לקריאת הכתבה

תרופות ביולוגיות: חלבונים ופפטידים

כשאנחנו חושבים על טיפול תרופתי אנחנו מדמיינים לרוב תרכובת כימית שנרקחה במעבדה. אך הרפואה עושה שימוש גם בחלבונים ובפפטידים הקיימים בגוף באופן טבעי.

התרופה החלבונית המפורסמת ביותר היא האינסולין הניתן לחולי סכרת. האינסולין בודד לראשונה בשנות ה-20 של המאה הקודמת ומאז שנות ה-70 יודעים להפיק באופן סינתטי אינסולין אנושי מחיידקים. מאז גילויו החלבון משמש כטיפול הנפוץ ביותר לחולי סכרת, והוא ניתן על פי רוב בזריקה.

פרט לאינסולין יש עוד חלבונים רבים שמשמשים לתרופות: הורמונים, אינטרפרונים, אנזימים וגלובולינים. החומרים אלו ניתנים בין היתר במקרים שבהם הגוף עצמו אינו מייצר כמות מספיקה של החלבון, ולכן סובל ממחסור בהורמון או אנזים. גם כשנותנים חיסון מזריקים בדרך כלל חלבון לגוף, אך כאן מדובר בחלבון זר שמערכת החיסון אמורה לזהות ולייצר נגדו נוגדנים.

אחד המכשולים המרכזיים המפריע לשימוש בחלבונים לצרכים טיפוליים הוא המהירות הרבה של הפירוק והפינוי שלהם בזרם הדם וברקמות הגוף. תהליכים פיזיולוגיים כפינוי דרך הכליות, פירוק על ידי אנזימים, פירוק על ידי מערכת החיסון, דנטורציה (הרס מבני) ואגרגציה מביאים לידי כך שהחלבונים שמוזרקים לגוף זמינים לשימושנו רק לפרק זמן קצר יחסית ועל כן השפעתם מוגבלת. הסרטון שלפנינו מציג את אחד הפתרונות שבהם עושים שימוש כדי להתמודד עם הבעיה הזאת.
 

הסרטון נוצר בידי Random42 עבור חברת Lipoxenותורגם בידי צוות דוידסון אונליין.

 

קושי נוסף בשימוש בחלבונים לטיפול תרופתי נובע מגודלם – חלבון ממוצע גדול הרבה יותר ממולקולה כימית פשוטה כמו אלו שבהן משתמשים ברוב התרופות. בגלל גודלו, החלבון אינו יכול לחצות באופן חופשי את שכבת התאים שמרפדת את כלי הדם כדי להגיע לנוזל החוץ תאי ולהמשיך ממנו אל תוך התאים שמהם הרקמה מורכבת. רוב הטיפולים שבהם נעשה כיום שימוש בחלבונים ניתנים בזריקה, מאחר שבבליעה דרך הפה רק אחוז בודד מהחלבון עדיין יהיה זמין לתאים אחרי שעבר את כל המכשולים.

מאחר שהרבה יותר נוח לחולים ליטול גלולה מלהזריק לעצמם את התרופה באופן יומיומי, ולפעמים כמה פעמים ביום, נעשים ניסיונות רבים לשפר את הזמינות של חלבונים שניתנים בצורה הזו. לשם כך החלבון חייב להיות יציב בתנאים החומציים של הקיבה, להיספג ביעילות מהקיבה למחזור הדם ולהשאר די זמן במחזור הדם כדי שיוכל להגיע לתאים שאליהם הוא מיועד להגיע.

טכניקה אחת שבאמצעותה מנסים להשיג את זה היא שינוי ביוכימי של החלבון והחלפה של חלק מחומצות האמינו שבו בחומצות בעלות שיירים הידרופוביים (שמנוניים) שמאפשרים לחומר לעבור ביתר יעילות דרך התאים שמרפדים את כלי הדם ודרך ממברנת תאי המטרה. בטכניקה אחרת משתמשים בחומרים שמפריעים לקשרים ההדוקים הקיימים בין התאים שמרפדים את הקיבה וכך יכולים החלבונים להיספג בדם בצורה יעילה יותר. לשיטה הזאת עלולות להיות תופעות לוואי בלתי רצויות, מאחר שגם חומרים אחרים עלולים לעבור לדם דרך הפתחים שנוצרו.

אפשרות שלישית היא ליצור אמולסיה של החלבון וחומצות שומן – מבנה שהמאפשר מעבר קל יחסית של החלבון אל זרם הדם ודרך הממברנות של התאים, וכן מגן על החלבונים מפני אנזימים שעלולים לפרק אותם.

למרות הקשיים הטכניים הרבים הטמונים בשיפור היעילות והזמינות של תרופות ביולוגיות, ובפרט של חלבונים ופפטידים, טכנולוגיות וטכניקות חדשות מאפשרות טיפול טוב יותר, קל יותר ויעיל יותר בחולים רבים.

עידו קמינסקי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.