גישה חדשנית לטיפול במחלות אוטו-אימוניות מונעת תסמיני מחלה בעכברים

מאת מגזין מכון ויצמן | 27 בדצמבר 2011 | 1

תוצאות המחקר מתפרסמות היום בכתב-העת המדעי Nature Medicine

משמאל: מעכב טבעי (באדום) שולט באנזים (אפור) באמצעות חסימת צבר האבץ (בצהוב) בבקיע בו נמצא האתר הפעיל של האנזים. מימין: נוגדן חדשני (בסגול) פועל ביעילות כמו המעכב הטבעי. איור: מכון ויצמן

מדעני מכון ויצמן למדע פיתחו שיטה המאפשרת להתגבר על מחלות אוטו-אימוניות. במחלות האלה, ובהן טרשת נפוצה, מחלת קרוהן ודלקת פרקים שגרונית, המערכת החיסונית תוקפת בטעות את רקמות הגוף, וגורמת להן נזק. מדעני המכון הצליחו לגייס גורמים מסוימים במערכת החיסונית של עכברים, ולגרום להם לתקוף את אחד ממחוללי התהליכים האוטו-אימוניים. תוצאות המחקר מתפרסמות היום בכתב-העת המדעי Medicine Nature.

משפחת האנזימים MMP ממלאת תפקיד חיוני בתהליכים ביולוגיים חיוניים שונים, כמו, בין השאר, ניידות והתרבות תאים וריפוי פצעים. אבל, כשחברים מסוימים מהמשפחה, ובעיקר 9MMP, יוצאים משליטה, הם עלולים לסייע להתפרצות מחלות אוטו-אימוניות וליצירת גרורות סרטנית. פרופ' אירית שגיא מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון ויצמן למדע, וחברי קבוצת המחקר שלה, חיפשו בשנים האחרונות דרכים לחסום באופן בררני את האנזימים האלה, בתקווה שיכולת זו תפתח את הדרך לפיתוח טיפולים יעילים למחלות אוטו-אימוניות.

בעבר, ניסו מדענים לחסום את חלבוני ה-MMP באמצעות תרופות המבוססות על מולקולות סינתטיות קטנות, שתוקפות ישירות את האנזימים. התברר כי התרופות האלה אינן יעילות, ולעיתים אף גורמות השפעות לוואי לא רצויות. לעומת זאת, כמו במקרים רבים אחרים, הטבע כבר מצא דרך יעילה לבקרת הפעילות של חלבוני MMP. תפקיד זה מוטל על חלבונים מעכבים, הקרויים TIMP, אשר פועלים בהתאמה מבנית מדויקת: הם שולחים "זרוע" החודרת במדויק לבקיע באנזים

ה-MMP בו מצוי האתר הפעיל שלו, וסוגרת אותו כמו פקק. "לרוע המזל," אומרת פרופ' שגיא, "קשה מאוד לחקות את הדיוק הזה באמצעים מלאכותיים".

ד"ר נטע סלע-פסוול, מקבוצתה של פרופ' שגיא, וחברים נוספים בקבוצה, חיפשו דרך לבלום את האנזימים באופן עקיף. כך עלה הרעיון לנסות ולגרום למערכת החיסונית ליצור נוגדנים כנגד האנזימים מחוללי המחלה. מדובר, למעשה, במעין חיסון נגד צבר האבץ המצוי באתר הפעיל של ה-9MMP: כמו בחיסונים נגד מחלות נגיפיות, בהם מחדירים לגוף חלקי נגיפים או נגיפים מומתים, הגורמים למערכת החיסונית ליצור נוגדנים – שיוכלו לאחר מכן לבלום נגיפים, כך גם, שיערו המדענים, אפשר לחסן את הגוף נגד האתר הפעיל של אנזים ה-MMP, ולגרום למערכת החיסונית ליצור נוגדנים שיבלמו את פעילותו.

יחד עם פרופ' אברהם שנצר מהמחלקה לכימיה אורגנית במכון ויצמן למדע, יצרו פרופ' שגיא וחברי קבוצתה, את "תרכיב החיסון": גרסה מלאכותית של צבר האבץ. לאחר מכן הזריקו את החומר לעכברים, ובדקו אם מתחוללת פעילות חיסונית נגד MMP. התברר כי בדם העכברים אכן נמצאו נוגדנים חדשים. ניתוח מפורט של מבנה הנוגדנים החדשים, גילה כי שיטת פעולתם דומה לשיטה שמפעילים המעכבים הטבעיים (חלבוני TIMP): הם שולחים זרוע לתוך הבקיע באנזים, וחוסמים את האתר הפעיל באמצעות קשירת צבר האבץ. נוגדנים אלה הראו בררנות: הם פגעו רק ב-MMP9 ובחבר משפחה נוסף.

בתחילה הצליחו המדענים לבלום בדרך זו את האנזים גורם המחלה (MMP9) בגוף העכבר, אבל בהמשך עלה בידם לבלום גם את גרסת האנזים הפועל בגוף האדם.

בניסוי המשך גרמו המדענים לתסמונת דלקתית בעכברים המדמה את מחלת קרוהן. כפי שקיוו, הצליח הטיפול באמצעות נוגדנים למנוע את הופעת תסמיני המחלה.

"שיטה זו עשויה להוביל לפיתוח טיפולים חדשניים במחלות רבות אשר נגרמות על-ידי חלבונים דומים", אומרת פרופ' שגיא. חברת "ידע מחקר ופיתוח" המקדמת יישומים מסחריים על בסיס המצאות של מדעני מכון ויצמן למדע, הגישה בקשה לרישום פטנט על תרכיב החיסון הסינתטי, וכן על הנוגדנים הנוצרים בעקבות החדרתו לגוף.

במחקר השתתפו גם: ד"ר אורלי דים, ד"ר חיים רוזנברג, רענן מרגלית, ד"ר רינה ארד-ילין, וד"ר ציפי שוהם מהמחלקות לביולוגיה מבנית ולבקרה ביולוגית, רגאוונדה קיקארי מהמחלקה לכימיה אורגנית, ד"ר מירי אייזנשטיין מהמחלקה לתשתיות מחקר כימי, ד"ר אורי ברנר מהמחלקה למשאבים ווטרינרים, וד"ר תמר דנון מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא.

http://www.hayadan.org.il/mmp9.....ne-271211/