לוקמיה מיאלואידית חריפה היא מחלה של שורת התאים המיאלואידיים האחראית לייצור כדוריות הדם הלבנות. מקורה בהחלפה (טרנסלוקציה) של קטע מכרומוזום 22 עם קטע מכרומוזום 9, כך שנוצר אונקוגן כימרי המשועתק ל-mRNA ומתורגם לחלבון תפקודי((BCR-ABL, הפועל כאנזים טירוזין קינאז. משמעות שינוי זה באה לידי ביטוי בתהליכים בתא הכוללים עידוד התרבות והתמיינות, הגברת הדבקות ועיכוב מוות תאי מתוכנת, או במילים אחרות – סרטן.
לוקמיה מיאלואידית חריפה הינה סרטן הדם הנפוץ בקרב מבוגרים והסיכון ללקות בה עולה עם הגיל. ביטויי המחלה הנפוצים קשורים בכך שהתאים הממאירים מחליפים את התאים הנורמליים בלשד העצם, כמו גם במחזור הדם. כך מתקבל מצב בו יש מעט תאי דם לבנים תקינים, מעט טסיות דם ומעט כדוריות דם אדומות. משום כך ביטויים אלו כוללים חולשה, עייפות קשה (כביטוי לחסר בכדוריות הדם האדומות), זיהומים (כביטוי לחסר בכדוריות הדם הלבנות) ודימומים (כביטוי לחסר בטסיות הדם).
|
|
|
איור 1: גליבק, כלורמבוציל ומולקולת הכלאיים שנוצרה מחיבורם |
קיימים מספר טיפולים לריפוי לוקמיה חריפה מיאלואידית. בין הבולטים ביותר נמנות תרופות ממשפחת החרדליים עם חנקן (mustard nitrogen). מנגנון הפעולה של תרופות אלו מבוסס על יכולתן לקשור קוולנטית DNA, ובעיקר על ידי צילוב בין גדילי DNA בתאים הסרטניים. אתרי הצילוב נמצאים בין החנקן בעמדה 7 בחומצת ההגרעין גואנין, לבין החנקן בעמדה 3 או 7 שעל גבי הגואנין בגדיל ה-DNA הנגדי. יציבותם של תרופות אלו בתנאים פיזיולוגיים שופרה על ידי ההחלפה של הקבוצה המתילית תורמת האלקטרונים, בטבעת פנילית מושכת אלקטרונים, במטרה להפחית את המטען השלילי בחנקן. זהו גם המקרה לגבי התרופה הפוטנטית ללוקמיה – chlorambucil (לוקרן) (ציור 1א). חסרונם של תרופות אלו הוא בחוסר ההכוונה (סלקטיביות) שלהם לתאי לוקמיה.
Imatinib (גליבק) היא תרופה שאושרה בשנים האחרונות לטיפול בלוקמיה מיאלואידית, וכבר נחשבת לאחת התרופות היעילות ביותר למחלה זו. מנגנון הפעולה שלה כולל חסימת החלבון טירוזין קינאז (זהו אנזים המהווה את השלב התוך-תאי הראשון בשרשרת העברת המסרים, והוא האחראי על זירחון חלבונים הנמצאים בסביבתו) של החלבון ABL על ידי קישור תחרותי לאתרי ה-ATP שלו, ובכך נמנע הזירחון של החלבון החיוני להתרבותו. למרות יעילותה, תרופה זו סובלת מהתפתחות עמידות מהירה עקב משטרי הנתינה התכופים.
במחקר שהתפרסם לאחרונה, קבוצה קנדית חיברה את החלק הפעיל של chlorambucil למולקולת ה Imatinib. מטרתם של החוקרים הייתה לקבל מולקולה אחת בעלת פעילות אנטי-סרטנית לצד הכוונה לתאי הלוקמיה, וזאת בתקווה לקבל פרופיל רעילות משופר. המחקר התחיל בחיבור החלק הפעיל של chlorambucil קוולנטית למולקולת ה Imatinib, תוך שהוא מחליף את קבוצת הפיפירידין (איור 1). מולקולת “הכלאיים” נבדקה לקבלת פעילותה במבחנה והושוותה לזו של מולקולת האם chlorambucil ולקבלת פרופיל הרעילות. בשלב ראשון נבדקה הפעילות המעכבת (IC50) של המולקולות על האנזים טירוזין קינאז שבודד מהחלבון ABL. תוצאות הניסוי מובאות באיור 2. בעוד מולקולת הכלאיים הראתה IC50 של Mµ0.22, Imatinib הראתה פעילות מעכבת של 50% כבר בריכוז Mµ0.04, ריכוז הנמוך ביותר מפי 5 מזה של המולקולה הנבדקת. בניסוי דומה התברר כי ערך ה- IC50של chlorambucil היה Mµ100, תוצאה לא מפתיעה, שהרי ידוע כי תרופות אלו סובלות מהיעדר הכוונה לתאי הסרטן. ניסוי זה הראה כי חיבור Imatinib לחרדל החנקני העניק בפעם הראשונה הכוונה לתרופה כימותרפית ממשפחה זו, אם כי במחיר הקטנת הפעילות בהשוואה לתרופה המקורית Imatinib
|
|
|
איור 2: בדיקת יכולת העיכוב של תרופת הכלאיים ושל גליבק על האנזים טירוזין קינאז שבודד מהחלבון abl |
בניסוי נוסף נבדקה השפעת החיבור של המולקולות על היכולת השיורית של chlorambucil לגרום נזק ל-DNA. סלילים של DNA נחשפו במשך שעתיים לריכוזים שונים של chlorambucil ושל תרופת הכלאיים. תרופת הכלאיים אמנם הראתה פעילות הרס DNA תלויית מינון, אך נמוכה פי 2 מזו של chlorambucil. למרות זאת הסיקו החוקרים כי ערכי הרס ה-DNA שנצפו מספקים כדי שהתרופה תיחשב כ”חרדלית” ותביא תועלת קלינית.
בשלב האחרון בדקו החוקרים את הרעילות של תרופת הכלאיים ושל chlorambucil על חמישה סוגי תאי לוקמיה, חלקם מבטאים את החלבון BCR-ABL . התאים נחשפו לתרופות למשך ארבעה ימים בהם נמדדה שרידותם. מתוצאות הניסוי עולה כי תרופת הכלאיים הראתה פעילות לתאים המבטאים BCR-ABL עם ערכי IC50 של Mµ 2.5-6, וזאת בניגוד ל-chlorambucil שהראה ערכים של Mµ 11-80 לאותם תאים. לעומת זאת, כאשר נבדקו התרופות על שני תאי לוקמיה שאינם מבטאים את החלבון BCR-ABL -, הציגה תרופת הכלאיים ערכים של 160 ו-Mµ25 לעומת 36 ו-Mµ1.2 (בהתאמה), שהציג ה chlorambucil. משמעות תוצאות אלה היא שהחיבור של chlorambucil ל Imatinib שינה את מנגנון הפעולה, וזאת למרות שמדובר למעשה בשתי תרופות חרדליות.
מסקנת החוקרים היא כי חיבור המולקולות אמנם מפחית מהתכונות של כל אחת ממולקולות האם, אך טומן בחובו תועלת רבה: הכוונה ביולוגית לאתריBCR-ABL ב-DNA המיוחסת ל Imatinib, ופעילות כימית המיוחסת ל- chlorambucil בהמשך מתכוונים החוקרים לנסות ולשחזר את יכולתם המקורית של כל אחת מהמולקולות בטרם החיבור ולעבור לבדיקות במודל חיה.
הכותבים- המחלקה לכימיה תרופתית וחומרי טבע, ביה”ס לרוקחות, האוניברסיטה העברית
מקורות: Leukemia Research; 29: 565572, 2005
