חיפוש באתר
Generic filters
Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in excerpt

האם משאת לבנו מאז ומתמיד, להיפטר ממשא היתר של כולסטרול – LDL, עומדת לפני פריצת דרך?

אהבתם? שתפו עם חבריכם

פרופ’ בן-עמי סלע, מנהל המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה  מולקולארית  וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.


 


מאז שבראון וגולדשטיין, שני החוקרים מטקסס תרמו להבנתנו את נושא כולסטרול-LDL והקולטן שלו עוד באמצע שנות ה-80, התחלנו להתייחס לכולסטרול זה כאל הכולסטרול ה”רע”.


במרוצת השנים פותחו שני סוגי תרופות לנסות ולהפחית את פגעי האחרון: האחד מתייחס לכל הסטאטינים שעלו על המדפים משנת 1987 ואילך והם פועלים על עיקרון העיכוב של פעילות האנזים HMG-CoA reductase שהוא האנזים הראשון ברצף של ריאקציות המייצרות כולסטרול; התרופה השנייה ששמותיה אחדים- איזיטריול, וגם zetia והשם המדויק הוא ezetimibe, היא למעשה תכשיר המנטרל את פעילות מלחי המרה המסייעים לכולסטרול המגיע מהמזון להיספג במעי, וכך מגיעים לרמה מופחתת של כולסטרול בדם.


 


מעניין ששנת 1981 הייתה שנה מכוננת בתחום חשוב זה, שכן באותה שנה התפרסמו בכתב העת המוביל ברפואה New England Journal of Medicine שני מאמרים: האחד של קבוצה יפאנית שתיאר לראשונה את המולקולהcompactin  ובשמה האחר mevasatin, שהייתה למעשה הסטאטין הראשון שבודד על ידי היפאני Akira Endo הנחשב לאבי הסטאטינים, אם כי צחוק הגורל הוא שמסיבות שונות mevastatin מעולם לא עלתה על הדפים ונמכרה, ונאלצנו להמתין עוד 6 שנים עד לאישור והשיווק של הסטאטין הראשון בשנת 1987 lovastain ובשמו המסחרי Mevacor.


באותה שנה כאמור התפסם באותו כתב עת מאמרם פורץ הדרך של בראון וגולדשטיין שאלה הסובלים מהיפר-כולסטרלומיה משפחתית סובלים למעשה מחסר של קולטנים ל-LDL  כולסטרול, מה שמביא לקליטה נמוכה יותר של כולסטרול על ידי התאים, ומגביר בכך את רמת כולסטרול זה בפלזמה.


 


מעניין ששני החוקרים הללו שאף זכו לפרס נובל ברפואה על מחקריהם להבנת חילוף החומרים של כולסטרול, רמזו כבר באותו מאמר משנת 1981 שאולי ניתן לרתום את המנגנון התאי המווסת את יצירת הקולטנים לכולסטרול על פני ממברנת התאים, למטרות רפואיות.


בראון וגולדשטיין העריכו כבר אז שתרופה דוגמת סטאטין החוסמת את סינתזת סטרולים בשלב מוקדם, תקטין את הגעת כולסטרול לתאים הפאטוציטים בכבד, מה שיגרום לתאים אלה במנגנון של משוב לייצר יותר קולטנים לכולסטרול על פני השטח שלהם, ובכך להגדיל את קליטת הכולסטרול על ידי תאי הכבד ולהנמיך רמתו בדם. הם התנבאו אז שסטאטינים יעכבו את תהליך טרשת העורקים המוביל למחלות לב.


 


אכן כפי שהתנבאו בראון וגולדשטיין, הסטאטינים הגשימו את התקוות שתלו בהם, והם אכן מפחיתים באופן דרמטי של רמות הכולסטרול “הרע” בדם, גורמים להאטה של טרשת העורקים, מייצבים את רובדי טרשת, מפחיתים את אירועי אוטם שריר הלב, ומאריכים חיים.


אך מסתבר שיש מטופלים שאינם יכולים לשאת את תופעות הלוואי של סטאטינים, וכן התברר שהפחתת LDL – כולסטרול על ידי סטאטינים מגיעה בדרך כלל ל-20 עד 30% ולעתים פחות שכיחות עד 40-55%, ולא היה בכך לגרום לחולים בדרגת סיכון גבוהה להגיע ליעד ריכוז כולסטרול-LDL שהוא פחות מ-70 מיליגרם לד”ל.


 


אך ברפואה לא נהוג לרבוץ על זרי הדפנה, ותמיד שוקדים בתעשיית התרופות על פיתוח חדיש יותר, שאולי יביא איתו בשורה גדולה יותר בתחום הטיפול במחלות קרדיו-וסקולאריות. זה בדיוק סיפורו של התכשיר המרתק החדש עליו נודע לאחרונה, ומדובר בנוגדן חד-שבטי (monoclonal) המגיב עם האנזים PCSK9 ומנטרל את פעילותו.  


מהו אותו אנזים, ומדוע נטרולו יכול להביא להפחתת רמת LDL-cholesterol?


 


מאז 1981 הקולטן ל-LDL נחקר באופן נמרץ תוך תקווה שהמנגנון התוך-תאי הגורם להתבטאות קולטן זה או לדיכויו, ניתן למניפולציה למטרות טיפוליות. 


בהקשר זה, המושג “החם” ביותר במחקרים לאחרונה הוא זה של אנזים פרוטאוליטי ממשפחת ה-serine proteases, בעל השם המסובך קמעה PCSK9 או proprotein convertase subtilysin/kexin 9.


לפני שנסביר בדיוק את פעילות אנזים זה ומשמעותו לגבי מסלול ה- LDL, נחזור לרגע לשנת 2003 כאשר התפרסם המאמר הראשון ב-Nature Genetics של Abifadel וחב’, בו תוארו2  משפחות בהן התגלו מוטציות מסוימות ב-PSCK9 שגרמו אצלן להיפר-כולסטרולמיה.


בבני שתי משפחות אלה נמצאה בדם רמה גבוהה מאוד של כולסטרול –LDL , ותחלואת לב כלילית קשה. מיד לאחר מכן גילו במודלים בעכברים את המשמעות של האנזים PSCK9 בוויסות של פעילות הקולטן ל-LDL. על ידי יצירת עכברים טרנסגניים להם הוחדר הגן הפגום ל-PSCK9 כאשר מצאו בעכברים אלה רמתLDL גבוהה בדם ורמות נמוכות ביותר של הקולטן ל-LDL בכבד.


 


בשנת 2005 התפרסם מחקר שהראה שבערך אחד מתוך 50 אפרו-אמריקנים מכיל אחד מתוך שני מוטציות nonsense ב-PSCK9, שגורמת אצלם להפחתת ריכוזי LDL בערך ב-30%, וכן נמצא באוכלוסייה הלבנה מוטציית missence המפחיתה רמת LDL ב-15%.


לעומת זאת התפרסם ב-2007 ב-Atherosclerosis באוכלוסייה דרום אפריקאית שאובדן הומוזיגוטי של פעילות PSCK9, מורידה רמת כולסטרול-LDL לתחום הלא יאומן של 15 מיליגרם לדציליטר.


 


אם כן מהו PSCK9 וכיצד הוא מפחית את רמת הקולטנים ל-LDL?


 PSCK9 הוא פרוטאזה שמשקלו המולקולארי 72 אלף דלטון, המבוטא בעיקר בכבד.


לאחר הסינתזה של PSCK9 עוברת מולקולה זו ביקוע אוטו-קטליטי ברטיקולום האנדופלזמי בתאים, באופן שמסיר ממנו פיסת חלבון, אך פיסה זו נשארת צמודה לאתר הקטליטי של PSCK9. הביקוע האוטו-קטליטי הזה נדרש כדי לאפשר את הפרשת PSCK9 מהתאים, אך כל זמן שפיסת החלבון המבוקע (prodomain) נותרת צמודה לאתר הקטליטי של החלבון, היא חוסמת חלקית את יכולתו להיקשר לסובסטרטים שלו ולבקע אותם פרוטאוליטית.


 


התצפית לפיה  PSCK9מפחית את רמת הקולטנים ל-LDL, מרמזת לכך שאנזים זה מביא לביקוע והרס קולטנים אלה.


היפותזה זו הודגמה באופן אלגנטי במעבדה של Jay Horton, ובאופן מפתיע. Horton הראה בשנת 2007 במאמר ב-Journal of Biological Chemistry, שלמעשה ניתן היה לשמר את יכולת PSCK9 להנמיך רמת הקולטנים ל-LDL  בתאי כבד מסוג HepG2 בתרבית, גם כאשר האתר הקטליטי של PSCK9 חסום ואינו פעיל. כלומר לכאורה אין צורך בפעילות קטליטית של PSCK9 כדי להשיג את היעד של פגיעה בקולטנים ל-LDL (!!). אם כך נותר מסתורי מנגנון הפעולה של PSCK9, אך הוא החל להתברר לאחרונה:


 


 PSCK9 נקשר לקולטן LDL על פני שטח התאים, אך הסרת קולטנים אלה דורשת את החדרת הקומפלקס PSCK9-LDL receptor אל תוך התאים. לאחר החדירה לתא בתוך אנדוזום, הסביבה החומצית בתוך האנדוזום מגבירה את הזיקה של PKSC9 לקולטן ל-LDL פי-150 בקירוב. PSCK9 נקשר אז לאזור דמוי EGF (epidermal growth factor) על פני קולטן זה, אזור שהוא חיוני להעברה של הקולטן מהאנדוזומים בציטופלמת התאים אל שטח פני התאים.


למעשה, קישור PSCK9 לקולטן ל-LDL  מביא להסטת הקולטן ממסלולו הרגיל לכיוון שטח הפנים של התא, דווקא אל הליזוזומים בתא, אותם חלקיקים הורסים את הקולטן, ומונעים את הגעתו לשטח פני התא. 


 


אחד המחקרים שהתפרסם ב-2009 ב-Journal of Lipid Research מצא 2 מוטציות בשיירי חומצות אמינו 374 ו-127 על פני PSCK9, שהביאו להפחתת מספר הקולטנים ל- LDL המוטציה בשייר 374 שהיא החשובה בין השתיים, מגבירה את הזיקה של PSCK9 לקולטן ל- LDL, וממילא מסייעת לגריעת קולטן זה מפני התאים.


מעניין לציין שחומצת האמינו “התקנית” בעמדה 374 היא חומצה אספרטית, ולה דווקא יש זיקה נמוכה במיוחד לקולטן ל-LDL , מה שמרמז אולי לכך שדווקא האבולוציה “מעדיפה” אינטראקציה בזיקה נמוכה ככל האפשר בין PCSK9 לבין הקולטן ל-LDL . מתברר שאנזים PSCK9 בו מתקיימות 2 המוטציות, D374Y ו-S127R, הוא בעל פעילות הגדולה פי-70 מזו של צורת PSCK9 התקינה, בהפחתת מספר הקולטנים של LDL.   


 


הבנת הפיזיולוגיה של האנזים PSCK9 דרבנה מחקרים בכיוונים שימושיים כגון שיטות אנליטיות במעבדה בעיקר בשימוש בנוגדנים חד-שבטיים למדוד את רמת ה-PSCK9 בנסיוב וכן ניסיון  להשרות יצירה של PSCK9 בלתי פעיל קטליטית, וזאת בגישה לנסות ולהגביר את רמת הקולטנים ל-LDL.


 


אכן הניסויים בעכברים הניחו את היסוד לגישה “האנושית” מן ההיבט של PSCK9. ביטוי היתר של  PSCK9 בעכברים טרנסגניים, או עירוי של PSCK9 ריקומביננטי לעכברים הביא להפחתת הרמות של הקולטן ל-LDL  על פני תאים הפאטוציטים ולהיפר-כולסטרולמיה.


המשמעות של ניסויים אלה בחיות הייתה ברורה: חסימת היכולת של PSCK9 להרוס את קולטני LDL, תתבטא בירידה ברמת LDL בפלזמה.


Hobbs ו-Cohen זיהו ב-2006 דווקא מוטציות loss of function ב- PSCK9 באנשים עם רמות כולסטרול נמוכות בדמם, ואילו Horton ואנשיו גילו 2 נשים צעירות בריאות בהן היה חסר מוחלט של PSCK9 ורמת כולסטרול-LDL בדמן הייתה 14 ו-16 מיליגרם לדציליטר, ממש רמה אפסית.  


 


מכאן ואילך התחיל מאמץ נמרץ לפיתוח של נוגדנים חד-שבטיים שיהיו מסוגלים לחסום את יכולת האנזים PSCK9 לפגוע בקולטני LDL.


בשנת 2009 התפרסם בביטאון האקדמיה האמריקנית למדעים (PNAS) מאמר של Chan וחב’, בו השתמשו בנוגדנים כאלה בקופים עם תוצאות מעודדות. וממש בימים אלה של מרס 2012 מתפרסם ב- New England Journal of Medicine  מאמר של Stein וחב’, בו מדווח על מחקר בו נעשה שימוש בנוגדן החד-שבטי REGN727 שהוכן כנגד PSCK9 על ידי חברת Regeneron Pharmaceuticals.


נוגדן זה הוחדר בעירוי לווריד או בהזרקה תת-עורית, לאנשים בריאים, לכאלה שהם הטרוזיגוטיים למחלת היפר-כולסטרולמיה משפחתית שטופלו גם ב-atorvastatin וכן למטופלים עם היפר-כולסטרולמיה שאינה משפחתית.  


 


תוצאות טיפול זה הראו השפעה התלויה במינון של הפחתת רמת LDL כולסטרול בפלזמה עד 64%, באופן שרמת ההפחתה ב-LDL לא הייתה תלויה באם המטופל קיבל גם סטאטינים אם לאו. ההפחתה בכולסטארול הייתה מיידית ונמשכה מספר שבועות, כאשר תופעות הלוואי של הנוגדן היו נסבלות.


 


התוצאות של שלושה ניסויים ב-phase 1 עם הנוגדן REGN727 אכן מעודדים ביותר, וקיבלו כעת אור ירוק להמשך מזורז של הניסויים ב-phase 2  ואחריו phase 3, ואם הכול יתקדם כשורה יתקבל בשלב מסוים אישור ה- FDA לשימוש בתכשיר זה.


 


כאמור, המאמץ המחקרי בוחן כל אפשרות להגברת הקליטה של כולסטרול על ידי קולטניו.


בשנת 2009 התפרסם ב-Science מאמרו של Tontonoz וחב’, בו הוא מדווח על זיהוי של חלבון תוך-תאי, שקיבל את השם IDOL (inducible degrader of LDL receptor), המסמן קולטני LDL המיועדים להשמדה.


ממצא זה כבר מעורר מחקר לנסות ולנטרל את חלבון IDOL על מנת להפחית התמעטות במספר הקולטנים ל-LDL. נראה אם כן שפעילות מחקרית נמרצת בעת הזו בתחום הקולטנים ל-LDL, סוגרת מעין מעגל שנפתח לפני כ-30 שנה עם מחקריהם של בראון וגולדשטיין, ואנו ודאי צפויים לעוד בשורות מבטיחות הטובות ללב.


 


בברכה, פרופ’ בן-עמי סלע.

אהבתם? שתפו עם חבריכם

ראיתם משהו בכתבה שמעניין אתכם, רוצים מידע נוסף? רשמו את המייל שלכם כאן למטה או שלחו אלינו פנייה - לחצו כאן לפנייה

    בעצם פנייתך והרשמתך אלינו אתה מאשר בזאת כי אתה מסכים למדיניות הפרטיות שלנו ואתה מסכים לקבל מאיתנו דברי דואר כולל שיווק ופרסום. תמיד תוכל להסיר את עצמך מרשימת הדיוור או ע"י פנייה אלינו או ע"י על לחיצה על הקישור הסרה מרשימת הדיוור אשר נמצא בתחתית כל מייל שיישלח אליך. למדיניות פרטיות לחץ כאן. אם אינך מסכים אנא אל תירשם אלינו, תודה.

    INULIN

    בריאים לחיים המפתח
    ,ימים ולאריכות יותר
    ,לכולם ממליץ FDA
    ויצמן במכון חוקרים
    ...ממליצים העולם וברחבי בטכניון

    לפרטים נוספים