מדעני אוניברסיטת תל אביב פיתחו כלי ממוחשב שיסייע ביצירת תרופות חדשות למלחמה בסוכרת ומחלות מטבוליות מולדות כמו השמנת יתר
אוניברסיטת תל אביב
.JPG)
צוות מדענים מאוניברסיטת תל אביב בראשות פרפ’ איתן רופין (החבר הן בסגל בית הספר למדעי המחשב בפקולטה למדעים מדויקים ע”ש ריימונד ובברלי סאקלר והן בסגל הפקולטה לרפואה ע”ש סאקלר באוניברסיטת תל אביב) פיתח כלי ממוחשב שיכול בעתיד לסייע ביצירת תרופות חדשות למלחמה בסוכרת ומחלות מטבוליות מולדות כגון השמנת יתר. הפוטנציאל הגלום בכלי כזה, כפי שתואר לאחרונה בכתב העת Nature Genetics, הוא, שמפתחי תרופות הנלחמים במחלות מטבוליות כגון השמנת-יתר וסוכרת יצוידו בעזרים חישוביים נוספים ליצירת תרופות מתוחכמות חדשות, שיכוונו את הטיפול לא לגן יחיד, כפי שפועלות התרופות העכשוויות, אלא לצירוף של גנים.
פתוח המודל הנוכחי מבוסס על מחקרים קודמים שנעשו בקנדה וארה”ב, שפענחו את אופן פעולתם של גנים בזוגות. המחקר החדש והמורחב שנעשה באוניברסיטת תל-אביב שבו השתתפו גם הפרופסורים יצחק מלכסון, מרטין קופייק והסטודנט המאסטרנט דויד דויטשר, מספק הסברים פונקציונליים נוספים על התפקיד שממלאים 75% מהגנים המטבוליים. “חילוף החומרים, הוא אחד המקרים הנדירים בביולוגיית מערכות, שבהם יש לנו מודל אמין להבנת התהליכים התאיים בכללותם” אומר פרופ’ רופין. “אנחנו מקווים שבעתיד מודל זה ישמש בסיס להתפתחויות חדשות ברפואה,” מוסיף רופין.
את מסלול המחקר של הצוות הנחתה השאלה איזה תפקיד ממלאת הגנטיקה בחילוף החומרים המהווה בסיס לכל תהליכי החיים. חקר השמנת-היתר מעסיק את הקהילה הבינלאומית מכיוון שהיא נמנית עם גורמי הסיכון הבריאותי המשמעותיים ביותר, איתם צריכה החברה המערבית להתמודד. צוות המדענים בנה מודל ממוחשב, שמטרתו חיזוי האופן שבו פעולתם המשותפת של גנים משפיעה על תפקוד חילוף החומרים האנושי תהליכים שעד כה חמקו אלה מתיאור מדעי מדויק.
פרופ’ רופין מוסיף כי “החידוש היה בפיתוח “שיטה חישובית ל’ניסוי וירטואלי’ ממוחשב במיליארדי צירופי גנים.
פרופ’ רופין אמר כי הצוות החוקר שלב את המתמטיקה ואת מדעי המחשב במחקר ביולוגי וגנטי וכן עשה שימוש בשיטות של ביולוגיה חישובית (מערכתית) הנחשבת לאחת הגישות המדוברות ביותר בחקר הביולוגי והרפואי בעשור הזה. התוצר הסופי הוא נתונים גולמיים שמתארים כיצד גנים מפקחים על חילוף החומרים.
פרופ’ רופין מסביר כי פעולת התרופות החדשות שמשפיעות על חילוף החומרים שמפתחים מדענים כיום, מוגבלת כיוון שהגנים לא בהכרח פועלים לבדם או אפילו בזוגות. רוב הגנים פועלים באשכולות. וכמו לכונן קשיח במחשב, שמגבה קבצים כל העת, לגנים יש מערכת מורכבת שמבצעת פקודות ומוודאת שהן מולאו.
“תרופות מקובלות כגון מעכבי MAO לטיפול בדיכאון או Tacrin לטיפול באלצהיימר, משפיעות על הריאקציות המעורבות בהידלדלות כימיקלים מסוימים בגופנו. אבל פעולת תרופות עכשוויות אלה מוגבלת כי הן מכוונות לטיפול בגן בודד ואינן מביאות בחשבון את העובדה שגנים פועלים בזיקת גומלין בדרכים מורכבות” מוסיף פרופ’ רופין.
פרופ’ רופין מעריך שאם המדענים יוכלו להבין ולזהות את כל האופנים שבהם גנים פועלים במשותף לביצוע פקודה בגוף, הם יוכלו ליצור תרופות לטיפול באלצהיימר, השמנת-יתר או סוכרת, שפעולתן תהיה יעילה יותר. אולם, עקב טבען של האינטראקציות, המשימה שלפנינו קשה ומורכבת.
