חיפוש אחר התפקיד הביולוגי של פפטידים, הוביל לגילוי ענף חדש של אפשרויות בתחום הרפואה
פפטידים הם שרשרות מולקולריות קצרות של חומצת אמינו. במובן מסוים, אפשר לראותם כמעין חלבונים קצרים, שגם הם בנויים משרשרות של חומצות אמינו. חלבונים הם ה”מכונות” העיקריות שמפעילות את תהליכי החיים בתא, אבל “אחיהם” הקצרים, הפפטידים, ממלאים תפקידים מעטים יחסית. למשל, הם יכולים לעצור או להאט את תהליך תרגום המידע הגנטי שלפיו נבנים חלבונים בתאים החיים. בכך אפשר לדמות אותם לפסי האטה על כביש מהיר.
אבל – כפי ששר פעם פרנק סינטרה, האם זה הכל? האם אין לפפטידים תפקיד ביולוגי משל עצמם? פרופ’ אטה ליבנה מהפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, ניסתה, יחד עם קבוצת המחקר שלה, לענות על השאלה הזאת.
“מדובר במחקר ארוך טווח”, אומרת פרופ’ ליבנה, “קשה מאוד לאתר פפטידים קטנים, אבל מצד שני, המשמעות של ההצלחה, עשויה להוביל לפיתוח מקור חדש לתרופות ביולוגיות”. במחקר, שבוצע בין היתר בסיוע מענק מחקר מהקרן הלאומית למדע, הצליחו חברי קבוצת המחקר של פרופ’ ליבנה, לבודד פפטיד קצר, ולהראות כי הוא מעכב רשת של חלבונים (אנזימים) האחראים על הוספת אטומי זרחן לחלבונים מסוימים – ובכך משנים את פעילותם.
הוספת אטומי זרחן למולקולות (למשל, מולקולות חלבון), מעוררת תהליכים רבים בתאים, ובין היתר היא מהווה שלב חשוב בתהליכי העברת אותות ומסרים בתאים. מסלולי האותות האלה מבקרים תהליכים מרכזיים בתאים, ובהם התחלקות של תאים, מוות תאי ובמיוחד גדילה והתרבות תאים, בתהליך שמוביל להתפתחות סרטן.
במחקר זה, הצליחו פרופ’ ליבנה וצוותה, להצביע על קיומה של מערכת בקרה חדשה בתאים, המבוססת על פפטידים טבעיים שמקורם באזור ברצף הגנטי, שאינו מקודד לחלבון העיקרי. החוקרים הדגימו את פעולת הפפטיד כמעכב הישרדות של תאי סרטן, את התקדמות הגידול ואף התפשטות של גרורות.
היכולת הזו של הפפטיד לשמש כמעכב נובעת מהרצף הגנטי שמקודד אותו, אשר מכיל שורה של חומצות אמיניות הנראית כמעין “טביעת אצבע” הנמצאת בכל האנזימים מסוג פרוטאין קינז סי. באופן מפתיע, “טביעת האצבע” הזאת נמצאה על הפפטיד הקצר, מה שהצביע על כך שהוא יכול לשמש כמעכב ספציפי של פעילות הזרחון ברשת החלבונים – ובכך לעכב את פעילותה.
חלבונים (ובמיוחד חלבונים מקבוצת הפרוטאין קינזות המונה יותר מ-500 חלבונים שונים) מעבירים מידע חיוני בתוך התאים, ולא אחת, בכך הם מכתיבים את גורל התא. חומר אשר מעכב את פעילות החלבונים הללו, חוסם גם את שרשרת ההוראות שהם מעבירים בתוך התא. בדרך זו, אם שרשרת התקשורת של החלבונים מאותתת לתא סרטני להמשיך להתחלק ולהתרבות, כי אז עיכוב המסרים שעוברים בשרשרת הזאת, יגרום להאטה של התפשטות התאים הסרטניים.
במחקרים שבוצעו בעכברים, הצליחו החוקרים להראות שהפפטיד הקצר יכול לעכב התפתחות של סרטן שד, כמו גם את ההתפתחות של גרורות סרטניות בריאות. מנגמון הפעולה של הפפטיד מבוסס, בין היתר, על כך שהוא בולם את מערכת תיקון הנזקים הגנטיים בתא הסרטני, דבר שלא אחת גורם בהמשך למותו של התא הסרטני. ואכן, המחקר הראה שטיפול בתאי סרטן שד באמצעות הפפטיד – לעתים בשילוב עם כימותרפיה – עשוי לגרום למות התאים הסרטניים.
“חלק מהתרופות הביולוגיות המקובלות היום בטיפול בסרטן, מבוססות על עיכוב הפעילות של מולקולות פרוטאין קינזות”, אומרת פרופ’ ליבנה. “אנחנו סבורים שהדגמה ברורה של תפקיד הפפטיד שמצאנו, היא רק קצה הקרחון. עכשיו, כשאנחנו יודעים שלפחות לחלק מהפפטידים האלה יש תפקיד ביולוגי, אנחנו יכולים להתחיל לגלות את תפקידם של רבים נוספים, ולהיעזר בהם בפיתוח טיפולים רפואיים מתקדמים”.
במחקר השתתפו גם פרופ’ אסתי יגר-לוטם, ופרופ’ משה אלקבץ, וכן דיוויה רם ג’יאראם, סיגל פרוסט, חנן ארגוב, ויג’יאסטלטאר בלסמה ליג’ו, ניקיל פונוור אנטו, אמיטה מוראלדארן, אסף בן ארי, רוז סיני, אילן סמולי, עפרה נובופלנסקי, נח איסקוב, ד”ר דברה טויבר וחן קיסר.
החיים עצמם:
פרופ’ אטה ליבנה, אמא לשני בוגרים, מתרגלת יוגה מזה שנים, מבקרת בקביעות בחדר כושר ובמיוחד אוהבת צעדות בחוף הים. חובבת תרבות, אמנות ובילויים עם חברים. “כאשר הייתי צריכה לבחור את ‘מקצוע חיי'”, היא אומרת, “התלבטתי רבות בין שתי אהבות: מדע וארכטקטורה. לבסוף בחרתי במדע. כך שאם לא הייתי מדענית הייתי כנראה אדריכלית.
צרוף מקרים מעניין שליווה את מחקרה הנוכחי, הוביל לכך שהגן שמקודד את המידע לבניית הפפטיד שנחקר, סומן באות היוונית Eta, כשמה הפרטי של פרופ’ ליבנה.
עוד בנושא באתר הידען:
