עוזר פרופסור לביולוגיה של מכללת בוסטון, Emrah Altindis, זכתה במענק של חמש שנים של 2.5 מיליון דולר מהמכון הלאומי לבריאות לחקר אינסולינים נגיפיים ומנגנונים הקשורים לעיכוב חלבון קולטן IGF-1 ויישומיו הפוטנציאליים בטיפול בסרטן.
אלטנדיס אמר שהוא והחוקרים במעבדתו ישתמשו במענק כדי ללמוד עוד על אופן השימוש באינסולין ויראלי ספציפי – במיוחד גורם גדילה דמוי אינסולין-1 (IGF-1) – כדי לעכב את פעולת קולטן IGF-1, המוגברת ב מגוון מחלות, כולל סרטן אנושי.
אני מאוד נרגש מפרויקט האינסולין הנגיפי שלנו ואסיר תודה למכוני הבריאות הלאומיים על התמיכה החיונית הזו כשאנחנו מתקדמים קדימה. גילינו כמה תגליות חשובות הקשורות לתפקודים ייחודיים של האינסולינים הוויראליים הללו שמכוונים אותנו בכיוון הנכון לפיתוח תרופות חדשות לבלימת קולטן חשוב ובסופו של דבר לשפר את בריאות האדם".
אמרה אלטנדיס, עוזרת פרופסור לביולוגיה, מכללת בוסטון
מעבדת Altindis גילתה ששישה וירוסים מחקים אינסולין אנושי ו-IGF-1 ויש להם פפטידים מיוחדים, שהצוות שלו כינה: אינסולין ויראלי/פפטידים דמויי IGF (VILPs).
המחקר שלהם מתמקד בלמידה נוספת על איך האינסולינים הוויראליים האלה פועלים. חשוב לציין, הניסויים של המעבדה גילו שרק שניים מה-VILPs הללו יכולים לחסום באופן ייחודי קולטן חשוב בשם קולטן לגורם גדילה דמוי אינסולין (IGF1-R), שפעיל יתר על המידה במחלות שונות כולל סרטן השד, השחלות והערמונית, אמר Altindis.
מדענים חיפשו דרכים לעכב את הקולטן הזה בשלושת העשורים האחרונים, אך עדיין לא זכו להצלחה. עם פרס ה-NIH, מהמכון הלאומי לסוכרת ומחלות עיכול וכליות של הסוכנות, אלטינדיס וצוותו מנסים לקבוע בצורה מדויקת יותר כיצד VILPs יכולים לחסום את הקולטן ל-IGF1.
למידה שיכולה להוביל לטיפולים סבירים וספציפיים המעכבים את הקולטן למגוון מחלות.
ידוע כי וירוסים מחקים את חלבוני המערכת החיסונית של המארח כדי לתמרן את המארח במהלך ההדבקה. עם זאת, הגילוי של Altindis Lab זיהה מנגנון חיקוי נוסף. במקרה של אינסולינים ויראליים אלו, הנגיפים מחקים שני הורמונים אנושיים חשובים, אינסולין ו-IGF-1 ופועלים דרך קולטן אינסולין וקולטן IGF-1. אינסולין מווסת את חילוף החומרים בתאים, ופגיעה באיתות קולטני אינסולין גורמת לתנגודת לאינסולין ולסוכרת מסוג 2. הקולטן ל-IGF-1 ממריץ שגשוג וצמיחת תאים, וכל פגיעה קשורה להפרעות גדילה וריבוי בלתי מבוקר.
"בשש השנים האחרונות, הראינו ש-VILPs אלה יכולים לקשור ולהפעיל את הקולטן לאינסולין האנושי ואת הקולטן ל-IGF-1", אמר Altinidis. "בניגוד לאחרים, לשניים מה-VILPs שזיהינו יש תפקיד ייחודי: קשירה ועיכוב ספציפי של הקולטן ל-IGF-1 מבלי להשפיע על תפקוד הקולטן לאינסולין".
קולטני אינסולין וקולטני IGF-1 דומים מאוד במבנה שלהם. לכן, האתגר של אלטנדיס ועמיתיו המדענים היה בניסיון לעצור את התפשטות התאים המופעלת על ידי IGF-1 על ידי עיכוב קולטני IGF-1 מבלי להשפיע על איתות קולטני אינסולין.
באמצעות מודלים מעבדתיים, מעבדת Altindis תחקור כיצד VILPs מתקשרים עם IGF1R באמצעות טכניקות מתקדמות, כולל הדמיית CryoEM ותיוג TurboID. בנוסף, הם ישתמשו ב-phosphoproteomics כדי להבין את אירועי האיתות הייחודיים שמעוררים ה-VILPs.
בנוסף, ניסויים יחקרו את ההשפעות של VILPs על איתות וצמיחה של IGF-1 ברקמות שונות. לבסוף, Altindis אמר שהצוות אמור להיות מסוגל לקבוע את ההשפעות של VILPs אלה על שגשוג תאי סרטן במעבדה תוך התמקדות בסרטן השד ובמודלים קשורים של עכברים.
"למיטב ידיעתנו, VILPs מייצגים את מעכבי הפפטידים החזקים והספציפיים הראשונים של הקולטן ל-IGF-1", אמר אלטנדיס. "בפרויקט זה, המיקוד שלנו הוא להבין את מנגנון הפעולה שלהם. התייחסות לשאלה זו תנחה אותנו בפיתוח מעכבים יעילים אף יותר של הקולטן".
Altindis אמר שיש צורך דחוף לפתח מעכבי קולטן IGF-1 חזקים, ספציפיים ובמחיר סביר לטיפול בסרטן הקשור ל-IGF1R ומחלות אחרות כמו מחלת גרייב. באופן אידיאלי, ניתן להשתמש במעכבים אלה בשילוב עם טיפולים אחרים לטיפול בסרטן בבני אדם. הוא מאמין שלפרויקט יש פוטנציאל להשפיע הן על ההבנה הבסיסית של פעולת הקולטן של IGF-1 וכן להוביל לפיתוח גישות טיפול חדשות לסרטן השד.
"האתגר טמון בתרגום הממצאים הללו לטיפולים מעשיים למחלות", אמר אלטנדיס. "מחקר זה מניח את הבסיס לפיתוחים עתידיים של מחקר והתפתחויות קליניות בתחום ההפרעות הקשורות ל-IGF-1. אנו מקווים לייצר תובנות חדשות ומשמעותיות לגבי ההבנה שלנו לגבי איתות ועיכוב IGF-1, שיובילו בסופו של דבר לתכנון של מעכבים אשר יכול לשמש לטיפול במחלות אנושיות."
