מפת דרכים לגילוי

חוקר UNM מוביל את מחקר הגנום האנושי הבינלאומי

מחקר חדש מגלה שכמעט 40 אחוז מהגנום האנושי נותרו ברובו בלתי נחקרים, מה שעלול להפריע באופן דרמטי לחיפוש אחר טיפולים תרופתיים חדשים.

המחסור במחקר נוטה להנציח את עצמו, מכיוון שמדענים יודעים שיש סיכוי גבוה יותר שהם יצליחו וממומנים על ידי חקירה של אותם אזורים בגנום שכבר מתוארים היטב יחסית.

כצעד ראשון לקראת פתרון הבעיה, צוות של מדענים אמריקאים ואירופים הציע שיטה אלגנטית לסווג את הגנום לפי מידת הרחבה של מחקרים של גנים - והחלבונים שהם מקודדים להם. תוכנית הסיווג החדשה מציעה גם אילו צעדים יידרשו כדי לקבוע אם חלבונים אלה הם יעדים סבירים למגוון של טיפולים תרופתיים חדשניים.

העבודה בוצעה כחלק מפרויקט הארת הגנום הניתן לתרופות (IDG), יוזמה של הקרן הלאומית לבריאות. הממצאים מודגשים ב"הזדמנויות טיפוליות שלא נחקרו בגנום האנושי,"פורסם בגיליון 23 בפברואר 2018 של ביקורות על טבע גילוי סמים.

"כמעט 9,000 חלבונים אינם נתונים כרגע למחקר בחסות NIH", אמר הסופר הראשי Tudor Oprea, MD, PhD, פרופסור וראש חטיבת אינפורמטיקה תרגום במחלקה לרפואה פנימית של אוניברסיטת ניו מקסיקו. "מחקר זה מושך תשומת לב למצב הזה. אנו מקווים לעודד מדענים ומממנים לחקור את הלא נודע".

Oprea הובילה צוות חוקרים ממרכז IDG Knowledge Management בסקירה ממצה של מגוון רחב של נתונים גנומיים, פרוטאומיים, כימיים וקשורים למחלות במטרה לעקוב אחר רמת התפתחות המטרה (TDL) של חלבונים אנושיים.

החוקרים הציעו לקבץ חלבונים אנושיים לאחת מארבע קטגוריות TDL:

• T_Clin (עבור "קליני") מייצג את החלבונים הנחקרים ביותר, כאלה שיש להם אינטראקציות ידועות עם תרופות מאושרות ואשר עבורם קיים מנגנון פעולה מזוהה. אלה מייצגים רק 3 אחוזים מהפרוטאום האנושי.
• T_Chem (עבור "כימיקל") כולל חלבונים הידועים כנקשרים למולקולות קטנות בעלות עוצמה גבוהה יחסית. קבוצה זו מהווה 6 אחוז מהפרוטאום.
• T_ביו (ביולוגיה) מתייחס לחלבונים שעבורם יש עדויות ניסיוניות לרלוונטיות למחלה, והבנה מסוימת לגבי המבנה והתפקוד שלהם, אך לא פותחו במלואם כמטרות תרופתיות. כ-53 אחוז מהפרוטאום שייך לקטגוריה זו.
• T_אפל (הכוונה לגנום ה"כהה") כולל את כל החלבונים שאינם עומדים בקריטריונים להכללה באף אחת מהקטגוריות האחרות. "[אלה הם חלבונים שיש להם הכי פחות ידע עדכני ומספר נמוך של מולקולרי ספציפי בדיקות זמינות", אמרו המחברים. "חלקן מייצגות הזדמנויות לא נחקרות בתוך הגנום האנושי שניתן לסמים." חלבונים אלו מהווים 38 אחוז מהפרוטאום.

המחברים מציינים שהמימון לחקר הגנום האפל היה מועט, בין השאר משום שהמחקר מבוסס לרוב על "הבחנות מלאכותיות", שבהן הבעיות מופרדות לפי איבר או מחלה. "ההבחנה הזו מתקלקלת בטבע, מכיוון שאנו צפויים לצפות במשחק הגומלין בין אותם גנים ומסלולים ללא קשר לאיבר, אם כי באופן ספציפי להקשר."

תכנית הסיווג המוצעת שלהם "מספקת דרך נוחה לחלוקה של מטרות אנושיות שמדגישה את המיקוד (או היעדרו) של מאמצי מדע וגילוי תרופות על מטרות שונות".

Oprea אמרה שהעובדה שמטרות תרופות שעבורן ידועות כיום מולקולות קטנות מייצגות רק כ-10% מהפרוטאום האנושי "מדגישה את המידה שבה אנחנו לא מבינים לגמרי את הביולוגיה האנושית. יש עוד הרבה עבודה לעשות.

רקע:

מרכז ניהול הידע כולל חוקרים מהמרכז הלאומי NIH לקידום מדעי התרגום, אוניברסיטת ניו מקסיקו, אוניברסיטת מיאמי, אוניברסיטת קופנהגן, המכון האירופי לביואינפורמטיקה ובית הספר לרפואה של איכאן בהר סיני. משתפי פעולה נוספים במאמר זה הם מאוניברסיטת ייל, אוניברסיטת צפון קרוליינה, אוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו, מכללת ביילור לרפואה, אוניברסיטת ציריך, כמו גם IQVIA ו-AstraZeneca.