חוקרים העובדים עם פרופסור ראלף ארדמן מאוניברסיטת רוהר בוכום, גרמניה, גילו פגיעות קריטית המשותפת לפתוגנים הגורמים למחלת שינה אפריקאית, מחלת צ'אגס ולישמניאזיס. לחלבון PEX38 תפקיד מכריע ביצירת אברונים מסוימים של הטריפנוזומים החיוניים לאספקת האנרגיה שלהם. מכיוון שבני אדם אינם זקוקים לחלבון זה, הוא מהווה יעד מבטיח לטיפולים חדשים נגד מחלות טרופיות המשפיעות על למעלה ממיליארד אנשים ברחבי העולם מדי שנה. הטיפולים הנוכחיים מוגבלים לעתים קרובות על ידי רעילות גבוהה והגברת העמידות לתרופות. הצוות בראשות ראלף ארדמן מדווח על ממצאיו בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) מה-26 בפברואר 2026.
ארכיטקטורה מטבולית ייחודית
תאים צריכים לפרק סוכר כדי לייצר אנרגיה. ברוב האורגניזמים, תהליך זה של גליקוליזה מתרחש בציטוזול. זה לא המקרה עם טריפנוזומים. לאלה יש אברונים מיוחדים הנקראים גליקוזומים שבהם מתרחשת גליקוליזה.
מכיוון שהטפילים מסתמכים באופן יסודי על האברונים הללו להפקת אנרגיה, כל הפרעה בביוגנזה של הגליקוזום קטלנית עבורם. זה הופך את הגליקוזומים לפוטנציאל של עקב אכילס שתרופות מפותחות חדשות יכולות לכוון אליו".
פרופסור ראלף ארדמן, אוניברסיטת רוהר בוכום
בשיתוף עם הצוותים בראשות הפרופסורים בטינה ורשייד (אוניברסיטת וירצבורג) ומייקל סאטלר (מרכז הלמהולץ מינכן), גילו ארדמן ועמיתיו ד"ר צ'ת'ן קרישנה וד"ר וישאל קאלל מהפקולטה לרפואה באוניברסיטת רוהר בוכום כי לחלבון PEX38 יש תפקיד קריטי בביוגנזה גליקוזומלית.
מנגנון של ייעוד אבולוציוני מחדש
הממברנה של הגליקוזומים מורכבת משומנים וחלבונים. חלבונים אלה נוצרים בציטוזול חייבים להיות מועברים אל הגליקוזומים, שם הם מוכנסים לממברנות. תהליך זה דורש סיוע מיוחד: חלבוני תחבורה מובילים את רכיבי הממברנה החדשים שנוצרו ליעדם, בעוד שחלבוני המלווה מגנים על חלבוני הממברנה ההידרופוביים מפני הציטוזול המימי שמסביב.
כל התהליך של ביוגנזה גליקוזומלית מוקל על ידי קבוצת חלבונים הידועה בשם פרוקסינים (חלבוני PEX), שהתגלתה על ידי ראלף ארדמן בשנת 1991. בעוד שרוב האורגניזמים מסתמכים על קבוצה משומרת של פרוקסינים, הצוות בבוכום גילה את PEX38 כרכיב ספציפי לטריפנוזום. "PEX38 מתפקד כמעין מתאם המחבר גם צ'פרונים וגם קולטני ייבוא", מסביר ארדמן. ללא PEX38, לא ניתן עוד לגייס מלווים – חלבוני ממברנה שזה עתה נוצרו נפגעים, ולא ניתן להרכיב גליקוזומים.
PEX38 הוא הפרוקסין הראשון שזוהה מחוץ לשמרים ויונקים מזה למעלה מ-35 שנים, מה שמסמן אבן דרך חשובה בחקר ביוגנזה של האברונים וביולוגיה של טפילים.
PEX38 מייצג גם דוגמה בולטת לשינוי ייעוד אבולוציוני. ברוב האורגניזמים, צורה אבותית של PEX38 היא חלק ממסלול תחבורה המעביר חלבונים לרשת האנדופלזמית. מסלול זה אבד בטריפנוזומים לאורך המהלך האבולוציוני שלהם. עם זאת, PEX38 עצמו לא בוטל, אלא בוצע מחדש: בטפילים אלה, הוא מעביר חלבוני ממברנה אל הגליקוזומים.
יעד ספציפי למין לבריאות עולמית
הפוטנציאל הטיפולי של עבודה זו הוא מהותי. מכיוון ש-PEX38 חיוני לקיום הטפיל, אך אינטראקציה זו אינה מתרחשת בתוך גוף האדם, האינטראקציה שלו עם פרוקסינים אחרים מייצגת יעד מולקולרי מדויק מאוד לפיתוח תרופות. באמצעות פרוטאומיקה חדישה ומודלים מבני NMR ברזולוציה גבוהה, החוקרים הדגימו כי PEX38 מכיל תחומים מובהקים הקושרים את שני המלווה ואת קולטן היבוא PEX19. "שיבוש האינטראקציה הזו יכול לספק דרך לחסל את הפתוגן באופן סלקטיבי מבלי לפגוע בתאים אנושיים", אומר ארדמן.
מימון
פרויקט זה נתמך על ידי תוכנית המחקר והחדשנות Horizon 2020 של האיחוד האירופי במסגרת הסכם המענק של Marie Skłodowska-Curie מס' 812968. מימון נוסף ניתן על ידי קרן המחקר הגרמנית (DFG) באמצעות מענקים ER178/17-1 ו-SA823/11 ויחידת המחקר FOR1905, כמו גם פרויקט מספר 147185 באוניברסיטת Ruum. תוכנית InnovationsFoRUM (אינטראקציות מיקרוביות מארח: IF-009N-22 ו-IF-018N-22).
