מפעל תרופות בזעיר אנפין

לנוגדנים תפקיד חשוב בארסנל כלי הנשק של הגוף כנגד פולשים (כמו נגיפים וחיידקים) וכנגד תאים סרטניים, המהווים אויב מבפנים. תאי דם לבנים הקרויים לימפוציטים מסוג T הם כוח החלוץ שנועד להביא מולקולה אופיינית של הפולש, אנטיגן, ולהציג אותה בפני לימפוציטים מסוג B. הצגת האנטיגן היא האות לתחילת תהליך ההתמיינות של לימפוציט מסוג B לתא פלזמה. בשלב הבא, תאי הפלזמה מתחילים לייצר כמות גדולה של נוגדנים, שהם בעצם חלבונים מיוחדים בעלי שני "מנעולים" בקצותיהם. כל "מנעול" הוא אתר קישור ספציפי המסוגל להיסגר על אנטיגן מסוים, ובצורה זו לסמן את הפולש כמיועד לחיסול. לעתים הגוף מתקשה להתמודד עם האויבים בכוחות עצמו, ותרופה המורכבת מחלבונים דמויי נוגדנים אנושיים יכולה לשפר את סיכוייו של החולה להבריא.

על מנת לייצר חלבונים במעבדה, החוקרים משתמשים בהנדסה גנטית, כלומר הם מחדירים מקטע DNA המכיל את הגן לייצור החלבון הרצוי לגנום של חיידקים, שמרים או תאי יונקים. הפקת החלבון בשיטות אלו יקרה למדי, ועל כן נעשים מאמצים רבים לפתח שיטות ביוטכנולוגיות שיאפשרו להוזיל את תהליך הייצור. אחד הכיוונים החדשים הוא שימוש בצמחים, ובכך יש משום החזרת עטרה ליושנה. הרי צמחים משמשים את האנושות לצורך ייצור תרופות מקדמת דנא, ואילו התרופה הסינתטית הראשונה, אספירין, יוצרה רק בסוף המאה ה-19.

השימוש בצמחים טרנסגניים, צמחים שעברו החדרה של גנים בעזרת הנדסה גנטית, יכול להיות פתרון מושלם: צמח המכיל את הגן הנכון אפשר לגדל בחממה ולקבל כמות גדולה של חלבונים (ראו: ידידיה גפני, "צמחים מהונדסים", "גליליאו" 13). הבעיה העיקרית עד כה היתה חוסר היכולת לקבל חלבונים בניצולת גבוהה, כלומר כמות גדולה של חלבונים רצויים יחסית לשאר החלבונים שהתא מייצר. במחקרים קודמים הצליחו להגיע לניצולת של אחוז אחד בלבד, מה שהעמיד בסימן שאלה את הפוטנציאל התעשייתי של השיטה.

לפני שנים אחדות חלה פריצת דרך, כאשר קבוצת המחקר של חרט דה יאחר (De Jaeger), ממכון המחקר VIB בבלגיה, הצליחה להפיק חלבונים דמויי נוגדנים אנושיים בניצולת של 33%. ההישג המרשים נבע משינוי גישה – במקום לחשוב איך לגרום לכל הצמח לייצר כמות גדולה של חלבון רצוי, התמקדו החוקרים בזרעים, והפכו כל זרע ל"מפעל זעיר" לייצור חלבונים. לשימוש בזרעים יש יתרון נוסף – אפשר לאחסן את הזרעים לזמן ארוך ולהפיק את החלבונים סמוך למועד השימוש. החלבון שהופק במחקר זה היה פשוט יחסית ובעל אתר קישור אחד לאנטיגן, מה שמנע ממנו לדמות נוגדן אנושי בצורה מספקת.

המחקר הבלגי קיבל לאחרונה תפנית חיובית נוספת. בארט ון דרוחנברוק (Van Droogenbroeck) הצליח לייצר בעזרת זרעים של תודרנית לבנה חלבון מורכב יותר בעל שני אתרי קישור. חלבון זה מדמה את פעולת הנוגדן האנושי לנגיף הפטיטיס A (דלקת כבד A), ובניסויים שנערכו בתאי יונקים נצפתה הגנה על התאים מפני התקפת נגיפים. תוצאות המחקר פורסמו בכתב-העת היוקרתי PNAS.

על מנת להפוך את השיטה לשימושית בתעשיית התרופות, יש להגדיל את הניצולת, המגיעה כיום ל-10% עבור החלבון המורכב בעל שני אתרי הקישור, וכמו כן יש להוכיח הצלחה קלינית, כלומר בדיקה בחולים. חלבונים דמויי נוגדנים, כאשר יהיו זולים וזמינים, ישמשו את הרפואה גם בתחום האבחון, לצורך זיהוי אנטיגנים בבדיקות דם. הסימנים מראים שכבר בעתיד הקרוב ישוב ויעלה חלקם של הצמחים בעולם הרפואה, אלא שהפעם יהיה זה במסגרת של "חקלאות רפואית".