לבלום את הרדיקלים החופשיים

חוקרות בטכניון מדווחות על פיתוח מולקולה ייעודית העשויה לבלום התפתחות של מחלת אלצהיימר. המולקולה מפרקת את הקומפלקס הכימי הרעיל Cu–Aβ וכך בולמת את תמותת התאים המעורבת במחלה. את המחקר הובילו פרופ’ גליה מעין והדוקטורנטית אנסטסיה בהר מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך.

פרופ’ גליה מעין

יוני נחושת הם מרכיב מרכזי במבנה ובתפקוד של תאים שונים בגוף. עם זאת, הצטברות שלהם עלולה להוביל להרעלת תאים וכך לגרום תופעות מסוכנות ובהן עקה חמצונית, הפרעות לב וכלי דם ומחלות ניווניות של המוח ובהן אלצהיימר.

אחד המנגנונים המעורבים בהתפתחות אלצהיימר הוא היווצרות של רדיקלים חופשיים הפוגעים בתאי המוח. אלה הם  חומרים מחמצנים הנוצרים בין השאר על ידי Cu–Aβ – תרכובת של נחושת ועמילואיד בטא.

כיום כבר ידוע שפירוק של קומפלקס זה, כלומר הפרדת הנחושת מהעמילואיד, בולם את תמותת התאים ואת התפתחות המחלה. הפרדה זו נעשית באמצעות קלציה (Chelation) – שימוש במולקולות הנקשרות ליוני הנחושת ומפרידות אותם מהעמילואיד.

אולם אתגר זה אינו פשוט, משום שמולקולות הקלציה חייבות למלא כמה תנאים כימיים וקינטיים חשובים ובהם יציבות ועמידות בתהליכי חמצון-חיזור. חשוב גם שבתהליך ההפרדה האמור לא יילכדו מולקולות אבץ, שגם הן חיוניות לתפקוד הנוירונים (אך אינן גורמות לרעילות כאשר הן קשורות לעמילואיד); אם האבץ אינו נקשר למולקולת הקלציה, היא יכולה להמשיך לקשור את יוני הנחושת.

הדוקטורנטית אנסטסיה בהר

חוקרות הטכניון מדווחות בכתב העת Angewandte Chemie על הצלחה בפיתוחה של מולקולת קלציה מלאכותית חדשה העונה לכל הדרישות הללו. המולקולה, הקרויה P3, היא מולקולה מלאכותית  דמוית פפטיד ומסיסה במים, המבצעת את המשימה האמורה באופן סלקטיבי: היא נקשרת לנחושת באופן חזק ויוצרת את קומפלקס CuP3, מפרידה את הנחושת מהעמילואיד ובכך מעכבת ואף מדכאת יצירת חומרים מחמצנים מזיקים, ואינה יוצרת בתהליך זה תהליכי חמצון חדשים. היא אומנם קושרת יוני אבץ ואף מוציאה אותם מהעמלואיד מהר יותר מאשר את יוני הנחושת, אולם הקישור ליוני האבץ חלש ואורך זמן קצר ולכן בפועל היא קושרת בעיקר יוני נחושת.

בתרשים, משמאל לימין: חמצון של יוני הנחושת בקומפלקס של עמילואיד )המכיל גם יוני אבץ( מוביל ליצירת קומפלקס עמילואיד רעיל וחומרים מחמצנים מזיקים (ROS). מולקולת הקלציה המסיסה במים מסירה את יוני הנחושת מן הקומפלקס העמילואידי על ידי יצירת קומפלקס חדש יציב ומדכאת את יצירת החומרים המחמצנים המזיקים ((NO ROS, וכך מנטרלת את רעילות העמלואיד.

למאמר בכתב העת Angewandte Chemie לחצו כאן