ננו-פולימר חדשני שהוכן באוניברסיטת פורדו (אינדיאנה, ארה”ב) יאפשר למדענים המפתחים תרופות לבדוק את יעילותן באופן מהיר וזול יותר.
ננו-פולימר חדשני שהוכן באוניברסיטת פרדיו (אינדיאנה, ארה”ב) יאפשר למדענים המפתחים תרופות לבדוק את יעילותן באופן מהיר וזול יותר.
החוקר W. Andy Tao, פרופסור לביוכימיה וכימיה אנליטית מאוניברסיטת פרדיו (אינדיאנה, ארה”ב) פיתח ננו-פולימר שיוכל לקבוע האם תרופות נוגדות סרטן תהיינה יעילות כנגד תהליכים ביוכימיים שאחראיים להתפתחותו של תא סרטני, אם לאו. ננו-הפולימרים יצמידו את עצמם לחלבוני מטרה שיהיו ניתנים לגילוי לאחר מכן באמצעות שיטה מעבדתית פשוטה יחסית הקרויה נְהוֹרָנוּת כימית – פליטת אור בטמפרטורות נמוכות בעקבות תגובות כימיות [chemoluminescence] (המונח בוויקיפדיה).
ננו-הפולימרים החדשים מצופים ביוני טיטאניום והם נמשכים ונקשרים לחלבונים מזורחנים, אותם החלבונים שאליהם הוספה קבוצת זרחה ואשר תפקידם לשפעל אנזים הקרוי קינאז (kinase). מזה זמן רב ידוע כי פעילות יתר של אנזים זה, קינאז, אחראית להיווצרות תא סרטני, ותרופות נוגדות סרטן רבות מתמקדות בעיכוב פעילות אנזים זה.
“השיטה שלנו אוניברסאלית. ניתן לאתר באמצעותה כל סוג של זרחון שהתחולל בחלבון,” מציין החוקר. “כמו-כן, השיטה שלנו זולה יותר ויכולה להיות שימושית במיוחד.” ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Analytical Chemistry.
כיצד פועלת השיטה? ננו-הפולימרים מוספים לתמיסה בה מצויים החלבונים, חומר כימי האחראי לייזום הזרחון ותרופה המעכבת את פעילות האנזים (קינאז). חלבונים מזורחנים יימצאו רק אם התרופה אינה-יעילה. לתמיסה מוספת גם המערכת Avidin-HPR – החלבון אבידין הקשור לאנזים פראוקסידאז החזרת (horseradish peroxidase). החלבון אבידין נקשר לחומצת ויטמין B המכונה ביוטין ואשר מצויה ע”ג שטח הפנים של ננו-הפולימר. כימיקל המכונה מצע, שמוסף למערכת מאוחר יותר, יגרום לתחילתה של תגובה עם האנזים פראוקסידאז החזרת ובסופו של דבר לשינוי צבעה של התמיסה.
תמיסה בצבע בהיר תצביע על כך שהייתה פעילות קינאז נמוכה וכי קיים ריכוז נמוך של חלבונים מזורחנים – כלומר, התרופה הייתה יעילה. תמיסה כהה יותר תצביע על פעילות קינאז גבוהה יותר ועל יעילות פחותה של התרופה. “השיטה שלנו תוכל להיות שימושית ביותר בתחומי הרוקחות ובגילוי תרופות חדשות,” מציין החוקר.
חיפוש ומציאת מעכבי קינאז באמצעות נוגדנים עשויה להיות שיטה מוגבלת עבור מעבדות רבות בשל עלותה הגבוהה, מאחר וכמותם של נוגדנים הינה נמוכה והם אינם זמינים עבור סוגי תאים רבים. בדיקות רדיואיזוטופית כרוכות במגבלות מרובות ועלולות להיות מסוכנות כתוצאה מהקרינה המעורבת בהן. “כוונתנו הייתה לפתח שיטה שתוכל להוות יישום מסחרי שיחליף את השיטות הרדיואיזוטופית והנוגדנים כשיטה אוניברסאלית לחיפוש ומציאת מעכבי קינאז,” מבהיר החוקר הראשי.
