מטרה לתרופה

האנזים MMP9 מקל על התפשטות גרורות, במכון ויצמן מצאו דרך לבלום אותו

כאשר גרורות סרטניות מתפשטות בגוף, או כאשר מתחוללת דלקת חריפה, אפשר להניח שמדובר בתהליכים שבהם מעורבים אנזימים ממשפחת ה-matrix metalloproteinases, או, בקיצור, MMP. אנזימים אלה חותכים חומרים שונים, ובהם גם סיבי קולגן קשים שמחזקים ומחברים את רקמות הגוף. חבר אחד במשפחה זו, האנזים הקרוי MMP9, מיוצר לעיתים קרובות בתאים סרטניים הניתקים מהגידול המקורי שלהם, ויוצאים למסע נדודים בזרם הדם בדרכם לייסוד גרורה סרטנית חדשה. גם רקמות המותקפות על-ידי המערכת החיסונית, כאשר בגוף מתחוללת מחלה אוטו-אימונית, מייצרות את האנזים הזה. מדובר, בקיצור, באנזים שהופעתו מבשרת חדשות רעות. לפיכך, מדענים רבים, במקומות שונים בעולם, מחפשים דרך לחסום את פעילותו בניסיון לפתח טיפול במחלות אלה.

הצעד הראשון המתבקש במסע לחסימתו של MMP9 הוא פיענוח המבנה המרחבי התלת-ממדי של המולקולה שלו. אמנם, חלקים שונים של מבנה האנזים פוענחו בעבר, לרבות המקטע הפעיל, אבל מכיוון שהמקטעים הפעילים של כל אנזימי MMP דומים זה לזה, אין טעם לעצב תרופות שיבלמו אותם. תרופות שיכוונו לבלימת מקטע פעיל של אנזים אחד, יבלמו גם את כל שאר “בני המשפחה”, דבר שעלול לגרום השפעות לוואי חזקות ושליליות. לכן כוונה תשומת הלב אל החלק הגמיש במרכז האנזים (שנקרא תחום המחבר). אלא שלרוע המזל, חלק זה של המולקולה קשה במיוחד לדימות בשיטות הרגילות.

פרופ' אירית שגיא וחברי קבוצת המחקר שהיא עומדת בראשה, במחלקה לביולוגיה מבנית שבפקולטה לכימיה במכון ויצמן למדע, החליטו להתמודד עם האתגר הזה. הם השתמשו בשילוב לא שגרתי של טכניקות כדי לחשוף את מבנה המולקולה השלמה של MMP9. חברי הצוות, שמלבד פרופ' שגיא כללו את תלמיד המחקר גבריאל רוזנבלום מהמחלקה לביולוגיה מבנית במכון ויצמן, ד”ר רותם סרצ'וק מהיחידה לשירותים ביולוגיים, תלמיד המחקר פיליפ ון דן סטין ופרופ' ז'יסליין אופדנאקר מאוניברסיטת לובן, בלגיה, ובסיועו
של ד”ר סידני כהן מהמחלקה לתשתיות מחקר כימי במכון ויצמן למדע, השתמשו במיגוון שיטות, שכל אחת מהן התבססה על המידע שנמצא בשיטה הקודמת. השיטות כללו בדיקות כימיות, פיענוח מבני באמצעות ניתוח הפיזור של קרני X (“רנטגן”), הדמיה של אנזים בודד במדידות במיקרוסקופ כוח אטומי – ועיבוד נתונים מתוחכם שאיפשר חיבור בין השיטות השונות. בדרך זו הצליחו המדענים לגלות את מבנה מולקולת האנזים, הכולל את תחום המחבר. מתברר, שמרחב מולקולרי זה מתאפיין בגמישות רבה, הייחודית רק ל-MMP9 ואינה קיימת בחברים אחרים במשפחה זו. ממצאים אלה פורסמו בכתב-העת המדעי Structure.

ייתכן שתחום המחבר הייחודי והגמיש של MMP9 יהיה בסופו של דבר עקב האכילס שלו: המדענים, בראשותה של פרופ' שגיא, כבר הצליחו לעצב מולקולה שנקשרת לתחום הזה ומנטרלת את פעילותיו. חברת “ידע”, העוסקת בקידום יישומים תעשייתיים המבוססים על המצאותיהם של מדעני מכון ויצמן למדע, כבר הגישה בקשה לרישום פטנט על המולקולה, העשויה להוות בסיס לתרופה חדשה לבלימת גרורות סרטניות ומחלות אוטו-אימוניות.