רזי הרפואה של צמח מרפא סיני

מנגנון פעילותו של הצמח צ’אנג שאן – צמח מרפא סיני המשמש מזה אלפי שנים לטיפול בקדחת שמקורה במלריה – נחשף ע”י מדענים במכון המחקר סקריפס באמצעות מכשיר בעל כושר-הפרדה גבוה.

מנגנון פעילותו של הצמח צ’אנג שאן – צמח מרפא סיני המשמש מזה אלפי שנים לטיפול בקדחת שמקורה במלריה – נחשף ע”י מדענים במכון המחקר סקריפס באמצעות מכשיר בעל כושר-הפרדה גבוה. המבנה, שפורסם בכתב-העת המדעי Nature, מראה ברמה האטומית כיצד פועלת תרכובת דו-ראשית הנגזרת מתוך החומר הפעיל שבצמח המרפא צ’אנג שאן (Chang Shan).

מדענים מודעים לעובדה כי תרכובת זו, המכונה בשם halofuginone (נגזרת של febrifugine), מסוגלת לדכא את המערכת החיסונית, אולם אף חוקר לא הצליח להסביר מהו מנגנון הפעילות המדויק שלה. המבנה שנחשף זה מכבר מראה כי בדומה לאופן פעולתו של מפתח ברגים, החומר halofuginone מצליח לשבש את פעילותה של “מכונה” מולקולארית האחראית לתהליך של “אמינואצילציה” (aminoacylation), תהליך ביולוגי חיוני המאפשר לאורגניזמים לסנתז את החלבונים הדרושים להם.

צמח המרפא צ’אנג שאן, המוכר גם בשמו הבוטני Dichroa febrifuga Lour, כנראה מסייע לטיפול בקדחת שמקורה במלריה לאור העובדה כי חומר דמוי-הלופוגינון הנמצא בצמח משבש את אותו התהליך בטפילים האחראים למחלת המלריה תוך שהוא מדביר אותם במחזור הדם של אדם חולה. “הממצאים החדשים שלנו פותרים תעלומה שהעסיקה אנשים באשר למנגנון פעילותה של תרופה המשמשת לטיפול במלריה מזה 2000 שנים ויותר”, אמר פרופסור Paul Schimmel ממכון המחקר ע”ש סקריפס.

החומר הלופוגינון נבדק בניסויים לשם טיפול בסרטן, אולם התמונה של המולקולה שהתקבלה בכושר-הפרדה גבוה מרמזת כי יש לה מודולריות שתוכל להפוך אותה לשימושית כתבנית כללית לפיתוחן של תרופות רבות לטיפול במחלות אחרות. אמינואצילציה הינה שלב קריטי בסינתזה של חלבונים, שהם התוצרים המוגמרים של ביטוי גנים. כאשר הגנים עוברים ביטוי, רצף הדנ”א שלהם עובר קריאה ומשועתק לרצף רנ”א, שהוא מולקולה דומה לדנ”א. בשלב הבא, רצף הרנ”א “מתורגם” לחלבונים, השונים מאוד מבחינה כימית ממולקולות הדנ”א/רנ”א, ואשר מורכבים משרשראות של חומצות אמינו המחוברות יחדיו בסדר שנקבע ע”י רצף הדנ”א/רנ”א.

לתהליך תרגום זה נדרש אוסף של מולקולות נוספות הקרויות בשם רנ”א מעביר (tRNAs) המשנעות את חומצות האמינו לעבר שרשרת החלבון הגדלה, שם הן משתלבות בדומה להכנת מחרוזת פנינים. אולם, לפני שהן מסוגלות למקם את “הפנינים” באתר הרצוי, הן חייבות לאחוז בהן. האמינואצילציה היא התהליך הביולוגי שבאמצעותו חומצות האמינו נקשרות למולקולת הרנ”א-מעביר. משפחה של אנזימים הקרויים אמינואציל- tRNA סינתאזות היא האחראית לחיבור חומצות האמינו לרנ”א-מעביר ומדעני הצוות חוקרים מזה שנים רבות את הפרטים המולקולאריים של תהליך זה.

עבודתם העניקה למדענים אחרים תובנות חשובות בשלל נושאים, החל בהתפתחות הראשונית וכלה במטרות אפשריות לפיתוח תרופות עתידיות. ממצאי המחקר מראים כי החומר הלופוגינון משבש את פעילותו של אנזים האמינואציל- tRNA סינתאז המחבר את חומצת האמינו פרולין לרנ”א-מעביר המתאים לה. הוא עושה זאת באמצעות חסימת האתר הפעיל של האנזים, האתר שבו נפגשים מולקולת הרנ”א-מעביר וחומצת האמינו, כאשר כל מחצית מהמולקולה חוסמת צד אחר בנקודת מפגש זו. באופן מפתיע, מציין החוקר הראשי, יש צורך גם במולקולת ATP (מקור האנרגיה) על מנת שהחומר הלופוגינון אכן ייקשר לנקודה זו. מנגנון כזה מעולם לא נצפה במחקרי ביוכימיה. “זוהי דוגמה מופלאה של מצב שבו המצע של האנזים (ATP) לוכד את המעכב של אותו האנזים, תוך קבלת תצמיד של אנזים-מצע-מעכב”, מוסיף החוקר הראשי.

הידיעה על המחקר