פרודת כדורגל לשם מאבק בנגיף האיידס

באמצעות הדמיות מחשב, החוקרים בדקו למעלה ממאה תולדות פולרנים פחמניים או בשמם הידוע בתחום “כדורי-באקי” כדי לבחון אם ניתן להשתמש בהן בכדי לעכב את התפתחותו של אחד מזני נגיף האיידס ע”י חיבורן לאתר הקישור שלו

החוקר Andrew Barron מאוניברסיטת Rice וקבוצתו, בשיתוף פעולה עם מעבדות נוספות באיטליה, גרמניה ויוון, הצליחו לזהות פרודות ייחודיות שתוכלנה לחסום את הדרכים שבאמצעותן נגיף ה- HIV – הנגיף הקטלני האחראי למחלת האיידס – מתפשט ע”י מניעת יכולתו להיקשר לחלבונים אחרים.

באמצעות הדמיות מחשב, החוקרים בדקו למעלה ממאה תולדות פולרנים פחמניים או בשמם הידוע בתחום “כדורי-באקי” (C60 ,”buckyball”), שהוכנו תחילה למטרות אחרות, כדי לבחון אם ניתן להשתמש בהן בכדי לעכב את התפתחותו של אחד מזני נגיף האיידס (HIV-1 PR) ע”י חיבורן לאתר הקישור שלו.

“ישנם הרבה מדענים המבצעים סוג כזה של מחקר, אך לרוב אלו קבוצת מחקר אחת או חברת פרמצבטיקה אחת הנוקטות בגישת “רובה-ציד” – הכן פרודה, נסה את פעילותה, ואז הכן עוד ועוד פרודות ונסה גם אותן תוך שיפור מושכל של תכונותיהן,” אמר החוקר הראשי, שהינו פרופסור לכימיה ולמדעי-החומרים. “הגישה מעניינת מכיוון שאנו מטפלים בבעיה בדרך מושכלת ביותר.” החוקרים פרסמו את ממצאיהם במאמר שפורסם בכתב-העת המדעי Journal of Chemical Information and Modeling.

השיטה שלהם להדמיית דרכים למאבק בנגיף אינה ייחודית, אולם הייחוד היה בסוג שיתוף הפעולה שלהם עם קבוצות מחקר מחמישה מוסדות שונים – שתיים ביוון, אחת בגרמניה, אחת באיטליה וקבוצתו של החוקר עצמו באוניברסיטה – שהתנהל באמצעות קשרי דוא”ל ודיונים לאורך חודשים רבים, כאשר כל קבוצה עובדת על היבט אחר בנושא. “יש קבוצות שמעודן לא נפגשו אחת עם השנייה באופן אישי,” מסביר החוקר הראשי. העובדה המרתקת, הוא אומר, טמונה בכך שהמחקר התבצע עד עתה ללא כל מימון חיצוני.

השימוש בהדמיות ממוחשבות בכדי לצמצם את אוסף הפולרנים הנבדקים לשם מציאת התרכובת היעילה ביותר, הינו “ההליך הקצר והזול ביותר עבור תכנון תרופות יעיל ושכלתני,” כתבו החוקרים במאמר.

“לפני זמן רב, יחסית, חוקרים שונים הבחינו בעובדה כי התרכובת C60 מתאימה באופן מושלם ל”כיס” ההידרופובי של הנגיף, והיא בעלת השפעה מעכבת,” מסביר החוקר. “פעילות זו אינה חזקה במיוחד, אך יש לה יכולת לשמש למציאת תולדות שפעילותן הרבה יותר חזקה. הבעיה היא שזו אינה התולדה המושלמת. המטרה הייתה למצוא תרכובת קיימת של תולדת פולרן שתוכל לשמש כמקור לשינויים כך שתתאים באופן מדויק.”

האוניברסיטה נכנסה למחקר זה, אומר החוקר הראשי, “מאחר ואנו הכנו את התרכובות ולשותפינו היית שיטה מעולה לבחינה ממוחשבת (in-silico) שלהן. הם פנו אלינו ושאלו אם יוכלו להשתמש במקצת מהתרכובות. מייד לאחר-מכן התחלנו לזרוק יחדיו רעיונות למחקר.

“התחלנו לחשוב על ניסוי פשוט ביותר לשם מדידת יעילות הזיקה של תרכובת לאתר הקישור של הנגיף, אז לבצע את החישובים הללו עבור אוסף של תרכובות ולהחליט מי מהן היעילה ביותר – ואז להכינה במעבדה ולבחון את טיב המתאם עם ממצאי החישובים,” מסביר החוקר. “אם השיטה תעבוד, אזי יש בידך דרך לתכנן את התרכובת המושלמת. מחקרנו היה השלב הראשון בתהליך ארוך זה.”

בסופו של דבר, באמצעות חישוביהם הממוחשבים, החוקרים מצאו שתי התאמות טובות מקרב תולדות הפולרנים שנבחנו ועתה הם עובדים על הגברת יעילות הזיקה שלהן לשם קבלת אותה תרכובת מושלמת, אחת שתיקשר לנגיף כאילו הייתה סקוטש נצמד (Velcro) ותוכל להתכוונן עבור זנים נוספים.

“זהו רק היבט אחד של הבעיה – אנחנו לא מצפים לרפא את המחלה, אלא רק לעכבה ולטפל בה,” מסביר החוקר. המטרה, הוא מוסיף, הינה הפיתוח של שיטה להכנה מהירה של תרופות שתוכלנה לפעול על זנים שונים של נגיף האיידס ושל מחלות אחרות.

הידיעה מאוניברסיטת רייס