כדי שתרופה חדשה תפעל בגוף האדם, היא חייבת לעשות את דרכה לסוג התא המדויק שבו היא נחוצה ואז, במקרים רבים, להיכנס לתוך התאים. עמיתת הרץ בקה קרלסון מאמינה כי ייעול פיתוח תרופות עתידי דורש יותר נתונים על שלב המסירה הזה. מפתחי תרופות, היא אומרת, יודעים לעתים קרובות על יעדים חדשים ומסקרנים לתרופות להיקשר אליהם, אבל לא יודעים בדיוק איך להכניס תרופות לסוגי תאים מדויקים.
כעת, קרלסון קיבלה פרס מיוזמת היזמות הרולד ניומן ודיוויד גאלאס של קרן הרץ, כדי לתמוך במיזם החדש שלה – פרויקט Deliverome, שהושק בפומבי ב-27 במאי. מאז 2012, היוזמה היזמית סיפקה תמיכה כספית ומקצועית לעמיתי הרץ המציעים פרויקטים חדשניים של הרץ, המציעים משוב חדשני עד 00 דולר, ומממנים פרויקטים יזמיים עד 00$. מיזמים מצליחים בקהילת הרץ.
Deliverome שואפת לבנות את האטלס הראשון בקנה מידה גדול עם גישה פתוחה של החלבונים היושבים על פני השטח של תאים אנושיים שונים ומי מהם יכול להעביר מטען אל תוך התאים הללו. זה יהיה בעל ערך במיוחד עבור חוקרים העובדים על מחלות נדירות, שבהן הביולוגיה עשויה להיות מובנת אך הדחיפה לפיתוח תרופות יעילות נכשלה.
ראינו את הפער הזה בין האקדמיה לתעשייה ורצינו למלא אותו. התקווה שלי היא שזה יעזור לאנשים לפתח תרופות מגוונות יותר ולשרת יותר חולים ויותר אינדיקציות".
בקה קרלסון, עמית הרץ
קרלסון השלימה את מחקריה לתואר שני במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, שם סייעה בפיתוח כלים חדשים לחקור כיצד תאים מגיבים כאשר גנים בודדים כבויים. לאחר הדוקטורט שלה. מחקר, היא עבדה בסטארט-אפ בביולוגיה מרחבית ולאחר מכן בילתה שנתיים ב-Flagship Pioneering, חברת יצירת מיזמים שהשיקה עשרות חברות ביוטכנולוגיה. שם היא הבחינה בצורך במידע נוסף על חלבוני פני השטח של תאים.
תרופות מכוונות לעתים קרובות לחלבונים על פני השטח כדרך לעגינה לסוג תא רצוי, היא מסבירה. אם תרופה צריכה להגיע לכליות, למשל, היא יכולה להיות מתוכננת לזהות ולהיקשר לחלבון פני השטח הייחודי לתאי כליה. הוא משתמש בחלבון הזה כמו תווית כתובת כדי למצוא את היעד הנכון בגוף; על ידי התקשרות לחלבונים בעלי התכונות הנכונות, הוא יכול גם להיכנס לתאים. אבל למצוא באילו חלבונים משטחים לעצב תרופות להיצמד אליהם דורש לעתים קרובות ניסוי וטעייה.
"למרות שחלבוני פני השטח מהווים רק כ-15 עד 20 אחוזים מכלל החלבונים בגוף, יותר מ-60 אחוז מהתרופות מכוונות אליהם", אומר קרלסון. "חלבוני פני השטח הללו חשובים להפליא לפיתוח תרופות, אבל קשה לחקור אותם, ואין מערך נתונים סטנדרטי שעליו יכולים למעשה לשאת מטען לתא."
זה הפער שפרויקט Deliverome, שייסדו במשותף על ידי קרלסון והביוכימאי בובי הולינגסוורת', מתכוון לסגור. באמצעות שילוב של ספקטרומטריית מסה וגנומיקה, הצוות ימדוד את שפע חלבוני השטח על פני סוגים שונים של תאים אנושיים וכן האם כל חלבון יכול לשאת מולקולות מפני השטח של התא אל פנים התא. ראשית, הם יתמקדו בפיתוח הטכנולוגיות לעשות זאת, ולאחר מכן באיסוף ושיתוף כמויות גדולות של נתונים.
"אף אחד לא בנה את מערך הנתונים הזה כי זה קשה", אומר קרלסון. "השיטות אינן קיימות מדף – עלינו לפתח אותן, תוך שילוב טכניקות בדרכים שאף אחד לא היה בעבר".
הפרויקט מתוכנן כארגון מחקר ממוקד (FRO), כלומר יש לו מטרה מדעית ספציפית, תאריך סיום מובנה ומנדט לחלוק את מה שהוא מייצר. זה מודל שנוסח על ידי חברי הרץ סם רודריקס ואדם מרבלסטון לפני יותר מחמש שנים. באמצעות קהילת הרץ, קרלסון נעזר בהנחיה ועצות מרשימה ארוכה של יזמים עמיתים של הרץ, כולל רודריקס ומרבלסטון.
"זה היה מאוד מועיל שיש את המודל הזה להצביע עליו, ולדבר עם אנשים שכבר עשו את זה", אומר קרלסון. "קהילת FRO היא קהילה קטנה אבל גדולה – זה לא מרגיש כאילו אנחנו האנשים הראשונים שמבינים את זה."
כ-FRO, Deliverome מתכננת להשקיע כחמש שנים באיסוף ושחרור הנתונים שלה ברציפות, כ"מיקרו-פרסומים", במקום לחכות לתהליך הפרסום האקדמי בן השנים. הצוות גם מעצב את מערכי הנתונים שלו כך שיהיו נוחים לשימוש על ידי מערכות למידת מכונה, כך שחוקרים יוכלו לפנות לבינה מלאכותית כדי למצוא דפוסים של חלבוני פני השטח שהכי כדאי להשתמש בהם לפיתוח תרופות.
כבר עכשיו, הפרויקט קיבל מימון ראשי של 5 מיליון דולר ממכון אסטרה, שבו קרלסון והולינגסוורת' ישתמשו כדי להרחיב את Deliverome. כרגע הם עובדים כצוות של שניים, אבל הם מתכננים לפתוח מעבדה ב-1 באוגוסט ולהעסיק ארבעה עד שישה מדענים נוספים עד סוף השנה, במיוחד חוקרי פרוטאומיקה וגנומיקה פונקציונלית, כמו גם משתפי פעולה עם רקע של למידת מכונה שיכולים לעזור לעצב את הנתונים לשימוש חישובי.
קרלסון אומרת שהיא נשענה על רשת הרץ הרבה מעבר לשיחות שלה עם רודריקס ומרבלסטון. משוב מוועדת פרס הרץ – הכוללת אנשי ביוטכנולוגיה והון סיכון מנוסים – סייעו לחדד את הפרויקט בשלב מוקדם. Cheri Ackerman Araromi, זוכת ניומן-גאלס בעבר ומנכ"לית ביוטכנולוגיה, הציעה פרספקטיבה וקשרים על בנייה שתחזיק מעמד. ובאמצעות חיבור של הרץ, קרלסון הוזמנה לאחרונה גם לכנס חולי מחלות נדירות, שהיא מקווה שיעזור ל- Deliverome להישאר מבוססת על הצרכים של החולים שהמחקר שלה יוכל לעזור בסופו של דבר. קרלסון מקווה לשמוע מחוקרים שרוצים להיות מעורבים במשימתו של פרויקט Deliverome ישירות – אלו המעוניינים לשתף פעולה, לתרום נתונים או להצטרף לצוות יכולים לפנות אל קרלסון בכתובת (מוגן בדוא"ל).
