שאלה של גיבוש

חדשות מדע בשפה ידידותית
01.09.2003
 
פרופ' לסלי לייזרוביץ. ממחקר בסיסי להבנת תרופות

 

 
 
שנים של מחקר בסיסי על היווצרות גבישים הובילו באחרונה לחשיפת מנגנוני הפעולה של תרופות נפוצות נגד מלריה, דבר שעשוי להוביל לפיתוח תרופות משופרות נגד מחלה זו, המפילה - בעיקר באפריקה - מיליוני חללים מדי שנה. פרופ' לסלי לייזרוביץ וד"ר איזבלה וייסבוך מהמחלקה לחקר חומרים ופני שטח במכון ויצמן למדע התמקדו במשך שנים בחקר המבנה של ננו-גבישים, וכן בחקר הדרכים שבהן מולקולות מסוימות מעכבות את היווצרות הגבישים. במחקרים אלה, שהתבצעו באמצעות קרינת X ("רנטגן") שמקורה בסינכרוטרון, הצליחו המדענים להבין את תהליך היצירה של גבישים זעירים דוגמת גבישי הכולסטרול הנוצרים בזרם הדם.
 
קבוצת המחקר, שכללה את תלמידת המחקר (דאז) ד"ר רונית בולר, ד"ר איזבלה וייסבוך ופרופ' לסלי לייזרוביץ מהמחלקה לחקר חומרים ופני שטח במכון, ואת ד"ר מתיו פטרסון וד"ר אורן אלמרסון מחברת "טרנספורם פרמצאוטיקלס" מבוסטון, פיענחה את מנגנון הפעולה של תרופות נפוצות הפוגעות בטפילי המלריה.
 
כמו רוב היצורים החיים, טפיל המלריה, הקרוי פלסמודיום, זקוק לחומצות אמיניות ולברזל. כדי להשיג את החומרים האלה חודרים טפילי הפלסמודיום לתאי דם אדומים ו"שואבים" מהם המוגלובין, שהוא מבנה המורכב מהחלבון גלובין ומהפיגמנט ה"האם". למעשה, הטפיל זקוק רק לגלובין, והוא מפרק אותו מההמוגלובין. כך מצטברות כמויות גדולות יחסית של האם, שמבחינת הטפיל הוא פסולת רעילה. כדי להגן על עצמו מפני הפסולת הרעילה, מעכב הטפיל את פעילותו של ה"האם" ומארגן אותו בגבישים זעירים שאינם רעילים מבחינתו. גביש כזה קרוי המוזואין. במילים אחרות, היכולת לארגן את "פסולת" ההאם בגבישים זעירים של המוזואין היא חיונית ליכולתו של טפיל המלריה להתקיים ולפעול. התרופה קינולין, המשמשת לטיפול במלריה, משבשת את יכולתו של הטפיל לארגן את גבישי ה"האם", דבר שגורם להצטברות מולקולות חופשיות של ה"האם", המרעילות וקוטלות את הטפיל. אבל, כיצד בדיוק מונעת התרופה את היווצרותם של גבישי ההמוזואין? מדענים שניסו לענות על השאלה הזאת נתקלו בקושי לעקוב אחר המתחולל בגבישי ההמוזואין הזעירים, וכך נותרה השאלה ללא תשובה עד למחקר שביצעו באחרונה מדעני המכון.
 
לקראת השלמת עבודת הדוקטורט שלה, נתקלה רונית בולר במאמר שבו דווח על המבנה של גבישי ההמזואין. בשלב זה, מנגנון הפעולה של התרופה קינולין המשמשת לטיפול בחולי מלריה היה עדיין בגדר תעלומה. תיאור המבנה של גבישי ההמזואין המריץ את פרופ' לייזרוביץ ואת רונית בולר לנסות ולפתור את התעלומה הזאת באמצעות ניתוח מחודש של המערכת הגבישית של ההמזואין. על פי נתוני הגביש ובעזרת תוכנית מחשב גילו מדעני המכון, יחד עם עמיתיהם מחו"ל, שאחד ממשטחיו של גביש ההמזואין (הגדל במהירות הרבה ביותר) מתאפיין במבנה המתאים להיקשרותה של תרופות הקינולין, בדרך המזכירה את ההתאמה שבין מפתח למנעול. התקשרותה של תרופת הקינולין למשטח הגביש בולמת את התפתחות הגביש. כך נוצרות כמויות בלתי-מגובשות של ה"האם", דבר שגורם למות הטפיל.
 
תגלית זו הראתה מדוע תרופות מסוימות נגד מלריה יעילות יותר מאחרות: תרופות מתאימות יותר לאתר הקישור של גביש ההמוזואין ייקשרו אליו בקלות רבה יותר, וכך יבלמו את התפתחותו ביעילות רבה יותר. הבנה זו עשויה לאפשר תכנון של תרופות משופרות נגד מלריה. ד"ר רוברט רובין, מבית הספר לרפואה של הרווארד, אמר על מחקר זה: "בעשור האחרון נעשתה המלריה, שוב, לאחת מהמחלות הזיהומיות הנפוצות ביותר בשל העמידות שלה לתרופות ממשפחת הקינולין. הממצאים החדשים הם חיוניים בכך שהם מספקים לנו מידע משופר על התרופות הקיימות ועוזרים לפתח תרופות חדשות".
 

סודו של טפיל

טפילי הלסמודיום גורמי המלריה משנים ללא הרף את צורתם, וכך הם מצליחים להתחמק מהמערכת החיסונית של גוף האדם. כאשר יתוש נגוע בטפיל עוקץ את האדם, הוא מכניס לגוף את הטפיל, שתוך 30 דקות בלבד חודר מזרם הדם אל הכבד. פרק זמן קצר זה אינו מאפשר למערכת החיסונית לבלום את הפולש הקטלני באמצעות נוגדנים. כל טפיל חודר לתא נפרד בכבד, משתלט עליו וגורם לו לייצר אלפי "מרוזואיטים" שהורגים את התא ועוברים ממנו לתאי הדם האדומים, שם הם מתחילים לפרק את ההמוגלובין. בשלב זה תאי ה-T של המערכת החיסונית כבר מתחילים לפעול נגד הפולשים, אך תגובתם איטית יחסית, וכך, ללא תרופות נוגדות מלריה, עלול הגוף להפסיד במערכה נגד הפולשים.
 

שתף

שתף