רוקחות קלינית

מחלות

תחומים ברפואה

נושאים

משרד הבריאות

סריקה ממוחשבת אחר אנטגוניסט לקולטן אלפא 1a המעורב בוויסות לחץ דם במחלות במערכת העצבים המרכזית

Pharmaline - פארמהליין רוקחות מקצועית

הקולטן האדרנרגי אלפא 1 מעורב, בין היתר, בוויסות לחץ הדם על ידי השפעה על טונוס שרירי כלי הדם. חוסמים לקולטנים אלו, כגון indoramin, ניתנים לטיפול בלחץ דם גבוה, בעוד אחרים, כגון prazosin, נחשבים כיעילים לטיפול בערמונית מוגדלת. קולטנים אלה משתייכים למשפחת קולטנים מסוג G מצומדים (G-protein coupled receptors), המעורבים בפעילויות פיזיולוגיות ופתולוגיות רבות בגוף האדם. מלבד היותו של הקולטן אלפא 1 מווסת לחץ דם, קיימים קולטנים נוספים ממשפחת קולטנים זו המעורבים במחלות של מערכת העצבים המרכזית, כמו (D2/5-HT2A), ומיגרנה (5-HT1), באלרגיה (H1) ובאסטמה (2β). לא מפליא אפוא שקולטנים אלו מהווים מטרה מועדפת לפיתוח .

בשנים האחרונות התפתחו חדשות כגון High Throughput Screening, קומבינטוריות, שיטות פיתוח מונחות מבנה ((Structure based drug  design וספריות תרכובות אדירות ממדים. התפתחויות אלה הסיטו את המבחנים לצורך פיתוח תרופות ממבחנים בחיות למבחנים מכווני מטרה in vitro. תרגום פעילות התרופה in vitro לפעילותה in vivo נותר אתגר ומכשול, כאשר הטכנולוגיה של מודלים חישוביים של התרופה in silico (בעזרת מחשב) מנסה לגשר על הפער. מודלים חישוביים אלו מנסים כבר בשלבים הראשוניים לנבא את מידת פעילות התרופה ותכונותיה בגוף, כגון ספיגה, פיזור, מטבוליזם והפרשה. ניבוי פעילות תרופה במבחנה בעזרת מודלים חישוביים יכול לחסוך זמן וכסף הדרושים לבניית המולקולות והבחינה הביולוגית שלהם.

 

תמונה 1

 

לפני מספר חודשים ערכה חברת אבנטיס ניסוי מעניין שאת תוצאותיו אנו מביאים בכתבה זו. מטרתו של ניסוי זה היא למצוא מולקולות חדשות בעלות תכונות אנטגוניסטיות לקולטן אלפא 1a. מדעני החברה השתמשו בשיטות חישוביות לסינון ספריות וירטואליות של מולקולות הנבנות באמצעות מחשב -Computational Virtual Screening . הסריקה בוצעה על קולטן מסוג G מצומד, במטרה לאפיינו כמודל חלבוני לקולטן. בשלב ראשון, נבנה מודל והושווה עם מבנה מוכר של קולטן ממשפחת קולטנים זו שאופיין בעבר. בנוסף, נבדקו כל הסריקות שבוצעו בשנים האחרונות לקולטן זה, תוך שימת דגש על אפיון אתרי הקישור והתצורה הגיאומטרית שלהם במרחב. תוצאות הסריקה הממוחשבת הושוו עם התוצאות עליהן דווח במאגר הנתונים הממוחשב העולמי, ה-MDDR(MDL Drug Data Report). מאגר זה מכיל מעל 140,000 תרכובות לגביהן הצטבר ידע כלשהו מפטנטים, ספרות מדעית, כנסים או חברות מסחריות. השוואה זו והסינון שבא בעקבותיה מהווים אימות (validation) לממצאי הקבוצה ומסירים את השגיאות שעלולות להיווצר בבדיקה בודדת.

החוקרים הזינו במחשבי החברה 50 מולקולות, שעל פי המחשב הן בעלות תכונות אנטגוניסטיות לקולטן אלפא 1a, ובנוסף, עוד כ-990 מולקולות שנבחרו באופן אקראי ושלא דווח עליהן כבעלות פעילות אנטגוניסטית לקולטן עד כה. מולקולות אלו עברו מספר סינונים כך שככל שיעלו ברמת הסינון, תצטמצם הרשימה המקורית ותגדל הספציפיות של המולקולות לקולטן. בשלב סינון זה עברו המולקולות דירוג, בהתאם לחיזוי המחשב, ליכולתן להיכנס לאתר הפעיל של הקולטן מסוג G המצומד, אותו אפיינו כמודל חלבוני לאלפא .1a חיזוי המחשב מתבסס על נתונים שהוזנו לו על ידי החוקרים. קיימים קריטריונים שונים בהם השתמשו החוקרים לצורך דירוג וסינון המבנים באמצעות הסריקה הממוחשבת. הם השתמשו במודלים מתמטיים, כמו משוואת רגרסיה ליניארית לניבוי פעילותו הביולוגית של כל אחד מ-1,040 המבנים בשיטת התאמת מבנה לפעילות (SAR-Structure Activity Relationship). בסינון נוסף התאימו החוקרים את המולקולות השונות לפי פארמקופור-הסידור המרחבי המינימאלי של קבוצות בקולטן, הדרוש לשם היווצרות אינטראקציות עם הליגנד והאחראי על הפעילות הפרמקולוגית של התרופה (ציור 1).

הסינון הסופי מבוסס על עגינה ודירוג מידת הקישור (docking & scoring) של המולקולות הנבחנות לאתר הפעולה של הקולטן. מבנה אתר המטרה, הקולטן מסוג G המצומד, משמש בסינון זה כתבנית לצורך חישוב מידת התאמתן של המולקולות על ידי זיהוי מצב הקישור המיטבי (ציור 2). מולקולה מוצלחת נחשבת כזו שתראה אפקט של 50% בעיכוב המטרה, בריכוז של Mµ10~(IC50) לכל היותר, מתוך הנחה כי בהמשך ניתן יהיה להביאה לפעילות בריכוזים נמוכים יותר של 1-10nM.

 

תמונה 2: עגינה של 4 מהמולקולות שהציגו את הקישור הגבוה ביותר לקולטן אלפא 1a. מולקולת b היא בעלת הפוטנציאל הרב ביותר – 1.4nM

 

לאחר אימות המודל בעזרת סריקתן של 1,040 המולקולות, עברו החוקרים לסריקתן של 23,000 מולקולות המצויות במאגרי החברה, מתוך רצון למצוא מועמדות להיות אנטגוניסטים לקולטן אלפא .1a תוצאות הסריקה הווירטואלית מראות כי 37 מולקולות (מתוך ה-23,000) הציגו מידת אפיניות של מתחת ל-10µM, מתוכם 13 הציגו מידת התאמה שבין 10 ל-1µM, ארבע עשרה בין 1µM ל-100nM, שבע מולקולות בין  100 ל-nM 10, ו-3 המולקולות בעלות הפוטנציאל הרב ביותר לשמש כאנטגוניסט לקולטן אלפא 1a הראו מידת אפיניות של 1-10nM. מעניין לציין שעל חלק מ-37 מולקולות סופיות אלו לא דווח עד כה כאגוניסטים או אנטגוניסטים לקולטן זה בשום מאגר מידע. מסקנות המחקר מוכיחות כי ניתן להתבסס על מבנה ממוחשב למציאת מועמדים למולקולות אנטגוניסטיות לקולטנים ממשפחת ה-G המצומדים.

 

אין ספק כי הכימיה התרופתית משנה את פניה בקצב מואץ. העבודה הקלאסית של זיהוי וגילוי תרכובת ראשונית, סינתזה, בדיקה במבחנה באמצעות תרביות תאים או חיידקים ובהמשך ניסויים בחיות או בבני אדם, מואצות בעזרת שיטות ממוחשבות הנעזרות במאגרי מידע אדירים ובטכנולוגיות חדישות. אמנם המודלים הממוחשבים לא יחליפו את השיטות הניסיוניות אך הן כלי עזר חשוב, בעיקר בשלב הראשוני והחשוב של מציאת “תרכובת מובילה”, הנתפשת בעיני רבים כחוליה החלשה והיקרה בתהליך גילוי תרופה חדשה. יתרון נוסף של טכנולוגיה זו, כמו שהתגלה בתוצאות הניסוי של חברת אבנטיס: גם תרכובות שלא היו אמורות להציג פעילות, הציגו כזאת, לפחות באופן תיאורטי, שהרי המדע תמיד שומר על זכותו להפתיע.

הכותבים- המחלקה לכימיה תרופתית וחומרי , ביה”ס לרוקחות, האוניברסיטה העברית

 

מקורות:

Andreas Evers and Thomas Klabunde, J. Med. Chem; 48: 1088-1097, 2005

 

מאמרים נוספים

barzel
מחסור בברזל בלי אנמיה? ה-American Society of Hematology מעלה את סף האבחון ומשנה את כללי המשחק
ה-American Society of Hematology (ASH) פרסם בספטמבר 2026 הנחיות קליניות חדשות לאבחון מחסור בברזל, והמסר המרכזי שלהן פשוט אך משמעותי: אין צורך להמתין להתפתחות אנמיה כדי לזהות מחסור בברזל,...
SLEEP YOUNG
שינה: מה נכון ומה רק נשמע נכון
מה יש למדע לומר על תפיסות מקובלות הקשורות לשינה? האם פעילות גופנית או צפייה בטלוויזיה משפיעות על איכות השינה, מתי כדאי ללכת לישון, והאם תנומה במהלך היום פוגעת בשנת הלילה? אנחנו מבלים...
HOT
לא כל העיר מתחממת אותו דבר: מאגר חדש ממפה את עומס החום ברמת השכונה
כשמדברים על גל חום, קל להתייחס לעיר כאל יחידה אחת: טמפרטורה אחת בתחנת המדידה ואזהרה אחת לציבור. אלא שבתוך אותה עיר יכולים להתקיים הבדלים משמעותיים בחשיפה לחום. רחוב צפוף בבניינים, שכונה...
READ BOOK
הקשר בין קריאה, קוגניציה ורווחה נפשית
המאמר בוחן את הקשר בין קריאה לצורך הנאה לבין בריאות המוח, תפקוד קוגניטיבי, רווחה ובריאות הנפש לאורך החיים. המחברים שילבו עדויות מסקרים סובייקטיביים, מחקרי אורך, מחקרים התנהגותיים ומחקרי...

נושאים חמים

השפעת צריכה יומית של אגוזי מלך על מצב הרוח

כיצד נפרד ד"ר אורי גלנטה, רופא בכיר ביחידה לטיפול נמרץ בסורוקה מרון לוחם נחל שנפצע קשה בעזה?

השפעת רמות ויטמין B12 על הסיכון לטווח ארוך לשברים בעצמות

טירזפטיד מפחיתה את מסת השומן בכ-35% תוך שמירת מסת השריר

חיסוני השפעת: למה צריך לחדש אותם מדי שנה?

עדכוני רישום

וובינרים קרובים

התחברות לאתר

הגשת מועמדות

אישור הרשמה

תודה על הרשמתך

ברגעים אלה נשלח אליכם מייל אישור הרשמה. להפעלת חשבונך באתר, יש ללחוץ על קישור זה.

הנתונים שסיפקת במהלך הרישום נבדקים כעת מול מאגר רישוי המקצועות הרפואיים במשרד הבריאות. בתום הבדיקה תתקבל הודעה בהתאם.

תוכן למנויים

תוכן זה ניתן להצגה
לאנשי / נשות
צוות מקצועי בלבד

לכניסה למערכת:

עדיין לא נרשמת? להרשמה לאתר

,אם הינכם עובדי מקצועות הבריאות
.עדכנו זאת בחשבונכם האישי

אם לדעתך נפלה טעות, ניתן ליצור קשר עם צוות האתר דרך עמוד יצירת הקשר

כניסת מנויים רשומים

בלחיצה על כניסה אני מאשר\ת את הסכמתי לתנאי האתר ולמדיניות הפרטיות

עדיין לא נרשמת? להרשמה לאתר