במאבק במחלות, מוות תאים מתוכנת – הידוע גם בשם אפופטוזיס – הוא תפקיד מגן מרכזי של הגוף. הוא מפרק תאים שניזוקו או עברו שינויים מסוכנים. עם זאת, תאי סרטן מצליחים לעיתים קרובות לעקוף את המנגנון הזה. צוות מחקר באוניברסיטה הטכנית של מינכן (TUM) הצליח כעת לזהות מתג מולקולרי חדש בתהליך זה ולהבהיר כיצד הוא פועל.
ההפעלה והנטרול של אפופטוזיס הוא תחום מחקר מבטיח במחקר ביו-רפואי בסיסי. הצוות בראשות פרופ' פרנץ האן מהק"ר לביוכימיה של ממברנות מבניות בבית הספר למדעי הטבע TUM גילה כעת מתג חדש: "צוותי מחקר רבים ברחבי העולם עובדים על הנושא המרגש של אפופטוזיס והשליטה הממוקדת שלו. היתרון הגדול הוא שאנו מתמודדים עם מנגנון רגולציה יעיל ביותר, שפותח מבחינה אבולוציונית. אז, אנחנו לא צריכים להמציא משהו חדש לגמרי, אלא יכולים להשתמש בשיטות המבניות המתאימות כדי ללמוד מהתהליכים המיטביים של הטבע."
מנגנון סלולרי מתואר בפירוט
כדי למנוע מתאים בריאים להרוס את עצמם בטעות, מערכת האפופטוזיס מאוזנת מאוד. החוקרים הצליחו להראות שניתן לעקוף את החלבון Bcl-xL, מעכב אפופטוזיס המונע תגובות יתר, על ידי חלבון אחר בשם VDAC1 בעת הצורך. ההפעלה של חלבון חיוני זה במיטוכונדריה, תחנות הכוח של התא, מופעלת בעיקר על ידי מתח מוגבר בתאים, מה שיכול להוות אינדיקציה להתפתחות תאים לא תקינה. לאחר מכן VDAC1 פורש חלק מהמבנה שלו, מחבר אותו ל-Bcl-xL ובכך משבית את המעכב.
ד"ר Umut Günsel וד"ר מלינה דניילידיס, מחברות ראשונות של המחקר בצוות של פרופ' הגן במרכז NMR בוואריה, הנתמך במשותף על ידי TUM והלמהולץ מינכן, מדגישות: "במחקר שלנו, השתמשנו בשיטות מבניות ברזולוציה גבוהה כגון תהודה מגנטית גרעינית (NMR), קריסטלוגרפיה של קרני רנטגן ומיקרוסקופיה קריו-אלקטרונים כדי לחקור כיצד החלבון VDAC1 משתנה בתנאי לחץ. שילבנו גם נתונים אלה עם ניסויים תפקודיים ביוכימיים כדי להראות ש-VDAC1 נקשר למעשה לחלבון הבלם Bcl-xL, ובכך מקדם אפופטוזיס."
היישום הרפואי עדיין פתוח
מנגנון רגולציה שהובן לאחרונה פותח אפשרויות לחיפוש אחר חומרים פעילים שיכולים להשפיע על ההתנהגות של VDAC1. בטיפול בסרטן, למשל, תרופות עתידיות יכולות לשפר באופן ספציפי את ההפעלה ובכך להניע תאים סרטניים למוות תאי. במחלות ניווניות עצביות כמו אלצהיימר או פרקינסון, ההיפך יהיה הנכון. שם, אפשר היה לנסות לחסום מוות לא רצוי של תאי עצב. השבתה של VDAC1 עשויה להועיל גם במחלות לב מסוימות כגון פציעת איסכמיה-פרפוזיה.
עם זאת, יש עוד דרך ארוכה לעבור עד שניתן יהיה ליישם את הממצאים החדשים הללו קלינית. כעת ניתן להתחיל בחיפוש אחר חומרים פעילים מתאימים. האם זה יצליח פתוח לחלוטין ויתברר לאחר ניסויים נוספים.
