תרסיס באף ״מתקן״ את הגן הגורם ללייפת כיסייתית (סיסטיק פיברוזיס) - דינה צפרירי

 

או: כיצד הזלפת גנטמיצין לאף יכולה לטפל בלייפת כיסייתית

באמצע נובמבר פורסם בכל אמצעי התקשורת דיווח בדבר הצלחתה של קבוצת רופאים מהמרכז לסיסטיק פיברוזיס בירושלים, בראשותם של ד״ר איתן קרם (Kerem) וד״ר מיכאל וילשנסקי (Wilschanski), בתיקון הגן לציסטיק פיברוזיס על-ידי הזלפת תרסיס של האנטיביוטיקה גנטמיצין לאפם של חולים.

בעבר, הכירו בתסמין של מחלת הסיסטיק פיברוזיס (CF, ובעברית - לייפת כיסייתית), והוא, הטעם המלוח של עורם של ילדים הלוקים במחלה. סימני המחלה תועדו במלואם ב־1938, והתברר שזוהי מחלה תורשתית רצסיבית - רק קיומם של שני מופעי גן (אללים) פגומים, מהאב ומהאם, מכתיב הופעת מחלה קשה זו, שהחולים בה סובלים מהצטברות כמויות עצומות של ריר במערכות הנשימה, העיכול והרבייה.

הריר בריאות חוסם את מעבר האוויר, אך גם מהווה מצע להתפתחות זיהומים הפוגעים ברקמת הריאות וגורמים לתוצאות קטלניות. במערכת העיכול שכבת הריר מונעת מעבר של אנזימים מעכלים ומעבר של חומרים מזינים.

בתחילת שנות ה־90 של המאה שעברה זיהו את הגן שפגיעה בו גורמת להתבטאות המחלה. הגן ממוקם בכרומוזום מספר 7 והוא אחראי ליצירת חלבון השוכן בקרומית התא (הממברנה) וחשוב למעבר יוני הכלור והנתרן מבעד הקרומיות של תאי האפיתל; החלבון מכונה CFTR. מאז זוהה הגן מופו בו כ-1000 מוטציות שונות הקשורות להשריית המחלה. 70% מהמוטציות הן מוטציות הגורמות לחסר של חומצת האמינו פניל-אלנין, שהיא החוליה ה-508 לאורך החלבון. ואילו כ-5% מהחולים נושאים מוטציות ההופכות שלשת נוקליאוטידים  -המקודדת הצבת חומצת אמינו כלשהי לאורך החלבון, לשלשה המקודדת הפסקה של בניית שרשרת החלבון. במקרה זה התוצאה היא חלבון קצר שאינו מתפקד. מוטציות כאלו מכונות מוטציות פסק (nonsense). 

במקרה של חסר של חלבון, או יצירת חלבון בעל מבנה בלתי תקין, בקרב החולים - נפגעת היצירה של תעלות הכלור, המאפשרות מעבר של כלור התלוי בנוכחות מולקולת אדנוזין-חד-פוספט טבעתי, (c-AMP) לתאים, ולעתים היא אף נמנעת לחלוטין.

האם יש דרך להפוך את הנונסנס (שלשת הפסק) לסנס, לשלשה המקודדת הצבת חומצת אמינו והמשך בניית החלבון? כבר ב-1964 ניסו לנצל את פעולתן של האנטיביוטיקות מקבוצת האמינו-גליקוזידים - מעכבות סינתזת חלבונים -לתיקון מוטציות פסק בחיידקים. אנטיביוטיקות מקבוצה זו, עמן נמנית גם הגנטמיצין, נקשרות לריבוזום ומפריעות לתהליך הזיהוי הספציפי של ה-RNA-מעביר (tRNA) הנושא את חומצת האמינו המתאימה. קישור מולקולת האנטיביוטיקה משבש את הזיהוי ומעכב את הצבת חומצת האמינו בחלבון המתארך. מאחר שתהליך תרגום החלבונים נשמר לכל אורך האבולוציה, החל מהחיידקים ועד לתאים בעלי גרעין, כולל תאי האדם, הרי שהגנטמיצין פועל בשתי המערכות. ואולם יש שוני במבנה הריבוזומים בין חיידקים לתאים בעלי גרעין, והזיקה של הגנטמיצין גבוהה בהרבה לריבוזומים החיידקיים לעומת אלה של בעלי הגרעין. לכן פעולתה באנטיביוטיקה המשבשת סינתזת חלבונים שימשה כתרופה נגד זיהומי חיידקים.

תאומות בוירג'יניה שנאבקות ב-CF
Flicker

שיבוש תהליך הזיהוי, שנובע גם מהעובדה שהאנטיביוטיקה משבשת את תהליכי הבדיקה והתיקון של החלבון שנוצר, גורם לירידה בדיוק ובאמינות של תהליך בניית החלבון ובכך גורם להחלפת חומצת אמינו אחת באחרת. וכמו שנאמר: אין רע בלי טוב, בדיוק את התכונה הזו של האנטיביוטיקה ניצלו כדי לבטל את מוטציות הפסק במחלות גנטיות חסרות מרפא, ברמת החלבון.

המחלה הראשונה בה ניסו ריפוי באמצעות גנטמיצין הייתה ניוון שרירים על-שם דושן (Duchenne muscular dystrophy). זוהי מחלה רצסיבית, בה הגן הפגוע - דיסטרופין - שמייצר את החלבון דיסטרופין, הקשור למבנה שריר השלד. נמצא על כרומוזום המין X. בניסויים שנערכו בעכברים הלוקים במחלה דומה, על-ידי א׳ ר׳ ברטון-דייויס (Barton-Davis), נמצא שבמקרים בהם החלבון חסר בשל מוטציות פסק, הזרקת חוזרת של גנטמיצין שיקמה את החלבון וריפאה את התסמינים של העכברים החולים. עוד מצאו החוקרים שהוספת גנטמיצין מעלה את יציבות ה-RNA השליח המכיל מוטציית פסק מפני שנמשך תהליך התרגום - תהליך בניית החלבון.

הניסויים הראשונים שנעשו כדי לתקן מוטציות פסק בגן CFTR שגורם לסיסטיק פיברוזיס נערכו בסוף שנות התשעים של המאה הקודמת בתאי אפיתל שמקורם ריאות של חולים הנושאים מוטציית פסק. בניסויים שנעשו בראשותו של ד׳ מ׳ בדוול (Bedwell), הראו החוקרים שהוספת אמינו-גליקוזידים בריכוז נמוך לתרבית הרקמה שיקמה את מבנה החלבון ואת פעילות התעלות המוליכות יוני כלור בתלות ב-AMP-טבעתי בקרומיות תאי האפיתל. ב-2002 בודדה קבוצת חוקרים בראשות א׳ זמברי (Zsembery) תאים שמייצרים מרה מכבד של חולה סיסטיק פיברוזיס הנושא מוטציית פסק; הדגרה של התאים עם גנטמיצין גרמה לשיקום תעלות פעילות של יוני הכלור בתאים.

הניסויים הראשונים שנעשו בגוף החולה (in vivo) ולא מחוצה לו הם אלה שערכו הרופאים הישראלים מירושלים. מן המחקר עולה שהזלפת טיפות המכילות גנטמיצין לאף החולים שיקמה את פעילות החלבון בתאי אפיתל האף בכ־90% מהחולים.

ללא ספק תוצאות מרשימות ומבטיחות לטווח הקצר. עדיין לא ברור מה תהיה השפעתה של האנטיביוטיקה בטיפול כולל לטווח הארוך.

 פורסם ב"גליליאו" גיליון 64,  דצמבר 2003.