חומרים המצויים ביין ובתה עשויים לשמש בסיס לטיפול במחלות מטבוליות

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב גילו כי חומצה טאנית, המשמשת בתעשיית היין, ו-EGCG, המצוי בתה ירוק, מונעים היווצרות של מבנים עמילואידיים רעילים במחלות מטבוליות. המחקר התפרסם לאחרונה בכתב העת החדש Communications Chemistry.

מובילת המחקר היא שירה שחם-ניב ממעבדתו של פרופ' אהוד גזית בפקולטה למדעי החיים. "מחלות מטבוליות מולדות הן מחלות גנטיות שבהן הגוף אינו מייצר אנזים מסוים", מסבירה שחם-ניב. "כתוצאה מכך, מצטברים בגוף מטבוליטים (חומרים המהווים, בין היתר, אבני בניין של החלבונים וה-DNA בגופנו), שאותו אנזים אמור היה לפרק או להסב למטבוליטים אחרים. הצטברות כזאת ללא בקרה עלולה להיות רעילה ולגרום לנזקים שונים, ומחלות מטבוליות קשות יכולות להביא לעיכוב התפתחותי חמור ולפיגור שכלי".

דוגמה אחת, נפוצה יחסית, היא מחלת ה-PKU, הגורמת להצטברות של המטבוליט פנילאלנין. כדי להימנע מפגיעתה, נדרשים חולי PKU מיום לידתם להקפיד על דיאטה מחמירה שאינה מכילה פנילאלנין. "זוהי משימה קשה, בעיקר עבור ילדים צעירים, כיוון שהפנילאלנין מצוי במוצרי מזון רבים שרובנו צורכים באופן שוטף. היום, בהיעדר תרופה למחלה, הימנעות היא הדרך היחידה. אנחנו", אומרת שחם-ניב, "חיפשנו גישה חדשה, שתאפשר פיתוח תרופות למחלות מטבוליות מולדות".

יש לציין כי על אף העובדה ש-PKU נחשבת למחלה נדירה (הגדרה הניתנת למחלות ששכיחותן היא 1:100,000 באוכלוסיה), שכיחותה גבוהה מאוד ומשתנה גיאוגרפית. בישראל, השכיחות עומדת על 1:13,000 ובטורקיה היא גבוה אף יותר ומגיעה ל-1:2,600. הדבר הופכת את PKU למחלה אטרקטיבית עבור חברות הפארמה עקב הפוטנציאל המסחרי הטמון בה. עובדה מעניינת נוספת היא ששכיחותן הכוללת של המחלות המטבוליות המולדות מהווה חלק מרכזי מכלל המחלות הגנטיות אצל ילדים.

המחקר החדש מתבסס על שני מחקרים קודמים ממעבדתו של פרופ' גזית. במחקר הראשון הוכח כי פנילאלנין מסוגל לעבור תהליך של הרכבה עצמית וליצור מבנה עמילואידי – בדומה למצבורי העמילואיד הגורמים להרס תאים במוחם של חולי אלצהיימר, פרקינסון ומחלות נוירו-דגנרטיביות נוספות. ההבדל בין שני סוגי המצבורים הוא באבני הבניין: פנילאלנין הוא חומצת אמינו בודדת, בעוד שמבני העמילואיד המוכרים ממחלות נוירו-דגנרטיביות מורכבים מחלבונים או פפטידים – מולקולות העשויות מעשרות חומצות אמינו.

במחקר השני נמצא כי גם מטבוליטים נוספים, כמו אדנין וטירוזין, המצטברים במחלות מטבוליות מולדות אחרות (מלבד PKU), יכולים לעבור תהליכי הרכבה עצמית וליצור מצבורים עמילואידיים רעילים. שני המחקרים הובילו לשינוי תפישה חדשני בעולם המחלות המטבוליות המולדות.

"במחקר הנוכחי החלטנו לבדוק אם מולקולות המוכרות ממחקרים על אלצהיימר ומחלות עמילואידיות נוספות, שידוע כי הן מעכבות ייצור מצבורים עמילואידיים, יכולות לסייע גם כנגד המצבורים המאפיינים מחלות מטבוליות מולדות," אומרת שחם-ניב. "קיווינו שמולקולות כאלה יוכלו להוות בסיס לפיתוח תרופות עתידיות למחלות המטבוליות".

החוקרים התמקדו בשתי מולקולות זמינות המעכבות ייצור עמילואידים: נוגד החמצון EGCG המצוי בתה ירוק, וחומצה טאנית המשמשת בתעשיית היין (שניהם מקבוצת הפוליפנולים). שני החומרים נוסו על שלושה מטבוליטים (חומצות אמינו וחומצת בסיס) הקשורים לשלוש מחלות מטבוליות מולדות: אדנין שמצטבר במחלה APRT adenine) phosphoribosyltransferase deficiency), טירוזין המצטבר אצל חולי טירוזינמיה ופנילאלנין שמצטבר ב-PKU.

התוצאות היו מבטיחות: גם החומצה הטאנית וגם ה-EGCG הראו יכולת לעצור את יצירת המבנים העמילואידיים וגם להפחית את רמת הרעילות שלהם. בהמשך נעזרו החוקרים  בסימולציות חישוביות על מנת להבין לעומק את המנגנון הפעולה של המולקולות שנבדקו על מנת לאתר בעתיד מולקולות נוספות בעלות אופן פעולה דומה, כבסיס לפיתוח תרופות המשנות את מהלך המחלה.

"אנחנו נכנסים לעידן חדש בכל הנוגע להבנת תפקידם וחשיבותם של מטבוליטים במחלות שונות, ביניהן מחלות מטבוליות, מחלות נוירו-דגנרטיביות ואף סרטן", סיכמה שחם-ניב. "הכלים שאנחנו מפתחים היום הם פורצי דרך ויש להם פוטנציאל אדיר לעזור בעתיד למגוון רחב של חולים".