קונסורציום בראשות Penn Medicine של חוקרי רדיולוגיה וכימיה ברחבי ארצות הברית יקדם את ההדמיה של מחלות כמו פרקינסון על ידי בדיקת מעקבי רדיו שהם זיהו המאירים חלבוני α-synuclein (αSyn) או 4R tau בסריקות טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET). חמושים במענק לחמש שנים של 30 מיליון דולר מהמכונים הלאומיים למחלות ושבץ נוירולוגיות, החוקרים מקווים ששיפור ההדמיה ירחיב את מספר ההפרעות הנוירולוגיות שניתן לאבחן באמצעות סריקות PET, יעקוב אחר התקדמותן לאורך זמן, וימדוד בצורה מדויקת יותר. תגובת המטופל לטיפולים.
הדמיית PET משתמשת בתרופה רדיואקטיבית (נותב) הנקשרת לחלבונים או סוכרים מסוימים, כדי להראות אזורים בגוף שיש להם רמות גבוהות יותר של פעילות כימית, דבר המעיד על מחלה. זה היה לפני קצת יותר מעשור שחוקרים זיהו לראשונה חומר רדיואקטיבי שניתן להשתמש בו כדי לזהות נוכחות של רובדי חלבון עמילואיד במוח, שהם בין הסמנים למחלת אלצהיימר. ככל שיצאו לשוק תרופות חדשות לאלצהיימר לניקוי עמילואיד, כמו לקנמב, רדיוטראסר זה הפך לאינטגרלי לאבחון מחלת האלצהיימר ולמעקב אחר התקדמות התרופה.
כעת, רוברט מאך, דוקטורט, הפרופסור ברנטון צ'אנס לרדיולוגיה, יוביל שיתוף פעולה עם מומחים ברחבי הארץ כדי לחפש אחר נותבים דומים לפרקינסון ולמספר מחלות אחרות המתאפיינות כ"פרוטאינופתיות", המתרחשות כאשר חלבונים מסוימים "מתקפלים לא נכון". ומצטבר על המוח. הפרויקט נקרא המרכז ללא קירות ומחבר בין מומחים לרדיולוגיה, כימיה ונוירולוגיה מאוניברסיטת קליפורניה-סן פרנסיסקו, אוניברסיטת פיטסבורג, אוניברסיטת וושינגטון-סט. לואיס, ואוניברסיטת ייל לפתח שני מעקבי רדיו שונים: האחד שייקשר לחלבון במוח המכונה αSyn להדמיה של פרקינסון וניוון מערכת מרובת, והשני שייקשר לחלבון 4R tau להדמיית ניוון פרונטו-טמפורלי ושיתוק על-גרעיני מתקדם.
"בשל המספר העצום של מולקולות אפשריות שניתן להשתמש בהן, תהליך הפיתוח של מעקבי רדיו חדשים היה איטי ומסובך, כמו מציאת מחט בערימת שחת", אמר מאך. "המרכז ללא קירות משלב מומחיות קלינית, מדעית, הדמיית וחישובית מכל מוסדות שונים כדי לפתח פתרון יצירתי לבעיה זו וכבר הביא לניסויים קליניים עבור שלושה מעקבי רדיו שזיהינו. אנו מקווים שמודל שיתופי זה יכול לסייע בפיתוח מעקבי רדיו. שמשנה מהותית את האופן שבו אנו מאבחנים ומטפלים במחלות כמו פרקינסון".
בחמש השנים הראשונות של שיתוף הפעולה, חוקרים מהמחלקה לכימיה של אוניברסיטת פנסילבניה, בראשות E. James Petersson, PhD, פרופסור לכימיה, ביוכימיה וביופיזיקה, פיתחו כלי כימיה חישובית מתקדם. שמעריך את מיליוני המולקולות הפוטנציאליות ומזהה כמה מאות לבדיקה. לאחר מכן הכלי מדגים את האופן שבו מולקולות אלו נקשרות לחלבונים ומתקשרות איתם, ומזהה אילו מהן צפויות להיות היעילות ביותר.
באמצעות שיטה זו, מאות המולקולות הפוטנציאליות צומצמו לשלוש בלבד: שתיים עבור αSyn ואחת עבור 4R tau. במהלך חמש השנים הבאות של הפרויקט, החוקרים יתחילו בניסויים קליניים של שלושת הנותבים בבני אדם.
"עכשיו, כשהראינו שהמודל הכימיה החישובית הזה יכול לזהות את המולקולות הנכונות להיקשר ל-αSyn ולעקוב אחריהם, תקוותנו היא שבקרוב נוכל לחבר כל יעד חלבון למודל ולפתח במהירות מעקב רדיו-טראcer יעיל, ולהכניס את הנותבים הללו למרפאה. מוקדם יותר, כדי שנוכל לאבחן ולנהל טוב יותר מגוון מחלות מסובכות".
מחקר זה ממומן על ידי המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ (U19NS110456).
