מדענים באוניברסיטת בן-גוריון פיתחו מערכת הובלה ייחודית של תרופות למוח

המערכת, המכונה V-SMART, עשויה מבועיות תת-מיקרוסקופיות בעלות שטח פנים “חכם” המזהה את התאים אליהם יש להוביל את התרופה ומשחררת את התרופה באתר היעד, שם היא פועלת את פעולתה.

מערכת הובלה ייחודית לתרופות פותחה על ידי צוות המדענים פרופ’ אליהו הלדמן, דר’ סרינה גרינברג ודר’ צ’רלס לינדר באוניברסיטת בן-גוריון בנגב. המערכת בנויה מכדוריות תת-מיקרוסקופיות (ננו), אשר הודות למבנה המיוחד שלהן מסוגלות להוביל תרופות היישר אל אתר המטרה בגוף האדם כולל המח ולשחררם שם.

מערכת הובלה חדשנית זו מגדילה את זמינות התרופה באתר המטרה, מצמצמת את תופעות הלוואי ואת רעילותן של תרופות. צוות המחקר הצליח להראות בניסויים עם עכברי מעבדה כי חומר ביולוגי (פפטיד) משכך כאב (אנלגטי) אשר בצורתו החופשית אינו עובר את מחסום דם מח, הצליח בטכנולוגיה זו להגיע למח ולפעול שם, וזאת גם כאשר הוזרק לווריד וגם כאשר ניתן דרך הפה.

המערכת, המכונה V-SMART, עשויה מבועיות תת-מיקרוסקופיות בעלות שטח פנים “חכם” המזהה את התאים אליהם יש להוביל את התרופה ומשחררת את התרופה באתר היעד, שם היא פועלת את פעולתה. חברת היישום של אוניברסיטת בן-גוריון, ב.ג. נגב טכנולוגיות, חתמה לאחרונה על הסכם למתן רישיון לשימוש בטכנולוגית ה-SMART-V עם חברת Lauren Scieneces LLC מניו-יורק. בשיתוף עם החברה האמריקאית, קיבלו המדענים באוניברסיטת בן-גוריון שני מענקי מחקר אמריקאיים יוקרתיים, האחד מאגודת Michael J Fox לפיתוח מערכת ה-SMART-V להובלת חלבון לטיפול במחלת הפרקינסון והשני מאגודת Campbell, להובלת תרופה לטיפול בוירוס ה- HIV במח. כיום, וירוס ה-HIV, הגורם למחלת האיידס, מטופל באמצעות קוקטייל של תרופות שאחד ממרכיביו החשובים אינו חודר למח ולכן, הקוקטייל אינו יעיל בטיפול במה שמכונה neuro-HIV. החדרת התרופה למח באמצעות מערכת ה-SMART-V תאפשר טיפול יעיל יותר ב-neuro-HIV.

אבני הבניין של מערכת ה-SMART-V הם פרי המצאה ופיתוח של מדעני אוניברסיטת בן-גוריון. אבני בניין אלו יוצרות יחדיו קרום (ממברנה) חד-שכבתי, המהווה את המעטפת של הבועיות התת-מיקרוסקופיות. ממברנה חד-שכבתית מאפשרת יציבות של הבועיות ויחד עם זאת- ערעור מהיר של מבנה הבועית ושחרור תוכנה עם הגעתה של הבועית לאתר היעד, שם מתרחשים שינויים בקבוצות פני השטח הגורמים לערעור המבנה של מעטפת הבועית. הממברנה החד-שכבתית הינה דקה ומאפשרת כושר אכסון גבוה בתוך הבועית. להוכחת היתכנות הדגימו החוקרים את יכולתן של הבועיות לעבור מחסומים ביולוגים כמו ממברנת התא, מחסום הדם-מח ודופן המעי ולשגר את התרופה מעבר למחסומים אלו.

כך למשל, הדגימו החוקרים את יכולתן של הבועיות להעביר חלבונים למח ולגרום לאפקטים פרמקולוגים, כמו הפגת כאב. בנוסף לחלבונים, הצליחו החוקרים לשגר באמצעות הבועיות גם חומצות גרעין שונות שהיו פונקציונליות באתר היעד. במחקר משתתפים גם תלמידי מחקר (מסטרנטים ודוקטורנטים) ואנשי סגל נוספים ממחלקות שונות באוניברסיטת בן-גוריון. החוקרים פרסמו עד עתה כ-10 מאמרים מדעיים אודות הבועיות ותכונותיהן ומספר פטנטים להגנת הטכנולוגיה. המימון הראשוני שאפשר את פיתוח הבועיות הגיע מקרן המחקרים היישומית של חברת ב.ג.נגב ובעקבותיו ניתנו לקבוצת המחקר באוניברסיטה מענקי מחקר נוספים. מחקרים בסיסיים להבנת האינטראקציות בין אבני בניין ובירור המנגנון באמצעותו עוברות הבועיות מחסומים ביולוגים, מומן בעבר על ידי הקרן הדו-לאומית ארה”ב-ישראל וממומן כיום על ידי האקדמיה הישראלית למדעים. המחקר מעורר עניין רב בקהילת המדענים העוסקים בפיתוח מערכות להובלת תרופות.

פרופ’ הלדמן, המשמש גם כמדען הראשי של חברת Lauren Sciences, אומר כי הצלחה להעביר חלבונים לטיפול במחלת הפרקינסון תביא לפריצת דרך גם בהובלת חלבונים שלהם פוטנציאל לטיפול במחלות נוירודגנרטיביות אחרות, כמו מחלת האלצהיימר. ד”ר סרינה גרינברג וד”ר צ’רלס לינדר מוסיפים כי אבני הבניין החדשניות מאפשרות יצירת פלטפורמה לשיגור תרופות שונות למח ולאיברים אחרים באופן הדומה לפצצות חכמות המפזרות את התרופה רק במקום בו היא פועלת. “קבוצות רבות בעולם מנסות לפתח מערכות שיגור לתרופות עם תכונות דומות ואנו גאים להיות בחזית המחקר בנושא זה. מחקרים חדשניים והכשרת סטודנטים מצטיינים-הם מיעדיה החשובים של אוניברסיטת בן-גוריון ופרויקט ה- SMART-V מאפשר שילוב בין שני יעדים אלו”, מדגישים החוקרים.