צמחים סיניים לטיפול באלצהיימר

במחקר, שדווח בעיתון "ביולוגיה מבנית", המדענים פענחו את המבנה התלת מימדי המורכב הנוצר מהחומר HuperzinaA - HupA, המופק מהטחב הופרזיה סראטה, ומשמש בסין כתרופה המוכרת בשם צ'אן צ'נג טה Qian Ceng Ta, ואנזים המוח אצטילוכולינסטראז acetylcholinesterase, AchE.
הקביעה לגבי המבנה חשפה התאמה מפתיעה בין HupA והאנזים, וייתכן שהיא תספק נקודת התחלה טובה לייצור תרופות נגד אלצהיימר בעלות מאפיינים משופרים.
"נראה כאילו החומר הטבעי הזה תוכנן במיוחד כך שיתאים בדיוק לנקודה ב AchE בה יעשה את הפעולה הטובה ביותר" אומר הקריסטלוגרף פרופסור יואל זוסמן, אחד ממחברי המחקר.
המחקר נעשה באמצעות מיה רייבס בשיתוף הקריסטלוגרף ד"ר מיכאל הראל והפרופסורים זוסמן וישראל זילמן, כולם ממכון ווייצמן. כמו כן פעלו בשיתוף עם פרופסור אלאן קוציקובסקי, מאוניברסיטת ג'ורג'טאון בוושינגטון, שהיה הראשון שסינתז HupA במבחנה, וד"ר יואן פינג פאנג, כימאי במרפאת מאיו בג'קסוויל, פלורידה, שערך את ההנחות התיאורתיות לגבי התרכבות HupA-AchE.

על פי אחת התיאוריות, אבדן זיכרון ומחסורים קוגניטיביים נוספים אצל חולי אלצהיימר נובע מהדרדרות תאי העצב המשחררים את הכמיקל אצטילכולין. כתוצאה מכך נוצר מחסור באצטילוכולין, המודגש על ידי פעולת ה AchE, האנזים שמפרק את האצטילכולין בגוף.
שתי תרופות נגד אלצהיימר שאושרו על ידי מועצת התרופות בארצות הברית, טאקרין ו E2020, פועלות על חסימת ה AchE. HupA, השונה מתרופות אלה במבנה הכימי, משמש גם הוא לחסימת AchE, ונחקר כעת בסין ובמקומות אחרים כתרופה אפשרית לאלצהיימר.
המחקר החדש שנעשה באמצעות קרני רנטגן וקריסטלוגרפיה, חושף את דרך החסימה: HupA מחליק לאיזור הפעיל ב AchE שם מתפרק באצטילוכולין, ומתחבר לאיזור זה על ידי מספר גדול מאוד של חיבורים כימיים. ההתחברות סוגרת את כלי "הפירוק", ושומרת על האצטילכולין מפני סכנה.
על פי הנוירו-כימאי פרופסור זילמן, "התחברות פרטנית שכזו מצביעה על כך ש HupA יכול להיות תרופה יעילה גם במינונים נמוכים, כך שהסיכון לתופעות לוואי מינימלי." סיכונים אלה יחסית מעטים ממילא, שכן הסברה היא ש HupA מכיל מעט מאוד רעלנים.

המדענים עבדו עם גבישים איכותיים של AchE שנלקחו מרקמה חשמלית של טורפדו, דג המהווה את אחד המשאבים העשירים ביותר לאנזים. בשל מידת התאימות הגבוהה בין רצף החומצות האמיניות של הדג ושל ה AchE האנושי, סביר שהמבנה התלת מימדי של הדג יהווה מודל מתאים לאנזים האנושי.
גבישי ה AchE הושרו ב HupA, ולאחר מכן נחשפו לקרן רנטגן דקה, המייצרת דגם של פירוק ממנו ניתן ליצור תמונת מחשבת תלת מימדית של ההתחברות בין החומרים.
בשנים האחרונות הראל, זילמן וזוסמן ערכו מספר מחקרים המאירים באור חדש את התרופות המקובלות לאלצהיימר. לפני מספר שנים בחנו את מבנה ה AchE, והראו כי יש בו בור גדול, המוכר כ"נקיק הריחני", ובו מתפרק האצטילכולין. הם גם פתרו את המבנה שנוצר על ידי חיבור בין AchE וטאקרין, ומצאו שטאקרין פועל על ידי התחברות לאיזור הפעיל של האנזים במקום האצטילכולין.