האם נוגדנים חד שבטיים יכולים להחליף אופיואידים לכאב כרוני?

במהלך המגיפה, רופאים משתמשים בנוגדנים חד שבטיים שעברו עירוי (נוגדנים המיוצרים במעבדה) כדי לעזור לחולים להילחם בזיהום ב-COVID-19. כעת מנסים חוקרי UC Davis ליצור נוגדנים חד שבטיים שיכולים לעזור להילחם בכאב כרוני. המטרה היא לפתח משכך כאבים חודשי לא ממכר שיכול להחליף אופיואידים.
את הפרויקט מובילים ולדימיר ירוב-ירובוי וג'יימס טרימר, פרופסורים במחלקה לפיזיולוגיה וביולוגיה של ממברנה באוניברסיטת קליפורניה, בית הספר לרפואה של דייויס. הם הרכיבו צוות רב תחומי שכלל רבים מאותם חוקרים שניסו להפוך את ארס הטרנטולה למשככי כאבים.
מוקדם יותר השנה, ירוב-ירובוי וטרמר קיבלו מענק של 1.5 מיליון דולר מתוכנית ה-HEAL של המכון הלאומי לבריאות, שהיא ניסיון אגרסיבי להאיץ פתרונות מדעיים כדי להכיל את משבר האופיואידים במדינה.
עקב כאב כרוני, אנשים יכולים להתמכר לאופיואידים. המרכז הלאומי לבקרת מחלות של המרכז הלאומי לסטטיסטיקת בריאות מעריך כי יהיו 107,622 מקרי מוות ממנת יתר של תרופות בארצות הברית בשנת 2021, כמעט 15% יותר מההערכה של 93,655 מקרי המוות ב-2020.
"פריצות דרך אחרונות בביולוגיה מבנית וחישובית - השימוש במחשבים להבנה ומודל של מערכות ביולוגיות - הניחו את הבסיס ליישום שיטות חדשות ליצירת נוגדנים כמועמדים לתרופה מצוינת לטיפול בכאב כרוני", אמר ירוב. ירובוי, המבצע הראשי של פרס סאי.
"נוגדנים חד שבטיים הם האזור הצומח ביותר בתעשיית התרופות ומציעים יתרונות רבים על פני תרופות מולקולות קטנות קלאסיות", אמר טרימר. תרופות מולקולות קטנות הן תרופות החודרות בקלות לתאים. הם נמצאים בשימוש נרחב ברפואה.
במהלך השנים יצרה המעבדה של טרימר אלפי נוגדנים חד שבטיים שונים למגוון מטרות, אך זהו הניסיון הראשון ליצור נוגדן שנועד להקל על הכאב.
למרות שזה נראה עתידני, מנהל המזון והתרופות האמריקאי אישר נוגדנים חד שבטיים לטיפול ומניעה של מיגרנה. התרופות החדשות פועלות על חלבון הקשור למיגרנה הנקרא הפפטיד הקשור לגן קלציטונין.
לפרויקט UC Davis יש מטרה אחרת - תעלות יונים ספציפיות בתאי עצב הנקראות תעלות נתרן תלויות מתח. תעלות אלו הן כמו "נקבוביות" בתאי עצב.
"תאי עצב אחראים על העברת אותות כאב בגוף. תעלות יוני נתרן בעלות פוטנציאל בתאי עצב הן משדרי מפתח של כאב", מסבירה ירוב-ירובוי. "המטרה שלנו היא ליצור נוגדנים הנקשרים לאתרי ההעברה הספציפיים הללו ברמה המולקולרית, מעכבים את פעילותם וחוסמים את העברת אותות הכאב".
החוקרים התמקדו בשלוש תעלות נתרן ספציפיות הקשורות לכאב: NaV1.7, NaV1.8 ו-NaV1.9.
המטרה שלהם היא ליצור נוגדנים התואמים לערוצים האלה, כמו מפתח שפותח מנעול. גישה ממוקדת זו נועדה לחסום את העברת אותות הכאב דרך הערוץ מבלי להפריע לאותות אחרים המועברים דרך תאי עצב.
הבעיה היא שהמבנה של שלושת הערוצים שהם מנסים לחסום הוא מאוד מורכב.
כדי לפתור בעיה זו, הם פונים לתוכניות Rosetta ו-AlphaFold. עם Rosetta, חוקרים מפתחים מודלים מורכבים של חלבון וירטואלי ומנתחים אילו מודלים מתאימים ביותר לתעלות העצביות NaV1.7, NaV1.8 ו-NaV1.9. עם AlphaFold, חוקרים יכולים לבדוק באופן עצמאי חלבונים שפותחו על ידי Rosetta.
ברגע שהם זיהו כמה חלבונים מבטיחים, הם יצרו נוגדנים שניתן היה לבדוק אותם על רקמה עצבית שנוצרה במעבדה. ניסויים בבני אדם יימשכו שנים.
אבל החוקרים נרגשים מהפוטנציאל של גישה חדשה זו. תרופות נוגדות דלקת לא סטרואידיות (NSAIDs), כגון איבופרופן ואצטמינופן, חייבות להילקח מספר פעמים ביום כדי להקל על הכאב. משככי כאבים אופיואידים נלקחים בדרך כלל מדי יום ונושאים סיכון להתמכרות.
עם זאת, נוגדנים חד שבטיים יכולים להסתובב בדם במשך יותר מחודש לפני שהם מתפרקים בסופו של דבר על ידי הגוף. החוקרים ציפו מהמטופלים לתת בעצמם את הנוגדן החד שבטי משכך כאבים פעם בחודש.
"למטופלים עם כאב כרוני, זה בדיוק מה שאתה צריך", אמרה ירוב-ירובוי. "הם חווים כאב לא במשך ימים, אלא במשך שבועות וחודשים. צפוי כי נוגדנים במחזור יוכלו לספק הקלה בכאב שנמשכת מספר שבועות".
חברי צוות נוספים כוללים את ברונו קוריה של EPFL, סטיבן וקסמן של ייל, וויליאם שמידט של אייקוזיס והייק וולף, ברוס המוק, טין גריפית', קארן וגנר, ג'ון טי סאק, דייוויד ג'יי קופנהייבר, סקוט פישמן, דניאל ג'יי טנקרדי, היי נגוין, Phuong Tran Nguyen, דייגו לופז Mateos, ורוברט סטיוארט מ-UC Davis.
Out of business hours, holidays and weekends: hs-publicaffairs@ucdavis.edu916-734-2011 (ask a public relations officer)