קבוצות המחקר של פרופ' ניב פפו מאוניברסיטת בן גוריון ופרופ' יוליה שיפמן מהאוניברסיטה העברית פיתחו באחרונה שיטה חדשה, המאפשרת סריקה של אלפי ומיליוני מוטציות במקביל. ל"שבע" נמסר, שבכך קיצרו החוקרים תהליך חשוב שעד כה ארך חודשים ואף שנים, לימים בודדים. קיצור זה יזרז מציאת תרופות יעילות למחלות רבות. מאמר אודות הפיתוח פורסם בכתב העת Nature Communication.

הבנת השפעתן של מוטציות אפשריות עבור כל אינטר-אקציה בין 2 חלבונים היא חלק חשוב בעבודת מחקר, אך היא דורשת תהליך סריקה יקר וארוך מאוד. עד כה, השתמשו חוקרים בשיטות המאפשרות מעקב אחר מוטציה בודדת, כאשר מדידה כזו עשויה להתמשך על פני שבועות וחודשים. המשמעות היא שחוקרים עלולים לבזבז זמן יקר, המאט את מציאת הקשר בין מוטציות חלבון לבין התפתחות מחלות.

כיום בתעשיית התרופות, רוב התרופות המבטיחות מבוססות על חלבונים המעכבים אינטר-אקציות בין חלבונים שקשורים למחלות. השיטה החדשה מסייעת בכימות האפקט של כל מוטציה על פעילות החלבון, וכך מאפשרת לחוקרים לתכנן ולפתח תרופות חלבוניות יעילות, סלקטיביות ופחות רעילות בזמן קצר יותר. במטרה לייעל את תהליך סריקת האינטר-אקציות, שילבו החוקרים שיטות מתוחכמות, כמו סריקת ספריות חלבונים, ריצוף עמוק שלהם ונרמול התוצאות כדי לזהות ולדרג את החלבונים המוטנטיים לפי מידת פעילותם.

פרופ' פפו: "הגישה החדשה שלנו מובילה להבנה עמוקה של מנגנוני ההיווצרות של אינטר-אקציות בין חלבונים, ומאפשרת פיתוחם של מעכבים ספציפיים, שיוכלו להבדיל בין חלבוני מטרה הדומים מאוד זה לזה מבחינה מבנית. משום שחלבונים הקשורים למחלות ושייכים לאותה המשפחה הם בעלי מבנה דומה, הגברת הסלקטיביות של התרופות המעכבות אותם הכרחית, אך מאתגרת. השיטה מאפשרת פיתוחן של תרופות ספציפיות עבור כל חלבון מטרה ועבור מחלות רבות".

פרופ' ניב פפו. "הבנה עמוקה" | צילום: דני מכליס אוניברסיטת בן גוריון

"בדיוק כמו בני האדם, חלבונים מנהלים 'קשרים חברתיים'", מסבירה פרופ' שיפמן. "חלק מהחלבונים נקשרים לחלבון אחד לזמן ממושך, בעוד חלבונים אחרים מעדיפים להיקשר באופן אקראי להרבה מאוד חלבונים. כאשר החלבונים מתנהגים כפי שמצפים מהם, הגנום נשאר בריא. אולם, כאשר יכולת הקישור של החלבונים נפגעת, כאשר קשרים שהיו 'יציבים' נשברים מהר מהצפוי או קשרים שהתפרקו לא מצליחים להתאחד מחדש, זה הזמן שבו מתחילות להתרחש מחלות".

פרופ' פפו הוא חבר סגל במחלקה להנדסת ביו-טכנולוגיה באוניברסיטת בן גוריון ובמכון הביו-טכנולוגי הלאומי בנגב (NIBN), ופרופ' שיפמן היא חברת סגל במחלקה לכימיה ביולוגית במכון סילברמן שבאוניברסיטה העברית. המחקר מומן באמצעות מענקי מחקר מהקרן הלאומית למדע (ISF) וממענק מחקר מטעם האיחוד האירופי (ERC) אותם קיבל פפו, וממענק מחקר מהקרן הלאומית למדע (ISF) אותו קיבלה שיפמן.