הישג מדעי גדול: הוצגה פריצת דרך במלחמה במחלות ויראליות
מאת: חיים חביב, 17.5.16, 23:09

זוהתה מולקולת-ענק העשויה לסייע במניעת הדבקה מסכנת חיים בווירוסים. מערכת המחשוב הקוגניטיבי של יבמ, ווטסון, גויסה לסייע ולהאיץ את תהליך גילוי התרופות.

מחלות ויראליות מציבות בפני עולם הרפואה אתגר גדול, בשל יכולת הווירוסים המחוללים אותן לחמוק מחיסונים ולפתח עמידות לתרופות. נגיפים כמו זיקה, אבולה וקדחת דנגי (dengue fever), הפכו למגיפה כלל-עולמית הגובה מחיר אנושי וכלכלי כבד. מדענים ביבמ ובמכון המחקר של סינגפור להנדסה ביולוגית וננו-טכנולוגיה, זיהו מולקולת-ענק (macromolecule) העשויה לסייע במניעת הדבקה מסכנת חיים בווירוסים, בעזרת מנגנון פעולה תלת-שלבי המונע מהווירוס לפתח עמידות בפני תרופות.

המחקר החדש מיישם שיטות מתחום הכימיה הסופר-מולקולרית – מחקר מולקולות גדולות במיוחד (macromolecule) המתוכננות לשלב מגוון תכונות ויכולות לתוך מולקולה בודדת - למלחמה בהדבקה ויראלית. המחקר הוא ככל הנראה הראשון מסוגו בעולם בכל הנוגע במאבק במחלות ויראליות ומערכת המחשוב הקוגניטיבי של יבמ, ווטסון, גויסה אף היא לסייע ולהאיץ את תהליך גילוי התרופות.


פעילות למניעת התפתחות עמידות לתרופות
המקרו-מולקולה החדשה משלבת שורת רכיבים ייעודיים היוצרים פעילות תלת-שלבית במלחמה בהדבקה ויראלית ובשכפול הווירוס, תוך בלימת הסכנה של התפתחות עמידות לתרופות.

בשלב ההתחברות לווירוס (Attraction), משמש חלק מיוחד של המולקולה לבנות קשרים מימניים חזקים המקיימים אינטראקציה אלקטרו-סטאטית, ומושכים אליהם חלבונים המצויים על פני מעטפת הווירוס. כך, נבלמת יכולת ההדבקה הוויראלית והפגיעה בתאים בריאים.

בשלב המניעה (Prevention), משמשים רכיבי Mannose – סוג של סוכר המשולב במקרו-מולקולה – להתקשר ישירות אל הקולטנים של תאים בריאים במערכת החיסונית, כדי לסייע במלחמה בהדבקה הוויראלית ולאפשר זרימה חופשית של תאי ההגנה הטבעיים האלה.

בשלב הניטרול, פועל מרכיב אחר של המולקולה, שמוכר בשם קבוצות אמיניות בסיסיות, בניטרול רמת החומציות (pH) בתוך התא הוויראלי, באופן ההופך אותו בלתי ידידותי לתהליכי שכפול.

המחקר יסייע לתכנן מקרו-מולקולות גמישות תוך בחינת מגוון גדול של וירוסים בקטגוריות שונות, לרבות אבולה, דנגי, מרבורג, שפעת, Chikungunya, Enterovirus 71 והרפס סימפלקס.

בבדיקות ראשונות, לא נצפה תהליך התפתחות של עמידות בפני תרופות. ההתמקדות הבו-זמנית, הן בחלבונים המרכיבים את הווירוס והן באינטראקציות של הווירוס עם הסביבה ובתהליכי השכפול שלו, בולמת את התהליך הנורמלי של הופעת מוטציות חדשות, שמאפשרות לווירוס לחמוק מחיסונים באמצעות פיתוח עמידות.

הטכנולוגיה החדשה עשויה לקדם פוטנציאל רחב של יישומים דוגמת חומר ניקוי אנטי-ויראלי, העשוי לכלול כמות מזערית של מקרו-מולקולות, שתימהלנה במים לניטרול חדר הנגוע למשל באבולה. יישומים פוטנציאליים בטווח הארוך יותר עשויים לכלול פיתוח חיסונים חדשים, שיסייעו במניעת קטגוריות שלמות של מחלות ויראליות.

תמיכת פלטפורמת המחשוב הקוגניטיבי של יבמ עשויה לקדם את המחקר גם בשלב הניסוי הקליני; מערכת Watson Discovery Advisor תוכל לזהות קשרים בין נתונים שונים להאצת הפקת תובנות נוספות.

ד"ר ג'יימס הדריק, חוקר ראשי בתחום חומרים אורגניים מתקדמים במעבדת המחקר של יבמ באלמדן, קליפורניה: "ההתפרצויות האחרונות של וירוסים דוגמת זיקה ואבולה מגבירות את החשיבות בהשגת פריצות דרך בתחום האנטי-ויראלי. הגישה החדשה מציגה אפשרויות מלהיבות ויבמ מעוניינת עתה לשתף פעולה עם אוניברסיטאות וארגונים אחרים כדי לזהות יישומים חדשים של טכנולוגיה זו".

המחקר המקיף - Cooperative Orthogonal Macromolecular Assemblies with Broad Spectrum Antiviral Activity, High Selectivity, and Resistance Mitigation - פורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Macromolecules.