כימותרפיה, כיצד היא עובדת באמת?

מחקר שנערך לאחרונה באוניברסיטת תל אביב חשף מנגנון האחראי להחדרת יוני נחושת לתאים בגופנו. החוקרים הצליחו, באמצעים חישוביים, לנתח את המבנה, את יכולת התנועה ואת אופן הפעולה של חלבון hCTR1, המעביר יוני נחושת לתוך התא. תגלית זו תאפשר בעתיד להבין טוב יותר את דרך הפעולה של כימותרפיה הנשענת על hCTR1 וחודרות לתא באופן דומה ולשפר טיפול כימותרפיה בסרטן.

פרופ' ניר בן-טל, הדוקטורנטית מאיה שושן והמסטרנט יריב ברקן במחלקה לביוכימיה וביולוגיה מולקולארית באוניברסיטת תל אביב בשיתוף עם פרופ' טורקן הלילוגלו מאיסטנבול חישבו את המבנה המפורט ואת דרך הפעולה של חלבון בשם hCTR1, אחד מהחלבונים הממוקמים בקרום התא (המעטפת השומנית המקיפה כל אחד מתאי גופנו ותוחמת אותו מהסביבה). hCTR1 אחראי על העברת יוני נחושת לתוך התא. בנוסף לתפקיד זה, אותו הועידה לו האבולוציה, הסתבר שהוא מעביר לתוך התא גם את החומר הכימותרפי הפעיל ציספלטין. לדברי פרופ' בן-טל המחקר הנוכחי הינו שלב ראשון בדרך להבנת דרך חדירתה של כימותרפיה לתא ועשוי לסייע בעתיד לתכנון תרופות טובות יותר. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת המדעי PNAS (רשומות האקדמיה הלאומית האמריקנית למדעים).

למידע נוסף בנושא כימותרפיה ועוד, היכנסו לפורומים:
פורום תרופות ייעוץ תרופתי
פורום סרטן (אונקולוגיה)
פורום סרטן ילדים, המטואונקולוגיה ילדים
פורום סרטן ריאות, סרטן ריאה
פורום סרטן הערמונית, סרטן האשכים, סרטן שלפוחית השתן

כ-30% מהחלבונים בגופנו מרכיבים את קרום התא (ומסייעים לשמירה על איזון חומרים תקין בתוך התא). לעומת חלבונים הנמצאים בתוך התא, קשה מאוד לקבוע את צורתם התלת ממדית ואת יכולת התנועה של חלבוני קרום התא. עד למחקר הנוכחי היו הפרטים על hCTR1 ידועים ברזולוציה מאוד נמוכה ולא היה ידוע כלל כיצד הוא נע ולפיכך באיזה אופן הוא מחדיר את יוני הנחושת לתוך התא.

יוני נחושת, בריכוזים נמוכים, חיוניים לתא ודרושים לפעולתם של אנזימים שונים המשתתפים בתהליכים חיוניים כגון קרישת דם, הגנה בפני אוקסידנטים והנשימה התאית. פגיעה בפעילות האנזימים קושרי הנחושת עשויה על כן לגרום למחלות קשות כגון המופיליה, אנמיה, סוכרת ומחלות לב. עם זאת, יון הנחושת כשלעצמו הינו ריאקטיבי ביותר ונוטה ליצור באופן מהיר רדיקלים חופשיים. כתוצאה מכך התפתחו במהלך האבולוציה מנגנונים מורכבים להעברת היון מ"יד ליד" בשרשרת, כשהידיים השונות הינם חלבונים מסוגים שונים. hCTR1 הינו אחד החלבונים בשרשרת.

"מטרת המחקר שלנו הייתה לחשוף פרטים חדשים לגבי המבנה והתנועה של hCTR1 באמצעות מודלים חישוביים, לאתר חומצות אמינו מסוימות האחראיות לפעילות החלבון ולהציע מנגנון לפעולתו", מסביר פרופ' בן-טל.

במהלך המחקר השוו החוקרים את החלבון בין בעלי חיים שונים וגילו אילו אלמנטים נשמרו לאורך האבולוציה בין המינים השונים ואילו לא נשמרו. בין האלמנטים שנשמרו, איתרו החוקרים את אלו האחראים להעברת יוני הנחושת לתוך התא אצל כל בעלי החיים ולפיכך גם אצל האדם.

בשלב ראשון השתמשו החוקרים במבנה הקיים של החלבון ברזולוציה נמוכה ובמידע האבולוציוני על מנת לנבא את המבנה ברזולוציה גבוהה. כל תנועה מסובכת ניתנת לתיאור כסכום של תנועות נדנדה פשוטות המכונות 'אופני תנודה'. בשלב שני, לאחר שניבאו את מבנה החלבון, חקרו, בדרך חישובית, את אופני התנודה שלו. כך גילו מספר אופני תנודה עיקרים המרכיבים את התנועה הכללית של החלבון.

השלב האחרון של המחקר הינו החשוב ביותר: מה ניתן ללמוד מחיזוי המבנה המולקולארי והתנועה של hCTR1 על פעילותו? במקרה זה, החישובים עזרו להציע כיצד מעביר hCTR1 יוני נחושת לתא תוך הגנה בפני הפעילות הרדיקלית המזיקה של היון, כלומר מהו מנגנון הפעולה ברמה המולקולארית.

למאמרים נוספים בנושא כימותרפיה:
נשים: דיקור מצמצם תופעות לוואי כימותרפיה
לא רק כימותרפיה - טיפולים משלימים בסרטן
סרטן: על כימותרפיה וטיפולים ביולוגיים
טיפולי שיניים בזמן כימותרפיה
כימותרפיה יעילה יותר בלילה

"התהליך מתבצע בדרך הבאה: לאחר שיון בודד עובר את הסלקציה, מבנה החלבון משתנה כך שהכניסה לתעלה נחסמת ויונים נוספים לא יכולים להיכנס. היון שעבר נכנס אל תוך התא וחוזר חלילה. הכנסת היונים בזה אחר זה דרך התעלה מאפשרת בקרה הדוקה על כניסתם לתא. המנגנון מדגים כיצד התא מצליח לקלוט יונים החיוניים לתהליכים שונים תוך בקרה על הפוטנציאל ההרסני שלהם." מסבירה שושן.

"המחקר מהווה נדבך נוסף בדרך להבנת המנגנון התאי להובלת יון הנחושת", מסביר פרופ' בן-טל, "כמו כן, הוא חושף את הייחוד של hCTR1, הן מבחינת הארכיטקטורה הכללית והן מבחינת מנגנון ההולכה, בהשוואה לחלבוני קרום המעבירים יונים אחרים. מכיוון שכאמור hCTR1 מעביר גם ציספלטין, חומר המשמש בטיפולי כימותרפיה. יש להבנה זו גם השלכות על חקר מנגנון ההולכה של ציספלטין, הידע הנצבר עשוי להוביל לשיפור בטיפול כימותרפיה".

* המידע המופיע כאן אינו מהווה המלצה לנקיטת הליך רפואי כזה או אחר. כל המסתמך על המידע המוצג עושה זאת על אחריותו בלבד. הגלישה בכפוף לתנאי השימוש באתר