גישה חדשה תאפשר רפואה מותאמת אישית לאינספור סוגי מחלות

הטכנולוגיה פורצת הדרך מהווה פתרון לבעיה מרכזית: כיצד להוביל תרופות אל תאים סרטניים באופן היעיל והמדויק ביותר

מחלת הסרטן איננה מחלה אחת אלא אוסף של למעלה מ-500 סוגים של מחלות בעלות מאפיינים ופרופיל גנטי שונה. בשנים האחרונות הושגה פריצת דרך המאפשרת לקבל מידע מפורט לגבי ה”חתימה גנטית” והמאפיינים של כל גידול סרטני. ההתפתחות הזו פותחת את הדלת לחזון שבו ניתן יהיה לטפל בכל חולה בהתאם לפרופיל האישי שלו. “אחת הדרכים החדשניות למתן תרופות ברפואה מותאמת אישית היא באמצעות נשאי תרופות – מעין ‘צוללות’ ננומטריות, המוחדרות לגוף החולה, מוצאות את דרכן אל תאי המטרה באיבר החולה, ומשחררות שם את מטען התרופה,” אומר פרופ’ פאר. ״התרופה היא מולקולות RNA המאפשרת להשתיק גן ספציפי בהתאם לפרופיל של החולה. כדי להגיע ליעדה, נעזרת ‘הצוללת’ ב-‘GPS’ – נוגדן מהמערכת החיסונית, שמתביית בדיוק על תת-אוכלוסייה ספציפית של תאים חולים ומאפשר את שחרור התרופה בתאי היעד. הבעיה היא שתאי הסרטן שונים אלו מאלו ודורשים גם התאמה של מערכת ה GPS לכל חולה. במחקר שלנו מצאנו פתרון חדשני לבעיה זו, ואנו מקווים שהוא יקדם משמעותית את יישומה בפועל של רפואה מותאמת אישית.”

כדי לאפשר טיפול מותאם אישית, יש צורך לא רק בהתאמת התרופה, אלא גם בהתאמת הנשא באופן שיאפשר הגעה לתאי החולה, בהתאם למאפיינים שלהם. על פניו יש צורך ביצירה של מגוון רחב של צוללות שייתן מענה לחולים שונים. אך פיתוח של מספר רחב של צוללות לא אפשרי עם הטכנולוגיה הקיימת. החיבור בין הנוגדנים (ה-GPS) לבין נשאי התרופות (הצוללות), נכון להיום, מתבסס על שיטות כימיות, המתאפיינות בקשיים רבים, כרוכות בתהליכים מורכבים, ממושכים ויקרים, וגם תוצאותיהן אינן משביעות רצון: השליטה בתהליך חלקית בלבד, הניווט אל היעד ופריקת המטען לא תמיד מדויקים.

הטכנולוגיה החדשה שפיתחו פרופ’ דן פאר, ראש המרכז לחקר הביולוגיה של הסרטן באוניברסיטת ת״א ועמיתיו נותנת מענה לבעיות אלה, באמצעות קישור שאינו כימי אלא ביולוגי. איך זה קורה? הפלטפורמה פורצת הדרך מבוססת על חלבון המכונה ‘חלבון מאחה’ ((Linker, שמתווך את הקישור בין נשא התרופות לבין הנוגדן. החלבון המאחה מורכב משני חלקים: חלק אחד מכיל שרשרת שומנית, המאפשרת קישור אל נשא התרופות, שאף הוא עשוי משומן; ואילו לחלק השני יש זיקה גבוהה (משיכה והתאמה טבעית) אל אתר קבוע, הקיים בכל הנוגדנים – דבר המאפשר לו להיקשר אל אלפי ואף מיליוני נוגדנים שונים. בדרך זו מתאפשרות אינספור קומבינציות בין נוגדנים לתרופות, ויתרה מכך: הנוגדנים והתרופות נקשרים זה לזה מעצמם, בתהליך פשוט ומהיר של הרכבה עצמית.  אומר פרופ’ פאר: “צריך רק לערבב את הנוגדנים והחלקיקים הרצויים, בנוכחות החלבון המאחה, והם נקשרים זה לזה מעצמם, בצורה הנכונה וביעילות מירבית. כך נוצרת ‘צוללת’ אפקטיבית, שמגיעה בדיוק למקום הנכון בגוף, ומביאה אליו את התרופה הנכונה בכמות הנדרשת. בשיטה זו הצלחנו לייצר במעבדה כמות תעשייתית של ‘צוללות’ בתוך שעה בלבד – יעילות גבוהה בהרבה מהיכולת התעשייתית הקיימת היום. חשוב מכך, הפיתוח הנדרש על מנת לכוון את הצוללות ליעד חדש הוא מינימאלי.”

החוקרים בחנו את שיטתם על 8 סוגים של תאי מטרה, בשתי מחלות שונות: סרטן דם מסוג לימפומה ומחלה דלקתית של המעי.  בניסוי אחד, שנערך על עכברים במודל לסרטן הדם, שוגרו אל תאי הסרטן מולקולות RNA המשתיקות גן שגורם לחלוקה ולשגשוג של התאים. והתוצאה: תוחלת החיים של העכברים עלתה פי 2.5, וגם תופעות הלוואי היו מעטות. בניסוי השני הצליחו החוקרים להשתיק גן מחולל דלקת בתת-אוכלוסייה של תאי מערכת החיסון, ובכך הפחיתו במידה משמעותית את רמת הדלקת במעי.

“מדובר בפריצת דרך טכנולוגית שמקרבת אותנו מאוד לרפואה אישית מותאמת, יעילה ויישומית – מבחינה רפואית וכלכלית כאחת,” מסכם פרופ’ פאר. “בשיטה שלנו ניתן בתוך מספר שבועות בלבד להכין תרופה מוכנה להזרקה עבור חולה ספציפי, שתהיה מותאמת לפרופיל הגנטי שלו לעומת שנים של פיתוח בשיטות הקודמות. כעת אנחנו מקווים להגיע בהקדם האפשרי לשלב של ניסויים בבני אדם.”

המאמר פורסם בינואר 2018 בכתב העת היוקרתי Nature Nanotechnology. הובילו את המחקר ד”ר רנית קדמי ונופר וייגה. במחקר השתתפו חוקרים ממעבדתו של פרופ’ דן פאר ופרופ’ איתי בנהר מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב, ד״ר מארק בהלקה  מחברת  IDTבארה”ב ופרופ’ ג’ודי ליברמן מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד. המחקר מומן בידי מרכז דותן לחקר המטואונקולוגי באוניברסיטת תל אביב, קרן הלמזלי למחקר בננוטכנולוגיה, קרן ריינין ומענק של ה-ERC (European Research Council).

למאמר המלא

ראו עוד בנושא באתר הידען:

• טיפול חדש מחסל גידולים סרטניים מסוגים שונים בכל הגוף
• מערכת חדשנית להעברת תרופות בגוף
• ננו-חלקיקים נושאי תרופות למאבק בתאי סרטן
• ננו-כמוסות להובלה מדויקת של תרופות