המעבדה שנפגעה מטיל איראני ממשיכה לתרום למדע: גילוי חדש מאפשר את פיתוח הדור הבא של תרופות למחלות מטבוליות, סכרת ואף סרטן
קבוצת מחקר מהאוניברסיטה גילתה מנגנון תאי המשמש כ'מערכת בקרה מטבולית' לשליטה ולייעול בקרת האנרגיה ורמת הסוכר בדם. מנגנון זה מאתגר הנחות יסוד קודמות לגבי האופן שבו הגוף חש ומגיב לשינויים ברמות הסוכר וחומרי מזון אחרים. החוקרים דיווחו על מולקולות שפותחו על ידם ומורידות באופן דרמטי את רמות הסוכר בדם של עכברים.
כל התאים חייבים לייצר ולהשתמש באנרגיה כדי לחיות בכל רגע נתון
על כן, ניצב בפניהם אתגר קבוע: לחוש במהירות את זמינות תוצרי המזון כדי לשמור על בקרה אנרגטית תקינה. עד כה, מדענים הסיקו שתאים מסתמכים בעיקר על מנגנוני חישה פנימיים, מופעלי הורמונים, כגון אינסולין כדי להתאים את חילוף החומרים. אולם כעת, מחקר חדש שנערך בהובלת פרופ' אהוד אוחנה ותלמידת הדוקטורט נועה יהושע, מהפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, חושף מנגנון נוסף.
בניסוי שנערך בתאי כבד שהופקו מעכברים, גילו החוקרים שקיימת בתאים מערכת לתגובה מהירה מסונכרנת לחלוטין שמנטרת ישירות את זמינות חומרי המזון על פני השטח שלהם. שני חלבוני הובלה מרכזיים, טרנספורטר הציטראט הכבדי (NaCT) והטרנספורטרים לגלוקוז ,(Glut) לא רק מעבירים חומרי מזון לתוך התא או אל מחוצה לו, אלא, פועלים יחד בתיאום מושלם. חלבונים אלו חשים ברציפות את הרמות המטבוליות הזמינות בגוף באמצעות תקשורת עם תאים אחרים ומתווכים ביניהם, כדי לשמור על בקרה אנרגטית ולשלוט ברמת הסוכר בדם. באמצעות קליטה מיידית ומסונכרנת של מטבוליטים, מולקולות שמטרתן ייצור אנרגיה, הם מצליחים אף לייעל את מערכת בקרת האנרגיה ורמת הסוכר בדם.
"המחקר הזה משנה באופן יסודי את האופן שבו אנחנו חושבים על תזונה תאית ואיזון אנרגיה. במקום לקבל באופן אקראי ופסיבי את כל חומרי המזון, תאי כבד ובסבירות גבוהה תאים רבים נוספים כגון תאי מח, עוקבים באופן פעיל ומנהלים 'משא ומתן' על הצריכה שלהם", הסביר פרופ' אוחנה והוסיף: "הכבד הופך להיות כמעין ספוג של הגלוקוז, בניגוד לתאי שריר התלויים באינסולין, כך שאיבר חדש משחק תפקיד במאזן הגלוקוז בגוף. משא ומתן זה נעשה באמצעות מערכות מולקולריות מתוחכמות ומסונכרנות שנמצאות על פני התא ושולטות ישירות ברמת הסוכר בדם, ברמת החומצות הקרבוקסיליות וברמת ניצול ויצירת אנרגיה. "פיתחנו מולקולות ספציפיות שפוגעות בביטוי הרכיבים במנגנון הסנכרון, וגרמו לירידת רמת הגלוקוז בדם בעכברים. לכן, יש בידינו כלי פוטנציאלי חדש ומשמעותי לריפוי סכרת, סרטן והפרעות מטבוליות אחרות".
פרופ' אוחנה
בכדי להבין את אופן הפעולה של החלבונים, חישבו על NaCT ו- Glut כעל שני בקרי תנועה שמסונכרנים בתקשורת מתמדת ומתואמים כל הזמן, במטרה לשמור על בקרה אנרגטית מיטבית ובקרת רמת הסוכר בדם. החוקרים זיהו אזור מולקולרי ספציפי בחלבון NaCT, שנקרא אזור H4c, ומאפשר את התיאום המולקולרי הזה. כשחלבון טרנספורט אחד חש שינויים בזמינות חומרי הזנה, הוא מיד מאותת לשני להתכוונן בהתאם, וכך מבטיח סינכרוניזציה מושלמת בניהול האנרגיה.
התיאום מרשים: כאשר תאי כבד מורעבים מגלוקוז, גם קליטת הגלוקוז וגם קליטת הציטראט, שנמצא במזונות רבים כגון בפירות הדר, עולות באופן דרמטי כדי לשמור על איזון האנרגיה. עם זאת, ברגע שהגלוקוז הופך זמין שוב, הקליטה המוגברת נפסקת.
(תכלת וכחול NaCT, ירוק Glut)
ההשלכות הטיפוליות של ממצאים אלו מבטיחות
כאשר החוקרים פגעו בביטוי חלבון הטרנספורט NaCT באמצעות מולקולותsiRNA ספציפיות, התרחש משהו מעניין: תאים ספגו באופן ניכר יותר גלוקוז מהסביבה שלהם. כתוצאה מכך רמות הגלוקוז בדם ירדו באופן משמעותי (כ-20 אחוז ירידה) לאחר טיפול אחד בשבוע. מכאן, החוקרים הראו שביכולתם לשלוט באופן יעיל ברמות הסוכר בדם בבעלי חיים. הגישה מציעה אסטרטגיית טיפול חדשה ובעלת ערך פוטנציאלי: שליטה במערכת הסנכרון המטבולית תאפשר להוריד את רמות הסוכר בדם ולהציע גישה טיפולית חדשה למחלות מטבולטיות כדוגמת סכרת, השמנה, כבד שומני ועוד. החוקרים אף הראו שתאי סרטן, הידועים לשמצה בניצול אנרגיה מגלוקוז על מנת לעודד את שגשוגם, מתכנתים מחדש את המערך המטבולי על ידי הגברת ביטוי Glut והורדת ביטוי NaCT. לכן, הסנכרון נפגם ומעודד שגשוג תאי סרטן. מכאן שהמנגנון מהווה מטרה טיפולית אפשרית גם לטיפול בסרטן.
המחקר, בביצוע תלמידת הדוקטורט נועה יהושע, ד"ר הדר עיני-רידר ותרומה מרכזית של ד"ר אחלאם ח'אמיסי, אהרון קשת וחברים נוספים בקבוצת המחקר של פרופ' אוחנה, מייצג שינוי חשוב: ממיקוד בחלבונים תוך תאיים בודדים כחלק ממערכי העברת אותות, להבנת הפעילות המתואמת בין מספר חלבוני ממברנה והסביבה. נתון שעלול להוביל לטיפולים פורצי דרך במטרה לפתח את הדור הבא של טיפולים יעילים יותר למחלות המאתגרות האלה. מעבדתו של פרופ' אוחנה ממשיכה את מאמציה בפיתוח המולקלות כתרופות פוטנציאליות עתידיות לטיפול במחלות הסכרת וההשמנה.
"הגילוי המדעי הזה הוא דוגמה למחקר פורץ דרך שהופך להזדמנות לפיתוח תרופות חדשניות. BGN ,TECHNOLOGIES חברת המסחור של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, מחויבים לתרגם את ההישג הזה לשיתופי פעולה עם חברות בינלאומיות, כדי להביא את הפיתוחים מהמעבדה אל מיטות החולים ולהשפיע על חייהם של מיליונים ברחבי העולם.", ציינה ד"ר גלית מזוז- פרלמוטר, סמנכ"לית בכירה לפיתוח עסקי- ביו, ב-BGN Technologies.
מחקר זה התבצע במעבדתו של פרופ' אוחנה, שנפגעה באופן ישיר ונהרסה בהתקפת הטילים האיראנית על המרכז הרפואי האוניברסיטאי סורוקה. עם זאת, צוות המעבדה נערך מחדש ובאמצעות תמיכה של הנהלת האוניברסיטה והפקולטה למדעי הבריאות, המעבדה מוקמת מחדש והמחקר במעבדה ממשיך במלוא המרץ.
מחקר זה (מענק מס' 592/21) נתמך ע"י הקרן הלאומית למדע ISF וע"י משרד המדע science forefront (מענק מס' 0002069).
ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature Communications.
