חזית חדשה במלחמה בחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה

אנחנו מפחדים מווירוסים וחושבים שאנחנו די מסודרים עם חיידקים, אלא אם כן תקף אותנו חיידק טורף או אחד שעמיד לאנטיביוטיקה. במציאות, זיהומים נרכשים בבתי חולים הורגים כ-6,000 איש בשנה. גם מחוץ לבתי החולים, יש מגפות חיידקיות שמפתחות . בהדרגה עמידות לתרופות אנטיביוטיות קיימות. לדוגמה, שחפת. בעולם כולו, כ-700 אלף איש מתים מדי שנה מזיהומים עמידים לאנטיביוטיקה.

מחקר שנולד מפוליטיקה אקדמית

האנושות זקוקה לתרופות אנטיביוטיות חדשות, ובכל זאת בשנים האחרונות לא פותחו תרופות רבות כאלה, וגם אלה שפותחו ואושרו לשיווק פחות מוצלחות מהוותיקות - אלה שכוחן הולך ויורד בהדרגה בגלל עמידות שהחיידקים. המחקר של ד"ר ברק עקביוב, מהפקולטה לכימיה באוניברסיטת בן גוריון, עשוי לסייע במלחמה הזאת. הוא פיתח שיטה חדשנית לתכנון תרופות אנטיביוטיות חדשות שמתמקדות באזור קטן במולקולת RNA בריבוזום. המחקר שלו פורסם בכתב העת המוביל Chemical Science.

"בגלל הצורך הבוער בסוגים חדשים של אנטיביוטיקה, הרגולטור מאשר גם מוצרים פחות יעילים ועם יותר תופעות לוואי מהאנטיביוטיקות הקלאסיות", אומר עקביוב, "הן לא משמשות בשגרה, אלא רק כמוצא אחרון, ורק במטופלים שלא צפויים לסבול מתופעות הלוואי".

לדברי עקביוב, האתגר הוא לפתח לא רק תרופות חדשות, אלא כאלה שיכוונו להרוג חיידקים ספציפיים. התרופות האנטיביוטיות הקיימות בשוק כיום הורגות גם חיידקים רצויים לגוף בבואן לחסל את המחלה. כל החיידקים דומים במנגנונים מסוימים ונבדלים באחרים, כך שניתן לפתח מולקולות שיתקפו את המנגנונים השונים באופן ספציפי.

עקביוב הגיע לכיוון המחקר הנוכחי שלו בגלל, או בזכות, פוליטיקה פנים-אקדמית. "כשמתכננים אנטיביוטיקה חדשה, אפשר לנסות לתקוף מנגנונים חדשים לגמרי או לנסות לתקוף טוב יותר מנגנונים קיימים", הוא מסביר. "אלה ממש שתי אסכולות במחקר. חוקרים מסוימים טוענים שיש סיבה לכך שכל התרופות האנטיביוטיות שעבדו עד היום תוקפות אותם חמישה-שישה מנגנונים מוכרים, ורק זה יעבוד. אסכולה אחרת מחפשת פתרונות חדשים יותר. אנחנו החלטנו לעסוק בשני התחומים, כדי לא לעצבן אף אחד.

"זה קרה בעצם בגלל מענק שביקשתי לחקר מנגנון חדשני וחזר עם הערה 'זה לא יעבוד לעולם. תקוף את המסלולים המוכרים'. זה היה די נבזי, אבל נשמנו עמוק, ושינינו את ההצעה. קיבלנו את המענק, שהיה מאוד תחרותי, ומאז אנחנו ממוקדים גם בתחום הזה".

במעבדה פועלים בשני כיווני מחקר עיקריים כרגע: תכנון אנטיביוטיקה שתוקפת מנגנון חדש בשם פרימאז, ותכנון אנטיביוטיקה שתוקפת את המנגנון המוכר של הריבוזום. "אין היום אנטיביוטיקות שתוקפות פרימאז, ולכן כל דבר שנייצר נגדו יהיה חדשני, משפחה חדשה של אנטיביוטיקה", אומר עקביוב. "החיסרון הוא שאנחנו לא יודעים עדיין אם מה שרואים במבחנות יעבוד בבני אדם. אין משהו כזה בבית המרקחת, ואולי יש לכך סיבה.

"אבל יש אנטיביוטיקות נגד ג'יראז, מנגנון שקשור לאותו מסלול, ואנטיביוטיקות שפועלות עליו כבר נמצאות בניסויים קליניים, אז יש לנו סיבה טובה לחשוב שכל המסלול הזה הוא מעניין. אנחנו מפתחים מולקולות גם נגד ג'יראז, וגם כאלה הפועלות נגד שניהם בבת אחת".

"כיוון אחר הוא המנגנון המוכר של הריבוזום. ידוע שאפשר לגרום לתא למות אם מעכבים את האתר הפעיל של הריבוזום, את הלב שלו. זוכת פרס נובל עדה יונת גילתה את מבנה הריבוזום של החיידק, וכך למדנו לעומק את המבנה של האתר הפעיל הזה. עכשיו גם צריך למצוא איך לעכב אותו.

לא צריך יותר לירות באפלה

"הגישה שלנו, בניגוד לגישה הקלאסית בתחום התרופות, לא כרוכה בהפגשה של אינסוף חומרים מוכרים עם התא כדי לראות מתי הוא ימות. יש 10 בחזקת 120 אפשרויות לחומרים כאלה, זה יותר מכל כוכבי הלכת ביקום! ואין בכלל ספריות חומרים המכילות את כולם. במקום זאת, אנחנו מייצרים רק מולקולות קטנות מאוד ובוחנים את עוצמת ההיקשרות שלהן לאתר המטרה במד תהודה מגנטית - NMR.

"כשאנחנו יודעים איזו מולקולה קטנה נקשרת, אנחנו משתמשים בה כמו בחלק לגו במולקולה גדולה יותר, שאותה אנחנו מתכננים באופן ממוחשב כך שתוכל להיקשר באופן חזק. כשיש לנו כמה עשרות או מאות חומרים כאלה, אנחנו מתחילים לסרוק, כמו בשיטה הקלאסית. זו כבר סריקה רציונלית והגיונית. לא ירייה באפלה".

המחקר שפורסם ב-Chemical Science בחן את האפשרות לפתח כך תרופה ספציפית נגד חיידק השחפת, על בסיס פענוח הריבוזום של חיידק זה, שהוא מעט שונה מאחרים. 

ד"ר ברק עקביוב
בן 46, נשוי + 1 ● חוקר ומרצה בכיר במחלקה לכימיה באוניברסיטת בן גוריון ● המחקר הבא שלי: בחינת השיטה שפיתחנו על מטרות אחרות, כמו נגיפי RNA שאחראים למחלות כמו צהבת, HIV וסרטן

מחקר בולט בתחום מחו"ל:
"מחקר מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד, על פלטפורמה לסריקת עתק וירטואלית של מולקולות"