ביומימיקרי

משמעות המונח ביומימיקרי היא חיקוי החיים (Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate). ביומימיקרי היא דיסיפלינה רב-תחומית המקדמת חיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים מקיימות.

תרגיל עוקץ לסרטן

מאת שמעון בוגן
ארס הצרעה הוא תערובת משוכללת מרובת מרכיבים. הארס הזה מיוחד ויוצא דופן בכך שהוא מכיל ריכוז גבוה של רעלים עצביים ביחד עם ריכוז גבוה של רעלנים פרוטיאוליטיים (אנזימים מפרקי חלבונים).

(רעל – חומר כימי בעל השפעות פיזיולוגיות מזיקות. רעלן – חומר ביוכימי שמסוגל לגרום להשפעות פיזיולוגיות מזיקות.)
  
התמונה באדיבות
Richard Bartz
מדענים ממכון המחקר הביו רפואי בברצלונה (IRB Barcelona) מפתחים תהליך ריפוי חדשני נגד סרטן השד, שמבוסס על חלבון מארס צרעה. עד כה (אוגוסט 2014) הוכתרו בהצלחה ניסויי מבחנה, שבהם בוצע חיסול ממוקד של תאים סרטניים באמצעות האנזים החלבוני שבארס. מדובר בלא פחות ממהפכה בטיפולים הכימותרפיים, מאחר שלראשונה מסתמן סיכוי לתהליך קטילה / חיסול / השמדה של תאים סרטניים שאינו פוגע בתאים בריאים, שאין לו תופעות לוואי ושאינו מאפשר לתאים הסרטניים לפתח עמידות.
ראש קבוצת המחקר, פרופ' מיגל מורנו, מסביר שהחלבון הנ"ל / המדובר / המוזכר גורם להיווצרות חללים ופתחים בקרום התא, חודר דרכו ומתערבב בנוזל התא וגורם למותו המידי (necrosis) או לתהליך השמדה עצמית (apoptosis).
עם זאת יש לזכור שלא ניתן להשתמש בנשק עוצמתי זה בצורתו הטבעית המקורית, עקב רעילותו הגבוהה וחוסר האבחנה בין תאי המחלה לבין תאים בריאים. כדי להשיג בידול מרבי שידרגו החוקרים את הרעלן לדרגת "סוס טרויאני". בכך מתאפשרת הכוונה והגעה של החומר אל התאים הסרטניים בלבד, כך שיצטבר ויפעל על תאי המטרה בלבד.
בתרגיל עוקץ כזה מנצלים החוקרים את תכונתם הבולטת ואת כוחם המודגש של התאים הסרטניים, לבצע פעולת ניתוק קשרים חלבוניים באמצעות אנזימים פרוטאוליטיים עצמיים ייחודיים שקשורים לדופן החיצונית שלהם. תכונה זו חלשה או לא קיימת בתאי גוף בריאים בכלל, ובתאי דם אדומים בפרט.
החוקרים במעבדה סינתזו את הרעלן - מיטופאראן - שבארס הצרעה אחרי שקבעו את סדר חומצות האמינו שלו, והצמידו אותו לשלד של פולי-L-חומצה גלוטאמית (PGA). בכך הפכו אותו לחומר תמים ולא פעיל ביוכימית. כמובן שתרבית התאים הסרטניים לא זיהתה את התכשיר כאויב שיש להתגונן מפניו, אלא כמתנה שמהווה מטרת מזון נאותה לפעולה ההרסנית השגרתית של החלבונים הפרוטאוליטיים שלהם.
ברגע שאלה גרמו לניתוק הקשר שבין הפולימר הנושא לבין הרעלן חזר האחרון לצורתו הפעילה, חדר מיידית דרך קרומי התאים הסרטניים, חורר אותם, פירק אותם והביא למותם.
כדי להגביר את האפקט ואת ההצלחה ציידו החוקרים את הרעלן, בצורתו הלא פעילה והתמימה, בתוספת של חלבון הנחייה, שמתביית ומתקשר בלעדית לקולטנים שמאפיינים במיוחד תאים של סרטן שד. בכך מיקדו עוד יותר, במיקום ובתזמון, את השחרור הסלקטיבי של הרעלן בתאים סרטניים ואת חיסולם.