סיקור מקיף

קוקטייל ננו-נוגדנים שהופק מהחיה למה הצליח לעצור את ווריאנט הדלתא ביעילות רבה

המחקר כלל שיתוף פעולה בין חוקרים ישראלים ואמריקאים מהאוניברסיטה העברית ואוניברסיטת פיטסבורג, פורסם לאחרונה בכתב העת המוביל Nature Communications, וחשף ממצאים מדהימים לגבי יכולתם של ננו-נוגדנים המגיעים מבעלי חיים לנטרל את נגיף הקורונה, על מוטציותיו. בנוסף, המחקר עשוי לסייע במיגור מחלות דומות לקורונה בעתיד

נוגדנים שבודדו מלמות יעילים נגד זן דלתא של נגיף קורונה.   <a href="https://depositphotos.com. ">המחשה: depositphotos.com</a>
נוגדנים שבודדו מלמות יעילים נגד זן דלתא של נגיף קורונה. המחשה: depositphotos.com

מחקר בינלאומי חדש שנערך על ידי צוותי מחקר בראשות החוקר האמריקאי יי שי מאוניברסיטת פיטסבורג וד"ר דינה שניידמן מביה"ס להנדסה ולמדעי המחשב באוניברסיטה העברית, נמצאו ננו-נוגדנים המנטרלים את נגיף הקורונה בבעלי חיים – שגם יעילים מאוד כנגד מוטציות שנמצאו בווריאנטים, כולל דלתא. הממצאים המרתקים, שהוכרזו לפני מספר ימים בכתב העת היוקרתי Nature Communications, מתארים שלושה מנגנונים שונים שבאמצעותם הננו-נוגדנים מנטרלים את הווירוס, חוסמים אותו מהדבקה של תאים ומונעים הופעה של המחלה. הניתוח המבני של הננו-נוגדנים שבוצע על ידי החוקרים מספק אפשרויות לפיתוח חיסונים וטיפולים עתידיים שעשויים לפעול נגד מגוון רחב של נגיפי קורונה, כולל גרסאות שטרם הופיעו.

במחקר קודם של צמד החוקרים וצוותי המחקר של כל אחד מהם במעבדותיהם, שפורסם בחודש דצמבר של השנה שעברה בכתב העת היוקרתי Science, דווח לראשונה על פיתוח הטכנולוגיה לזיהוי ננו-נוגדנים בעזרת פרוטאומיקה (חקר חלבונים בגוף). הרעיון פותח לפני התפשטות מגיפת הקורונה ברחבי העולם, והחוקרים האמינו לאחר התפרצות הנגיף כי הטכנולוגיה תהיה יעילה מספיק כדי להוביל לפריצת דרך מדעית. במהלך מחקרי בן כשלושה חודשים הצליחו החוקרים להפיק במהירות אלפי ננו-נוגדנים לספייקים של ה-SARS-CoV-2 עם ספציפיות ויכולת ניטרול של הווירוס בשיעורים גבוהים מאוד. באמצעות שיטות חישוביות למידול מבני שפיתחו בקבוצה של ד"ר שניידמן מיפו החוקרים את המיקום המדויק של כל ננו-נוגדן על פני הספייקים של וירוס הקורונה, כשמיפוי זה העלה כי ננו-נוגדנים יכולים להשתמש בשפע של מנגנונים חדשים ומתקדמים לחסימת הדבקה בנגיף.

כל מה שרציתם לדעת על זן הדלתא, ולא היה לכם נעים לשאול

כדי להפיק את הננו-נוגדנים נעזרו החוקרים בלמה (Lama) בחוות אלפקות במסצ'וסטס. במהלך עבודתם חיסנו החוקרים למה שחורה בשם וולי (wally) בחתיכת חלבון ספייק מה- SARS-CoV-2 ולאחר כחודשיים המערכת החיסונית שלה ייצרה ננו-נוגדנים כנגד הנגיף. הבחירה בלמה הייתה לא מקרית. כל הגמליים – גמלים, למות, אלפקות, ויקוניות וגואנקות – מייצרים נוגדנים דומים לשלנו ולצידם נוגדנים קטנים יותר, שמשקלם המולקולרי כחצי משל נוגדן של בני אדם. הנוגדנים הקטנים הללו מסוגלים להגיע לאזורים שאינם נגישים לנוגדנים גדולים כמו שלנו, ולפעול בצורה יעילה יותר. המשימה המורכבת הייתה לזהות בתוך הננו-נוגדנים שנמצאו את אלה עם יכולת ניטרול הטובה ביותר למאבק בנגיף הקורונה. המיפוי המבני המדויק שביצעו החוקרים לננו-נוגדנים שנוצרו בחיות אפשר הנדסת קוקטייל ננו-נוגדנים חדש, שמסוגל לכסות את הספייקים של הקורונה במספר מקומות, ובכך למנוע מהווירוס לפתח עמידות לנוגדנים בעזרת מוטציות. בשיתוף פעולה עם פרופ' פול דופרקס מנהל המרכז לחקר חיסונים של פיטסבורג החוקרים מצאו כי שימוש בחלק קטן מהננו-גרם של התרופה מנטרל חלקיקים נגיפיים המספיקים להדבקת מיליון תאים אנושיים. כלומר, מינון נמוך שלהם מספיק כדי לנטרל את וירוס הקורונה.

במחקר הנוכחי, המהווה מחקר המשך למחקר ב-Science, אותו הובילו הסטודנט תומר כהן ודינה שניידמן מאוניברסיטה עברית, נעזרו החוקרים בכלים שפיתחו במעבדה, המבוססים על למידה עמוקה, על מנת למדל את הננו-נוגדנים החדשים. כיום מסוגלים במעבדה האוניברסיטאית לבנות מודלים תלת-ממדיים של ננו-נוגדנים בדיוק גבוה ובמהירות רבה. באמצעות הכלים שלהם, הסיקו החוקרים שחלק מהננו-נוגדנים החדשים שנמצאו נגד קורונה נקשרים לאזורים בספייק שאינם עוברים מוטציות וגם לאזורים אליהם לנוגדנים רגילים אין כלל גישה. הצוות בחר שמונה מבנים של ננו-נוגדנים ספציפיים מתוך עשרות מיליוני ננו-נוגדנים שהוצאו מהלמה לטובת הכנת הקוקטייל, ושנמצאו בעבר יעילים מאוד נגד הנגיף. באמצעות תצפיות אישרו החוקרים כי מספר ננו-נוגדנים פועלים גם נגד זן אלפא של נגיף הקורונה ("הווריאנט הבריטי"), נגד זן הדלתא ("הווריאנט ההודי") ונגד מוטציות אחרות של ה-SARS-CoV-2.

החוקרים אף ניסו להבין לעומק את איך כל מבנה של הננו-נוגדנים פועל, וכתוצאה מכך לתכנן פעולות-מנע מתוחכמות. החוקרים סיווגו את הננו-נוגדנים לשלוש קבוצות עיקריות, בהתבסס על האופן שבו הם מתקשרים עם חלבוני הספייק – הבליטות המקיפות את נגיף הנגיף הכדורי ופועלות כ"מפתחות" לפגיעה בו. קבוצת הנוגדנים הראשונה שנמצאה מתחרה עם החלק של התא האנושי שאליו נקשר חלבון הספייק, ומונעת מהנגיף להיכנס לתאים. קבוצת הנוגדנים השנייה נקשרת לאזור בחלבון הספייק שנשמר ללא שינויים לאורך מספר זנים של נגיף הקורונה – כולל SARS-CoV המקורי. המשמעות היא שננו-נוגדנים מקבוצה זו עשויים לנטרל את SARS-CoV-2 כולל הוריאנטים השונים שלו, ואף נגיפי קורונה אחרים. ננו-נוגדנים מקבוצה שלישית נצמדים לאזור ספציפי של חלבון הספייק שאליו נוגדנים רגילים אינם יכולים לגשת (מפאת גודלם והיקפם). על ידי התחברות לאזור זה, הננו-נוגדן מונע מהחלבון להתקפל בצורה הדרושה לו כדי שיוכל להיכנס לתאים האנושיים. "למציאת מנגנונים אלה יש חשיבות עצומה במניעת כניסת הווירוס לתאים לא רק עבור וריאנטים קיימים ואלה שיכולים להופיע בעתיד, אלא גם עבור וירוסים אחרים ממשפחת הקורונה, שעלולים להתפתח למחלות עולמיות דומות בעתיד", מסביר תומר כהן.

לצערנו, לא ניתן עדיין להשתמש בקוקטייל הננו-נוגדנים, שעדיין לא עבר עד תום את שלב הניסויים הקליניים. "התוצאות של המחקר על הננו-נוגדנים ממשיך להיות מבטיח, אנחנו באמצע הדרך אבל בהחלט רואים שיש תקווה באופק. אישורים כאלה לוקחים זמן", מספרת השבוע ד"ר שניידמן. "אם נוכל להפיק תרופה חדשנית דרך הקוקטייל, זה יהיה טיפול שיוכל להציל חיים – אם יינתן בשלב מוקדם של המחלה לחולים. בנוסף, כל מי שייחשף לחולים מאומתים יוכלו להשתמש בטיפול הזה גם בתור טיפול פרופילקטי (מונע)".

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן