגדיר מחלקה חדשה של מה שנקרא "דבק דו ערכי תוך-מולקולרי", הקושר חלבונים – חיוניים לתאים המאפשרים לגופנו לתפקד כראוי – שאחרת היו נשארים בנפרד.
מחקר זה פורסם בכתב העת, טֶבַע.
לממצאים אלו יש השלכות עיקריות על כל תעשיית התרופות העוסקת בבירוק חלבון ממוקד.
זה נכון במיוחד לפיתוח תרופות המכוונות לסרטן, מחלות ניווניות ומחלות רבות נוספות המונעות על ידי חלבונים שתמיד נחשבו בלתי ניתנים לתרופות.
חלבונים חיוניים לתפקוד תקין של התאים שלנו, אך כאשר אלו אינם פועלים כראוי הגוף חשוף למחלות.
הדבק שהצלחנו להגדיר הוא מיוחד מכיוון שהוא מתחבר תחילה לחלבון אחד בשני מקומות – לא רק לאחד – ולאחר מכן 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".
פרופסור אלסיו צ'ולי, מנהל ה-CeTPD של דנדי
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 את חלבוני המטרה הללו לקבוצת אנזימים הנקראת 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, ו-Eisai Co. Ltd, חברת התרופות היפנית, 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.
יתר על כן, הצוות הצליח לדמיין, לראשונה, את המנגנון המדויק שבאמצעותו 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 עד כה, 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 המהפכני הזה.
"אני חייב גם לחלוק כבוד למשתפי הפעולה שלנו, שתשובתם הייתה מכרעת בהשגת פריצת הדרך הסייסמית הזו".
פרופסור צ'ולי, מבית הספר למדעי החיים של האוניברסיטה, הוא דמות מובילה בפיתוח תובנות לגבי TPD. מולקולות Degrader שפותחו על ידי עצמו וצוותו משמשות כעת ברחבי העולם במטרה לפתח טיפולים חדשים למחלות כמו סרטן, כמו גם למחלות דרמטולוגיות ונוירולוגיות. מחקר TPD משך מיליארדי פאונד של השקעות ברחבי העולם בשנים האחרונות, כאשר דנדי מוכרת באופן נרחב כמובילה עולמית בתחום.
