סיקור מקיף

מערכת חדשנית להעברת תרופות בגוף

צוות חוקרים הצליח לפתח טכנולוגיית קישור ייחודית שמטרתה למזג בין נשא להעברה של תרופה סינתטית (ננו-כמוסה של חומצת גרעין) לבין גישה חדשה לפפטיד מצולב. הנשא החדשני מאפשר להעביר הן מולקולות קטנות והן חומצות גרעין (דנ"א או רנ"א) לתאים השונים. השילוב הזה מייצר ננו-כמוסות המסוגלות להעביר מולקולות גנטיות או רוקחיות למטרה מוגדרת בתוך התאים או אל פני השטח שלהם.

ננו-כמוסה של חומצות גרעין ופפטידים המשחררת את התרופה שבתוכה בתגובה לאנזימים מוגדרים. (1) בשלב הראשון הפפטיד עובר הצלבה על פני השטח של ננו-החלקיק; (2) בשלב הבא, אנזים מוגדר מזהה את קבוצת ההצלבה הפפטידית, (3) ובשלב האחרון, פרוק האנזים מביא לשחרור התרופה או חומצות הגרעין שהיו אצורות בתוך הכמוסה. באדיבות: Joseph Luciani/UConn.
ננו-כמוסה של חומצות גרעין ופפטידים המשחררת את התרופה שבתוכה בתגובה לאנזימים מוגדרים. (1) בשלב הראשון הפפטיד עובר הצלבה על פני השטח של ננו-החלקיק; (2) בשלב הבא, אנזים מוגדר מזהה את קבוצת ההצלבה הפפטידית, (3) ובשלב האחרון, פרוק האנזים מביא לשחרור התרופה או חומצות הגרעין שהיו אצורות בתוך הכמוסה. באדיבות: Joseph Luciani/UConn.

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

מערכת חדשנית להעברת תרופות, העושה שימוש בננו-כמוסה סינתטית-ביולוגית משולבת, תוכל לספק טכנולוגיה חכמה לטיפול ממוקד-מטרה עבור שלל מחלות חמורות. המערכת המשולבת מספקת שיטה לתיקון תאים פגומים ברמה הגנטית – בו בזמן מבלי לפגוע בתאים הבריאים – זאת במטרה להגביר את יעילות הטיפולים ולהפחית תופעות לוואי בלתי רצויות.

"לא קיימת מערכת העברה אחת המתאימה לכל המטרות", אומרת Jessica Rouge, פרופסור לכימיה באוניברסיטת קונטיקט וכותבת המאמר המפרט את הממצאים, שפורסם בכתב העת המדעי Bioconjugate Chemistry. "היופי של המערכת הזו הוא בכך שהיא ניתנת לתכנות, שהיא מודולארית ושיש לה את היכולת לשלב במהירות מגוון פפטידים. היא ניתנת להתאמה כך שתהיה מסוגלת להיאבק במחלות חדשות בו ברגע שהן מתגלות". מערכת ההובלה משלבת בתוכה חלבונים סינתטיים, חומרים פעילי שטח וחומצות גרעין לשם יצירת ננו-כמוסה המאפשרת שחרור מותאם-מועד על בסיס אנזימים של תרופה נתונה ושל רצף חומצות גרעין (דנ"א או רנ"א). ממצאים אלו נגזרים מתוך המחקר של צוות המדענים שניסו להבין כיצד אנזימים וחומצות גרעין ניתנים לשימוש בדרכים חדשניות על מנת לפתח תגובות בררניות וממוקדות במיוחד במערכות כימיות וביולוגיות.

צוות החוקרים הצליח לפתח טכנולוגיית קישור ייחודית שמטרתה למזג בין נשא להעברה של תרופה סינתטית (ננו-כמוסה של חומצת גרעין) לבין גישה חדשה לפפטיד מצולב. הנשא החדשני מאפשר להעביר הן מולקולות קטנות והן חומצות גרעין, דנ"א או רנ"א, לתאים השונים. השילוב הזה מייצר ננו-כמוסות המסוגלות להעביר מולקולות גנטיות או רוקחיות למטרה מוגדרת בתוך התאים או אל פני השטח שלהם. לאחר שהם מנותבים בדיוק לכיוון היעד שלהם, החומרים האצורים בתוך הכמוסות משוחררים בשלב הבא, בסמוך או בתוך התאים הפגומים, כתלות בסביבה הביוכימית. במערכת החדשנית, שחרור זה אינו מתקיים אלא אם כן הפפטיד המצולב מגיב עם אנזימים מוגדרים שגורמים לננו-כמוסה להתבקע ובסופו של דבר להתפרק בתוך הגוף. בעוד שהחוקרת הראשית מאמינה שבשיטה החדשנית שלה גלומה הבטחה ברורה לצמצום תופעות הלוואי השליליות הכרוכות בכימותרפיה, היא משוכנעת כי השיטה תוכל להיות מיושמת גם עבור מספר מחלות גנטיות אחרות. במסגרת המחקר הנוכחי, המדענים ערכו בדיקות בתרביות תאים תוך שימוש בשני אנזימים הנמצאים בריכוזים גבוהים בתאים סרטניים – cathepsin B וכןMMP9 . כאשר אנזימים אלו הוכנסו לתוך הננו-כמוסות החדשניות, אלו הצליחו לשחרר את המטען שלהם רק במגע עם האנזימים הייעודיים ובתנאים מוגדרים. החוקרים הדגימו כי כאשר המערכת באה במגע עם אנזימים לא ייעודיים, לא מתרחשת כל התפרקות של הכמוסה, ממצא חשוב המוכיח כי רק המפתח האנזימטי הנכון יכול לשחרר את התרופה האצורה בתוך הכמוסה. בנוסף, החוקרים הוכיחו גם כי התרופה משתחררת רק ברמת חומציות מוגדרת, ממצא המצביע על כך כי רמת החומציות של הסביבה התאית תוכל לווסת את מועד ומיקום שחרור התרופה בגוף.

בשיטות טיפול רגילות, העברה של תרופות הינה מהירה ומלאה, ולעיתים קרובות היא אינה תלויה ברמות האנזימים המבוטאים בתאים. בנוסף, השיטות הקיימות מגבירות את הסיכוי למינון יתר ולכך שהתרופה לא תגיע בצורתה האפקטיבית לתאים המיועדים. במסגרת שיטות כאלו לעיתים קרובות מתפתחות תופעות לוואי שליליות העלולות להיות, במקרים מסוימים, חמורות מהמחלה עצמה – תופעה נפוצה בעיקר בטיפולים כימותרפיים, המיועדים לחסל תאים סרטניים, אך אינם מבדילים בינם לבין התאים הבריאים הסמוכים להם.

תקציר המאמר

הידיעה על המחקר

ראו עוד בנושא באתר הידען:

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן