פיתוח חלבון סמי-סינתטי לנשיאת וקשירת תרופות אנטי סרטניות

 מחלקה: הנדסת ביוטכנולוגיה ע"ש אברם וסטלה גולדשטיין-גורן | סטודנטית: הדר דגן | מנחה: ד"ר מרים עמירם

פיתוח תרופות אנטי-סרטניות יעילות וספציפיות הוא אחד האתגרים הגדולים ביותר בחקר מחלת הסרטן לחוקרים באקדמיה ובתעשייה. למרות שתרופות כימותרפיוטיות שמהוות כיום טיפול סטנדרטי בסרטן יעילות מאוד בהרג התאים הסרטניים, השימוש בהן מוגבל בשל מספר סיבות. אחת הסיבות העיקריות היא רעילותן הגבוהה שגורמת לתופעות לוואי חמורות הנובעות מפגיעה בתאים לא סרטניים בגוף, וכן בגלל שהחומר הרעיל לא מצטבר באופן מספק בגידול הסרטני, ומתפזר גם בגוף באיברים הבריאים.

מטרת פרוייקט זה היא לפתח נשא תרופות שמחבר תרופות אנטי סרטניות (כדוגמת תרופות כימותרפיה) לחלבון אלבומין. אלבומין הוא החלבון הנפוץ ביותר בדם, שאחראי להובלה של חומרים רבים בגוף. הוא נוטה להצטבר בגידולים סרטניים כיוון שתאים סרטניים "אוכלים" אותו ומשתמשים בו כמקור אנרגיה לגידולם.

בשל כך, קישור של תרופות אנטי-סרטניות לאלבומין מאפשר הגעה ספציפית של התרופה לגידול במינון גבוה יחסית, תוך מזעור הצטברותה של התרופה ברקמות בריאות בגוף. לכן שילוח התרופה באמצעות אלבומין יאפשר את הגדלת יעילותה וגם יפחית את תופעות הלוואי הנלוות בדרך כלל לטיפול. יתרון נוסף הוא שהקישור לאלבומין מאריך משמעותית את משך הזמן שבו התרופה נשארת בגוף, ובכך מגדיל את הסיכוי שתצליח להגיע אל מקום הפעולה הרצוי, בטרם תפונה מהגוף על ידי מערכות ההפרשה הטבעיות.

לעזור לטבע באמצעות הטכנולוגיה

קצת על נשא התרופות הייחודי שאנו מפתחים: מדובר בחלבון סמי-סינתטי עם תכונות מדויקות ומוגדרות מראש. בטבע, חלבונים בנויים מרצפים שונים של חומצות אמינו, כאשר ישנן 20 חומצות אמינו הזמינות לבניית החלבון. דמיינו לגו עם 20 אבני בניין שונות. תכונות החלבון מושפעות מהסוג ומהסדר של חומצות האמינו שמרכיבות אותו, ואת אלו קובע הדנ"א של היצור החי בו מיוצר החלבון.

בנוסף להן, קיימות עוד עשרות חומצות אמינו סינטתיות, מעבר ל-20 הטבעיות, שמקנות לחלבון תכונות ייחודיות שאינן קיימות בחלבונים טבעיים. בפרוייקט אנחנו משתמשים בחומצות אמינו סינטתיות שביכולתן לקשור באופן יעיל וספציפי חומרים נוספים לחלבון.

איך עושים את זה בפועל? אנחנו עושים שימוש בחיידקים עם קוד דנ"א מיוחד, שמאפשרים לנו לשלב ביעילות עשרות חומצות אמינו סינתטיות באותם החלבונים. חומצות אמינו אלה מאפשרות לנו לקשור באופן מדויק חומצות שומן מרובות לנשא התרופות. מאחר ואחד מתפקידיו של האלבומין בגוף הוא לקשור בחוזקה חומצות שומן ולהוביל אותן לרקמות השונות, חומצות השומן שמוצמדות לנשא התרופות שלנו גורמות לקישור חזק, אך הפיך, בין התרופה האנטי-סרטנית לאלבומין.

המטרה היא שבאמצעות אופטימיזציה של תכונות נשא התרופות נגרום להצטברות מוגברת של התרופה האנטי-סרטנית בגידול, וכך להגברת יעילותה, תוך צמצום תופעות הלוואי שנובעות מפגיעה לא ספציפית של תרופות אלה בתאים בריאים.

סטודנטים

מצולמים משמאל לימין: עומדים: ד"ר מירה עמירם – ראש המעבדה, ליבנה וסרמן, בר ישראלי. יושבים: מיה נוף, דגן הדר, דור גוזלן 

השארת תגובה