החלבונים חדשים מעורבים בהתרבותו של האיידס בתוך התאים האנושיים והמדענים הצליחו לנצל זאת כדי לבלום את ההתפשטות. התגלית יכולה להביא ליצירת תרופות חדשניות ויעילות יותר נגד האיידס
וירוסים הם יצורים קטנים ומינימליסטים. גם וירוס ה- HIV, הגורם למחלת האיידס, אינו שונה. גודלו אינו עולה על 100 ננומטר (בערך מאית מגודלו של תא אנושי טיפוסי) והוא מכיל רק 9 גנים, המקודדים ליצירתם של 15 חלבונים בלבד. אך במלחמה בוירוס, תהיה זו טעות להתייחס אך ורק לחלבונים המעטים הללו כמטרות עוינות. הוירוס משתמש בחלבונים אנושיים רבים כדי להתרבות, ויתכן כי בעתיד נוכל לפתח תרופות אשר יקשרו לחלבונים האנושיים הנכונים וימנעו מהוירוס לנצל אותם לצרכיו.
חוקרים בבית הספר לרפואה של הארוורד השתמשו בטכניקה הנקראת RNA interference (השתקת רנ”א), על מנת לעבור על אלפי גנים, וזיהו 273 חלבונים אנושיים הנחוצים ל- HIV על מנת להתרבות בתוך התאים. התגלית פורסמה אונליין ב- Science Express, וחשיבותה מגיעה מהעובדה שרוב החלבונים לא זוהו עד עתה כמטרות אפשריות במלחמה נגד האיידס.
התרופות הנמצאות בשימוש כיום מגיבות ישירות עם הוירוס עצמו. למרות יעילותן העצומה, מספיקה מוטציה פשוטה מצד הוירוס כדי לשנות את הדרך בה הוא מגיב עם התרופות וע”י כך להתחמק מהן. מכיוון שוירוס ה- HIV עובר אבולוציה בקצב מסחרר, לא קיימת תרופה בודדת המסוגלת לעצור את הוירוס. חולי איידס לוקחים קוקטייל המכיל מספר תרופות שונות, כדי שגם אם הוירוס יעבור מוטציה המנטרלת תרופה אחת, השתיים האחרות יוכלו עדיין להרוג אותו. יחד עם זאת, קיים חשש גדול כי בשלב מסויים יתפתחו זנים של HIV שיהיו חסינים גם בפני הקוקטייל. מכיוון שהוירוס עובר אבולוציה כל הזמן, זה רק עניין של זמן.
“תרופות אנטי-ויראליות עושות עבודה טובה כרגע. הן שומרות על אנשים בחיים. אך לכולן יש את אותה הבעיה, שהוירוס יכול לפתח עמידות כנגדן. לכן החלטנו לנסות גישה שונה, המתמקדת בחלבונים האנושיים שהוירוס מנצל לצרכיו,” אומר סטפן אלדג’, אחראי המחקר ופרופסור בבית הספר לרפואה של הארוורד. “הוירוס לא יהיה מסוגל לעבור מספיק מוטציות בזמן, כדי להתמודד עם תרופות שמשפיעות על החלבונים האלו.”
בעשרים השנה האחרונות, מעבדות בכל העולם קידמו את הבנתנו אודות מחזור החיים של וירוס ה- HIV. זוהו עשרות חלבונים אנושיים, אותם מנצל הוירוס על מנת להתרבות בתוך התאים. המחקר החדש מסתמך על ההבנות הללו, ומגלה למעלה ממאתיים חלבונים אנושיים חדשים הנחוצים לוירוס. אותם חלבונים אחראיים על מספר מפתיע של פעולות תאיות, החל בהנעת חלבונים בתוך התא וכלה בחלבונים המביאים למוות מתוכנן של התא.
הרשימה המעודכנת והמורחבת של החלבונים האנושיים מהווה בסיס למאות מחקרים חדשים אפשריים. לפי אלדג’, “מדענים יכולים להסתכל ברשימה, לנבא למה ה- HIV זקוק לחלבון מסויים, ואז לבחון את ההיפותזה שלהם.” הוא מקווה שהמחקר לפי הרשימה שיצר יפיק תרופות חדשות ויעילות.
כיצד הגיעו החוקרים לרשימה המורחבת?
אברהם בראס, הכותב הראשי של המאמר וחוקר בפוסט-דוקטורט, השתמש במאגר של גדילי רנ”א משתקים קצרים (Short interfering RNAs – siRNAs). כל אחד מהגדילים כוון כנגד גן אנושי ספציפי, והיה מסוגל למעשה ‘לשתק’ את הגן ולמנוע ממנו ליצור את החלבון לו הוא מקודד.
בראס השתמש במחקר בצלחות המכילות אלפי באריות, שבתוכן הוא גידל תאים אנושיים. לכל בארית הוזרק גדיל רנ”א משתק שונה, המכוון כנגד גן אחד בלבד. לפיכך, בכל אחת הבאריות היו נוכחים אותם תאים בדיוק – אך בכל בארית, התאים לא ביטאו חלבון אחר. בשלב הבא, בראס שילח את וירוס ה- HIV בתאים שבבאריות. בראס הבחין כי בחלק מהבאריות הוירוס אינו מתרבה היטב, ומכך הסיק מהם החלבונים שהיעלמותם מפריעה להתרבותו של הוירוס.
מתוך 273 החלבונים שנחשפו במחקר, רק 36 הופללו בעבר במעורבותם במחזור החיים של ה- HIV. על מנת לאמת את התוצאות, בראס בחר שלושה מתוך 237 החלבונים האחרים, והעביר אותם מגוון של בדיקות גנטיות קפדניות, שהוכיחו שאכן יש להם תפקיד בהתרבותו של ה- HIV. הוכחה עקיפה התקבלה גם מתוך העובדה שתאי מערכת החיסון – אותם תאים שה- HIV תוקף – מכילים ריכוזים גבוהים של חלבונים רבים מתוך 273 האפשריים.
“זהו הסינון הגנטי המלא הראשון, המנסה למצוא חלבונים אנושיים הדרושים ל- HIV, ואנחנו בטוחים שהתוצאות נכונות,” אומר בראס. “קרוב לוודאי שפספסנו מספר חלבונים, אך רוב החלבונים שמצאנו קשורים בסבירות גבוהה ל- HIV ולדרך התרבותו.”
“אנחנו מתקרבים להבנה מערכתית של ה- HIV,” מוסיף אלדג’. “בעזרתה יתכן שנוכל להתערב ולשבש חלקים במערכת כדי לעצור את התרבות האיידס, אך מבלי לגרום לתאים שלנו לחלות.”
4 תגובות
להערכתי ייתכן שאפילו לא יהיה צורך לשתק את החלבון אלא רק לשנותו באופן שיימנע מן הווירוס את השימוש בו מבלי שיפגע בתפקודו בגופנו.
אביתר,
התקווה היא שנגלה חומרים שמסוגלים לשתק רק חלבון אחד מה- 273, וששיתוק החלבון הזה לא תפריע לפעילות התאים יתר על המידה – אבל היא תביא לעצירה מוחלטת של הוירוס.
אבל אם נשתק את 273 החלבונים האלה שבתאי גוף האדם או אפילו חלק קטן מהם מה יקרה לתפקוד של תאי האדם? אם הם קיימים בתאים שלנו אז קנראה יש סיבה ואנו זקוקים לחלבונים האלה בתאים שלנו.
יש גם להזכיר שאחד החוקרים הוא ישראלי בשם יאיר בניטה