זיהוי מולקולות קטנות לתרופות חדשות

ד
ד"ר גלעד רוזנבלט וד"ר בוריס שמחוביץ עם המערכת שפיתחו צילום: הטכניון

ד”ר גלעד רוזנבלט וד”ר בוריס שמחוביץ, בוגרי הטכניון, זכו במקום הראשון בתוכנית BizTEC לשנת 2020. השניים פיתחו טכנולוגיה חדשנית המאיצה גילוי תרופות באמצעות זיהוי הפוטנציאל של מולקולות קטנות. באירוע נכחו גם נציגים מאיחוד האמירויות

ד”ר גלעד רוזנבלט וד”ר בוריס שמחוביץ, בוגרי הטכניון, הם הזוכים במקום הראשון בתוכנית BizTEC לשנת 2020. מאז ייסודה של התוכנית בשנת 2004 גייסו בוגריה יותר מ-750 מיליון דולר. ההכרזה על זכייתם התקיימה באירוע הגמר שהתקיים לאחרונה באופן מקוון. השניים פיתחו את LightCode, טכנולוגיה חדשנית המאיצה גילוי תרופות באמצעות זיהוי הפוטנציאל של מולקולות קטנות לצורך תרופות חדשות. באירוע נכחו גם נציגים מאיחוד האמירויות ובהם שירקאנת טאקר מרשות החדשנות באיחוד.

פיתוח תרופה חדשה אורך כעשור ומצריך השקעה של מאות מיליונים או אפילו מיליארדי דולרים. למרות זאת, כ-90% מהתרופות המגיעות לשלבי הפיתוח הקליניים “נופלות” בדרך לשוק. שיעור הכישלונות הגבוה מוביל לכך שההחזר על ההשקעה נמוך ושמחיריהן של תרופות חדשות גבוהים מאוד.

מרבית התרופות מבוססות על מולקולות קטנות הנקשרות לחלבונים בגוף. לכן, אחד האתגרים המרכזיים בפיתוח תרופה הוא זיהוי מולקולות שייקשרו באופן הרצוי לאותם חלבונים. הבעיה היא שמספר המולקולות הפוטנציאליות עצום, ולכן כדי לאתר מולקולה מתאימה נדרשת לעתים סריקה של כמיליון מולקולות.

בשנים האחרונות הולכת ומתבססת גישה חדשה לגילוי תרופות המבוססת על פרגמנטים (fragment-based drug discovery) – מולקולות קטנות מאוד המשמשות כאבני בניין כימיים מהם מרכיבים את מולקולת התרופה. גישה זו גורסת כי בחירה נכונה של פרגמנטים תאפשר יצירת מולקולת-תרופה בעלת אחוזי הצלחה גבוהים יותר תוך חסכון בזמן ועלות. כך התפתח הצורך באפיונם של אותם פרגמנטים וזיהוי פוטנציאל ההיקשרות שלהם לחלבון היעד. אך כיוון שהפרגמנטים קטנים מאוד, ההיקשרות שלהן לחלבון חלשה, וקשה לגילוי.

המכשירים העושים זאת כיום נחלקים לאלה המספקים תוצאות בתפוקה גבוהה, כלומר הרבה בדיקות בזמן נתון אך במהימנות מוגבלת, ואלה המספקים תוצאות מדויקות אך בקצב נמוך, למשל התקני תהודה מגנטית. השילוב בין מהירות ודיוק באותו מכשיר הוא אתגר עצום שנתקל במכשולים רבים. זה האתגר שהמערכת החדשה פותרת.

הפיתוח של רוזנבלט ושמחוביץ מתבסס על גילויים של גלי אור ייחודיים המתקיימים במבנים ננומטרים. הגילוי, שהושג במסגרת עבודת הדוקטורט של רוזנבלט, הבשיל לכדי מערכת אבטיפוס באמצעות שיתוף הפעולה בין השניים. בעקבות הוכחת היתכנות ראשונית הם קיבלו סיוע כספי מרשות החדשנות לצורך בניית המערכת, ותרגמו את הישגי המדע הבסיסי לטכנולוגיה ממשית.

שמחוביץ השלים בטכניון תואר ראשון ושני בפיזיקה, אחריהם עבד בתעשיית המוליכים-למחצה, ותואר שלישי בננוטכנולוגיה בהנחייתו של פרופ’ גיא ברטל. רוזנבלט השלים תואר ראשון משולש, הנדסת חשמל, פיזיקה, ומתמטיקה, ותואר שני ושלישי בפקולטה להנדסת חשמל בהנחייתו של פרופ’ מאיר אורנשטיין. השניים נפגשו בתקופת הדוקטורט, שלאחריה החלו לעבוד יחד בקבוצת המחקר של פרופ’ מאיר אורנשטיין, ופרסמו מאמר בכתב העת היוקרתי Physical Review X.

ד”ר גלעד רוזנבלט: “החיבור עם בוריס היה מעולה גם בהיבט המקצועי וגם בקטע האישי – למשל בטיפוס הרים ביחד. עברנו יחד כברת דרך ולמדנו שמהוויכוחים והמחלוקות אפשר ליצור דברים חדשים”. ד”ר בוריס שמחוביץ: “תוכנית BizTEC קידמה אותנו המון וסיפקה לנו כלים חשובים מאוד שמסייעים לנו לתרגם את הפיתוח לפלטפורמה עסקית”.

תוכנית היזמות BizTEC מתקיימת כיום במסגרת t-hub, מרכז החדשנות והיזמות בטכניון בראשות פרופ’ עזרי טרזי. התוכנית נוסדה בטכניון ב-2004 כדי לטפח יזמים מתחילים המבקשים לפתח טכנולוגיות עמוקות הדורשות שיתוף פעולה בין-תחומי ותשתית מעמיקה של ידע. התוכנית מספקת לצוותים המשתתפים ליווי מקצועי צמוד של מנטורים מהאקדמיה והתעשייה. ב-16 שנות קיומה של התוכנית גייסו בוגריה יותר מ-750 מיליון דולר והקימו חברות מצליחות רבות ובהן Houseparty, Breezometer, Via Surgica, Gusto, Augmedics, VocalisHealth ו-Windward.

השנה, על אף משבר הקורונה, רשמה התוכנית שיא במספר המשתתפים: 110 סטודנטים ובוגרים החלו את התוכנית, כ-80% מהם מהטכניון, ואת חצי הגמר עברו כ-30, רובם סטודנטים לתארים מתקדמים בטכניון. שיעור הנשים בתוכנית גדל ל-28% והמארגנים מאמינים שמגמה זו תימשך בשנים הבאות.

“משבר הקורונה השיב את המחקר המדעי ואת הטכנולוגיה לקדמת הבמה ולשיח הציבורי,” אמר נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון שפתח את האירוע, “משברים מהסוג שאנו חווים כעת מביאים עמם לא רק קשיים אלא גם הזדמנויות וכיוונים חדשים. הם מערערים פרדיגמות ומוציאים את כולנו מאזור הנוחות, זה הזמן ליצירתיות ולחדשנות. אומרים שהצורך הוא אבי ההמצאה, משבר הקורונה הוביל לעשרות מחקרים פורצי דרך בטכניון, שחלקם אף הבשילו תוך חודשים ספורים למסחור טכנולוגי ולהקמת חברות הזנק חדשות”.