Searching for the biological role of peptides, led to the discovery of a new branch of possibilities in the field of medicine
פפטידים הם שרשרות מולקולריות קצרות של חומצת אמינו. במובן מסוים, אפשר לראותם כמעין חלבונים קצרים, שגם הם בנויים משרשרות של חומצות אמינו. חלבונים הם ה"מכונות" העיקריות שמפעילות את תהליכי החיים בתא, אבל "אחיהם" הקצרים, הפפטידים, ממלאים תפקידים מעטים יחסית. למשל, הם יכולים לעצור או להאט את תהליך תרגום המידע הגנטי שלפיו נבנים חלבונים בתאים החיים. בכך אפשר לדמות אותם לפסי האטה על כביש מהיר.
אבל – כפי ששר פעם פרנק סינטרה, האם זה הכל? האם אין לפפטידים תפקיד ביולוגי משל עצמם? פרופ' אטה ליבנה מהפקולטה למדעי הבריאות באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, ניסתה, יחד עם קבוצת המחקר שלה, לענות על השאלה הזאת.
"מדובר במחקר ארוך טווח", אומרת פרופ' ליבנה, "קשה מאוד לאתר פפטידים קטנים, אבל מצד שני, המשמעות של ההצלחה, עשויה להוביל לפיתוח מקור חדש לתרופות ביולוגיות". במחקר, שבוצע בין היתר בסיוע מענק מחקר מהקרן הלאומית למדע, הצליחו חברי קבוצת המחקר של פרופ' ליבנה, לבודד פפטיד קצר, ולהראות כי הוא מעכב רשת של חלבונים (אנזימים) האחראים על הוספת אטומי זרחן לחלבונים מסוימים – ובכך משנים את פעילותם.
Adding phosphorus atoms to molecules (for example, protein molecules), stimulates many processes in cells, and among other things, it is an important step in the processes of transmitting signals and messages in cells. These signaling pathways control key processes in cells, including cell division, cell death and especially cell growth and proliferation, a process that leads to the development of cancer.
במחקר זה, הצליחו פרופ' ליבנה וצוותה, להצביע על קיומה של מערכת בקרה חדשה בתאים, המבוססת על פפטידים טבעיים שמקורם באזור ברצף הגנטי, שאינו מקודד לחלבון העיקרי. החוקרים הדגימו את פעולת הפפטיד כמעכב הישרדות של תאי סרטן, את התקדמות הגידול ואף התפשטות של גרורות.
היכולת הזו של הפפטיד לשמש כמעכב נובעת מהרצף הגנטי שמקודד אותו, אשר מכיל שורה של חומצות אמיניות הנראית כמעין "טביעת אצבע" הנמצאת בכל האנזימים מסוג פרוטאין קינז סי. באופן מפתיע, "טביעת האצבע" הזאת נמצאה על הפפטיד הקצר, מה שהצביע על כך שהוא יכול לשמש כמעכב ספציפי של פעילות הזרחון ברשת החלבונים – ובכך לעכב את פעילותה.
Proteins (and especially proteins from the protein kinase group, which has more than 500 different proteins) convey vital information inside the cells, and more than once, they dictate the fate of the cell. A substance that inhibits the activity of these proteins also blocks the chain of instructions they transmit inside the cell. In this way, if the communication chain of the proteins signals to a cancer cell to continue dividing and multiplying, because then the inhibition of the messages that pass through this chain, will slow down the spread of the cancer cells.
In studies carried out in mice, the researchers were able to show that the short peptide can inhibit the development of breast cancer, as well as the development of cancer metastases in the lungs. The mechanism of action of the peptide is based, among other things, on the fact that it inhibits the genetic damage repair system in the cancer cell, which more than once causes the death of the cancer cell. Indeed, the study showed that treatment of breast cancer cells using the peptide - sometimes in combination with chemotherapy - may cause the cancer cells to die.
"חלק מהתרופות הביולוגיות המקובלות היום בטיפול בסרטן, מבוססות על עיכוב הפעילות של מולקולות פרוטאין קינזות", אומרת פרופ' ליבנה. "אנחנו סבורים שהדגמה ברורה של תפקיד הפפטיד שמצאנו, היא רק קצה הקרחון. עכשיו, כשאנחנו יודעים שלפחות לחלק מהפפטידים האלה יש תפקיד ביולוגי, אנחנו יכולים להתחיל לגלות את תפקידם של רבים נוספים, ולהיעזר בהם בפיתוח טיפולים רפואיים מתקדמים".
במחקר השתתפו גם פרופ' אסתי יגר-לוטם, ופרופ' משה אלקבץ, וכן דיוויה רם ג'יאראם, סיגל פרוסט, חנן ארגוב, ויג'יאסטלטאר בלסמה ליג'ו, ניקיל פונוור אנטו, אמיטה מוראלדארן, אסף בן ארי, רוז סיני, אילן סמולי, עפרה נובופלנסקי, נח איסקוב, ד"ר דברה טויבר וחן קיסר.
Life itself:
פרופ' אטה ליבנה, אמא לשני בוגרים, מתרגלת יוגה מזה שנים, מבקרת בקביעות בחדר כושר ובמיוחד אוהבת צעדות בחוף הים. חובבת תרבות, אמנות ובילויים עם חברים. "כאשר הייתי צריכה לבחור את 'מקצוע חיי'", היא אומרת, "התלבטתי רבות בין שתי אהבות: מדע וארכטקטורה. לבסוף בחרתי במדע. כך שאם לא הייתי מדענית הייתי כנראה אדריכלית.
צרוף מקרים מעניין שליווה את מחקרה הנוכחי, הוביל לכך שהגן שמקודד את המידע לבניית הפפטיד שנחקר, סומן באות היוונית Eta, כשמה הפרטי של פרופ' ליבנה.
More of the topic in Hayadan:
