Search
חלבוני YAP ו-TAZ מנחים את התפתחות העצם ברחם

תמיסה על בסיס שמן מאפשרת אחסון בטמפרטורת החדר של תכשירי חלבון

טכניקת אחסון חדשה יכולה לשמור על יציבות של תרופות וחיסונים מבוססי חלבון מבלי לשמור עליהם קר. התגלית, בהובלת חוקרים בפן סטייט, עשויה לבטל את הצורך בקירור של מאות תרופות מצילות חיים כמו אינסולין, נוגדנים חד שבטיים וחיסונים ויראליים.

"למעלה מ-80% מהתרופות הביולוגיות ו-90% מהחיסונים דורשים תנאים מבוקרים בטמפרטורה. גישה זו עשויה לחולל מהפכה באחסון והפצתן, ולהפוך אותן לנגישות ובמחיר סביר יותר עבור כולם", אמר סקוט מדינה, מוביל המחקר ו-William and Wendy Korb Early Career. פרופסור להנדסה ביו-רפואית בפן סטייט.

זה יחסוך מיליארדי דולרים המושקעים כיום בשמירה על קרים של מוצרים אלה לאורך שרשרת האספקה, וייתכן שיאפשר שימוש בטיפולי חלבון בסביבות שבהן קירור מתמיד אינו אפשרי".

סקוט מדינה, מוביל מחקר ו-ויליאם וונדי קורב פרופסור לקריירה מוקדמת, הנדסה ביו-רפואית, פן סטייט

המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת תקשורת טבע. באמצעות סדרה של ניסויים, צוות המחקר החליף את התמיסה על בסיס מים הנפוצה בתרופות מבוססות חלבון בשמן פרפלואורי ובדק חמישה חלבונים שונים עם מגוון פונקציות הקשורות לבריאות כמו נוגדנים ואנזימים.

כאשר נבדק בעכברים, החוקרים גילו שהתמיסה החדשה יעילה בדיוק כמו הגרסאות המקררות ולא הראתה סימני רעילות, כלומר לא היו השפעות בריאותיות שליליות מהתמיסה המבוססת על שמן.

החוקרים מצאו גם שהתמיסה על בסיס שמן הייתה סטרילית באופן טבעי עבור דגימות החלבון, וציינו שהן לא יכולות להיות מזוהמות על ידי חיידקים, פטריות או וירוסים הדורשים סביבה מבוססת מים כדי לגדול ולשרוד.

הייתה בעיה אחת: חלבונים בסביבות מבוססות מים התפשטו באופן שווה בכל הנוזל. בשמן, הם לא כל כך מסיסים, הסבירה מדינה. לכן, הצוות פיתח חומר פעיל שטח – מולקולה המצפה את פני החלבון – כדי להגן על פני החלבון באופן שיאפשר לו להתפזר באופן שווה בכל התמיסה.

חומר השטח גם יצר מעטפת מגן סביב החלבון, שומר עליו יציב ומונע ממנו להתפרק גם בטמפרטורות של עד 212 מעלות פרנהייט, שבדרך כלל היו גורמות למים לרתוח.

"תחשוב על זה כמו מעילי גשם לחלבונים", אמרה מדינה, המזוהה גם עם מכון האק של פן סטייט למדעי החיים. "בדיוק כמו מעיל גשם שומר אותך יבש, מעטפת ההגנה הזו שומרת על החלבון מפני חום וזיהום, ומאפשרת לו להישאר יציב ופונקציונלי."

תרופות וחיסונים המבוססים על חלבון רגישים בדרך כלל לחום, אור ותנועה, כל אלו עלולים לגרום להם לאבד את המבנה והתפקוד שלהם לאורך זמן, הסביר מדינה. קירור עוזר להאט את תהליך הפירוק הזה, כך שהתרופה תישאר יעילה עד למתן.

"בטמפרטורות גבוהות, חלבונים יתחילו להתפתח ולהפוך ללא פעילים", אמר מדינה. "ההתגלות מתרחשת מכיוון שכשהטמפרטורה עולה, האנרגיה של מולקולות המים תמשוך את החלבון ותפרש אותו. בגלל זה, טיפולי חלבון צריכים לרוב להיות מאוחסנים במקררים או במקפיאים כדי למנוע את ההתפתחות".

מדינה אמרה כי לממצאים אלה יש פוטנציאל להגביל או לבטל את הלוגיסטיקה של שרשרת הקרה, שהיא רשת האספקה ​​הנחוצה להבאת הטיפולים מהמקום שבו הם מיוצרים למרכזי ההפצה השונים לפני מתן המטופלים.

בשנת 2020, צוות אחר של חוקרים מצא כי הלוגיסטיקה של שרשרת קר צפויה לעלות 58 מיליארד דולר ברחבי העולם עד 2026.

"אם משהו משתבש בתהליך, פעילות הטיפול בחלבונים עלולה ללכת לאיבוד, התרופה כבר לא יכולה להיות יעילה או שהיא מזדהמת והחולים עלולים להיפגע", אמר מדינה.

החוקרים אמרו לגישתם יש פוטנציאל להפחית עלויות וחסמים עבור חברות התרופות, מה שעלול להוביל לחיסכון רב יותר ולגישה טובה יותר עבור המטופלים הזקוקים לטיפולים אלו.

"שיטה חדשה זו יכולה גם להוריד מחסומים ולאפשר הפצת התרופות בסביבות מפחידות משאבים על פני כל האוכלוסיות", אמר מדינה. "אנחנו יכולים אפילו להשתמש בזה עבור אלה שנמצאים בשדה הקרב, שם יהיה צורך בטיפולים אלה, אך הגישה לקירור מוגבלת."

בעתיד, החוקרים שואפים להדגים שהשיטה שלהם עובדת עם חלבונים נוספים ושותפות עם חברות תרופות לייצוב מולקולות חלבון או פפטידים שיכולים לשמש במגוון תרופות.

"אנו נמצאים כעת בתהליך של הבטחת זכויות פטנט ומקווים לשתף פעולה עם חברות תרופות כדי להפוך את מוצרי החלבון שלהם ליציבים ונגישים יותר", אמר מדינה.

הצוות כולל את Girish Kirimanjeswara, פרופסור חבר למדעי הווטרינריה והביו-רפואה; Atip Lawanprasert, Mariangely González Vargas ו-Arishya Dewan, סטודנטים לתואר שני בפן סטייט; כמו גם הרמינדר סינג, פוסט-דוקטורט; וסופידה פימצ'רואן, סטודנטית לתואר ראשון. הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים של ההגנה מימנה עבודה זו.

דילוג לתוכן