חוקרי Mayo Clinic פיתחו שיטה חדשה לזהות אילו חלבונים צפויים לעורר תגובה חיסונית – תגלית שיכולה לסייע בשיפור הטיפול בהשתלות, רפואה רגנרטיבית ותחומים אחרים שבהם מערכת החיסון ממלאת תפקיד קריטי. התוצאות, שפורסמו ב חומרים ביו, לערער על ההנחה המקובלת בתחום לפיה כל החלבונים נוטים באותה מידה לעורר תגובות חיסוניות.
חלק מהחלבונים יכולים לעורר תגובה חזקה מאוד גם כאשר נותרו רק כמויות זעירות, בעוד שאחרים הרבה פחות מטרידים. זה נותן לנו מפת דרכים ברורה הרבה יותר לתכנון חומרים ביולוגיים בטוחים ועמידים יותר".
Lei Griffiths, Ph.D., MRCVS, מחבר בכיר של המחקר וחוקר ב- Mayo Clinic
הגישה של הצוות משלבת שני גורמים: כמה מכל חלבון קיים וכמה חזק הוא מפעיל את מערכת החיסון. על ידי שילוב המדידות הללו, החוקרים יכולים לדרג חלבונים מהאימונוגניים ביותר לפחות, ולגלות אילו מהם חשובים ביותר.
החוקרים קוראים למדידה זו Ratio of Immunogenicity, או ROI. יישום זה על פני מאות חלבונים חשף דפוסים שלא זוהו בבירור קודם לכן.
אחד הממצאים הבולטים היה מעורב במיטוכונדריה – מבנים בתוך תאים הידועים ביותר בהפקת אנרגיה. המחקר מצא שחלבונים במיטוכונדריה היו בסבירות גבוהה הרבה יותר לעורר תגובות חיסוניות חזקות מאשר חלבונים מחלקים אחרים של התא, ומהווים יותר מרבע מהחלבונים האימונוגניים ביותר שזוהו. סביר להניח שהמיטוכונדריה התפתחה מחיידקים עתיקים, וההיסטוריה האבולוציונית הזו עשויה לעזור להסביר מדוע מערכת החיסון נראית רגישה במיוחד אליהם כאשר הם נחשפים.
"אנחנו חושבים שהגוף מעולם לא קיבל את המיטוכונדריה במלואה כחלק מעצמו – הם בדרך כלל חבויים בתוך התא, וכשהם נחשפים, המערכת החיסונית עדיין עשויה לזהות אותם כזרים", אומר ד"ר גריפית'ס.
ההשלכות מתרחבות מעבר להנדסת רקמות. החוקרים אומרים שאותה אסטרטגיה יכולה לסייע בזיהוי המטרות החיסוניות החשובות ביותר בהשתלת איברים, מחלות זיהומיות וביולוגיה של סרטן. בהשתלה, למשל, דירוג החלבונים האימונוגניים ביותר יוכל בסופו של דבר לעזור למדענים לפתח סמנים ביולוגיים טובים יותר כדי לזהות דחייה מוקדם יותר או להנחות טיפולים ממוקדים יותר.
העבודה גם מתיישרת עם היוזמה האסטרטגית של Mayo Clinic על ידי קידום המדע הדרוש ליצירת מוצרי רפואה רגנרטיבית מהדור הבא. המעבדה של ד"ר גריפית'ס כבר משתמשת בתובנות הללו כדי לשכלל רקמות מהונדסות המיועדות לשימוש קליני, במטרה להסיר את החלבונים שעלולים לגרום לתגובות חיסוניות מזיקות תוך שמירה על המבנה הדרוש לריפוי ושילוב.
"המחקר הזה ממלא פער קריטי בידע", אומר ד"ר גריפית'ס. "אם אנחנו רוצים לבנות טיפולים רגנרטיביים ושתלים שהם באמת בטוחים ויעילים, אנחנו צריכים להבין לא רק שמערכת החיסון מגיבה, אלא למה בדיוק היא מגיבה. ההבנה הזו היא שתעזור להעביר מוצרים טובים יותר לחולים".
