Apigenin is a direct small-molecule inhibitor of LAG-3 that synergizes with PD-L1 blockade for cancer immunotherapy

يعتبر الجهاز المناعي البشري قوة دفاع متطورة، تقوم بدور الحراسة المستمرة في الجسم لتحديد وتدمير الغزاة مثل الفيروسات والخلاي السرطانية. ولمنع هذا الجيش القوي من مهاجمة الأنسجة السليمة عن طريق الخطأ، يستخدم الجسم سلسلة من "المكابح" المعروفة باسم نقاط التفتيش (checkpoints). هذه عبارة عن بروتينات خاصة على سطح الخلايا المناعية تعمل كإشارات توقف، تخبر الخلايا بالتباطؤ أو التوقف عندما تواجه إشارات معينة. وتتميز الخلايا السرطانية بالذكاء؛ إذ تتعلم غالبًا كيفية الضغط على هذه المكابح بنفسها، مما يؤدي فعليًا إلى خداع الجهاز المناعي ليتجاهلها. وفي السنوات الأخيرة، طور الأطباء أدوية قوية، معظمها في شكل أجسام مضادة، تعمل على تحرير هذه المكابح. ومن خلال منع الإشارات التي تأمر الخلايا المناعية بالتوقف، تسمح هذه الأدوية للدفاعات الطبيعية للجسم بمهاجمة الأورام. وقد أحدث هذا النهج تحولًا في علاج العديد من أنواع السرطان، ومع ذلك فهو لا يعمل مع الجميع، كما أن هذه الأدوية قد تكون باهظة الثمن وصعبة الإعطاء. ويبحث العلماء الآن عن طرق جديدة لتحرير هذه المكابح، آملين في إيجاد أدوات أبسط وأكثر سهولة في الوصول إليها يمكن أن تعمل جنبًا إلى جنب مع العلاجات الحالية لمساعدة المزيد من المرضى.

لقد حدد فريق من الباحثين مرشحًا واعدًا جديدًا لهذه المهمة: وهو "الأبيجينين" (apigenin)، وهو مركب طبيعي موجود في العديد من الفواكه والخضروات الشائعة مثل البقدونس والكرفس والبرتقال. وبينما عُرف الأبيجينين منذ فترة طويلة بفوائده الصحية المحتملة، فإن هذه الدراسة تكشف عن آلية محددة ومباشرة لكيفية عمله. فقد اكتشف الباحثون أن الأبيجينين يعمل كجزيء صغير يرتبط فيزيائيًا بأحد أهم مكابح الجهاز المناعي، وهو بروتين يسمى "LAG-3". ومن خلال الالتصاق مباشرة بهذا البروتين، يمنع الأبيجينين استلام إشارة "التوقف"، مما يؤدي فعليًا إلى تحرير المكبح والسماء للخلايا المناعية بالبقاء نشطة. ويعد هذا الاكتشاف مهمًا لأن حظر LAG-3 لم يكن ممكنًا حتى الآن إلا باستخدام أدوية الأجسام المضادة الكبيرة والمعقدة. إن اكتشاف أن جزيئًا صغيرًا طبيعيًا يمكنه القيام بنفس المهمة يفتح بابًا جديدًا لعلاج السرطان، مما يشير إلى أن الأدوية التي تؤخذ عن طريق الفم يمكن أن تُدمج في النهاية مع علاجات الأجسام المضادة الحالية لخلق دفاع أكثر قوة ضد الأورام.

بدأت الرحلة نحو هذا الاكتشاف من خلال بحث منهجي عبر مكتبة تضم ستة وثلاثين نوعًا مختلفًا من "الفلافونويدات"، وهي فئة من المركبات النباتية التي تشمل الأبيجينين. واختبر الباحثون كل واحد منها لمعرفة ما إذا كان بإمكانه تعطيل الاتصال بين بروتين LAG-3 وشريكه، وهو جزيء يسمى MHCII. هذا الاتصال هو بمثابة "المصافحة" المحددة التي تسمح لمكبح الجهاز المناعي بالعمل. وباستخدام اختبار مخبري حساس، وجدوا أن تسعة من المركبات يمكنها التدخل في هذا التفاعل، لكن الأبيجينين برز كمعطل فعال بشكل خاص. ثم قام الفريق برسم الخريطة الدقيقة لشكل كيفية ملاءمة الأبيجينين لبروتين LAG-3. ووجدوا أنه يستقر في جيب محدد على سطح البروتين، وهي نقطة تختلف عن المكان الذي ترتبط به الأدوية الأخرى المعروفة. ويفسر هذا الملاءمة المحددة سبب استهداف الأبيجينين لـ LAG-3 دون التدخل في المسارات المناعية الأخرى، مثل المسار الذي يتضمن بروتين PD-L1، وهو الهدف بالفعل للعديد من أدوية السرطان الناجحة.

وللتأكد من أن الأبيجينين يرتبط حقًا بالبروتين وليس مجرد مسبب لإجهاد عام للخلايا، استخدم الباحثون تقنية تسمى "وسم التقارب الضوئي" (photoaffinity labeling). حيث قاموا بإنشاء نسخة معدلة من جزيء الأبيجينين يمكنها الالتصاق دائمًا بما تلمسه عند التعرض للضوء. وعندما أدخلوا هذا الجزيء المعدل إلى الخلايا المناعية وسلطوا الضوء عليها، تمكنوا من سحب البروتينات التي أمسك بها. وأظهرت النتائج أن LAG-3 كان الهدف الرئيسي، مما أكد أن الأبيجينين يشتبك مباشرة مع مكبح الجهاز المناعي داخل الخلايا الحية. ومع ذلك، واجه الباحثون أيضًا عقبة عملية: فالأبيجينين لا يذوب جيدًا في الماء، مما قد يؤدي إلى نتائج مضللة في التجارب حيث يتكتل المركب ويضر الخلايا عند الجرعات العالية. ولحل هذه المشكلة، طوروا تركيبة خاصة تحافظ على ذوبان الأبيجينين واستقراره. سمحت هذه التركيبة باختبار المركب بتركيزات آمنة للخلايا، مما كشف عن قدرته الحقيقية على تنشيط الجهاز المناعي دون التسبب في سمية.

تم اختبار قوة هذا النهج الجديد من خلال الجمع بين الأبيجينين المصاغ ودواء جسم مضاد موجود يسمى "دورفالوماب" (durvalumab)، والذي يحظر مسار PD-L1. وفي الاختبارات المعملية باستخدام الخلايا المناعية البشرية، عمل مزيج العلاجين بشكل أفضل من كل منهما بمفرده. لاحظ الباحثون أن الخلايا المناعية أصبحت أكثر نشاطًا، حيث أظهرت مستويات أعلى من العلامات التي تشير إلى جاهزيتها للقتال. وعندما نقلوا هذه التجارب إلى فئران حية تحمل أورامًا شبيهة بالبشر، كانت النتائج أكثر إثارة للإعجاب. أظهرت الفئران التي عولجت بمزيج الأبيجينين ودورفالوماب نموًا أبطأ بكثير للأورام مقارنة بتلك التي عولجت بدواء واحد فقط أو بدواء وهمي. كانت الأورام في مجموعة المزيج أصغر حجمًا وتحتوي على عدد أكبر بكثير من الخلايا المناعية النشطة، وتحديدًا خلايا T من نوع CD8+ المسؤلة عن قتل السرطان. وكانت هذه الخلايا أيضًا تنتج المزيد من الأسلحة، مثل "جرانزيم B" (granzyme B) و"بيرفورين" (perforin)، التي تستخدمها لتدمير الخلايا الورمية.

طوال فترة الدراسة، كان الباحثون حذرين في التمييز بين ما يمكنهم إثباته وما يظل مجالًا للاستكشاف. فقد أثبتوا أن الأبيجينين يرتبط مباشرة بـ LAG-3 ويعطل وظيفته، وهو اكتشاف مدعوم بطرق مستقلة متعددة بما في ذلك اختبارات الارتباط الكيميائي، والمحاكاة الحاسوبية، والملاحظة المباشرة في الخلايا. كما أظهروا أن هذا التأثير خاص بـ LAG-3 ولا يمتد إلى نقاط التفتيش المناعية الأخرى مثل PD-1 أو PD-L1. كما استبعدت الدراسة احتمال أن تكون التأثيرات الملحوظة ناتجة ببساطة عن سمية المركب للخلايا، بفضل التركيبة المحسنة التي حافظت على صحة الخلاما بينما يعمل الدواء. وبينما تؤكد الدراسة أن الأبيجينين هو مثبط مباشر لـ LAG-3 وأنه يعمل بشكل جيد مع علاجات الأجسام المضادة الحالية في الفئران، يشير المؤلفون إلى أن هناك حاجة لمزيد من العمل لفهم التفاصيل الهيكلية للارتباط بشكل كامل وتحسين الجزيء للاستخدام البشري. ولا تدعي الدراسة أن الأبيجينين هو علاج للسرطان، بل إنه يمثل استراتيجية جديدة وقابلة للتطبيق لاستهداف نقطة تفتيش مناعية كان يُعتقد سابقًا أنها متاحة فقط للأدوية البيولوجية الكبيرة.

يشير هذا العمل إلى تحول في كيفية نهج العلماء لتطوير علاجات المناعة للسرطان. لسنوات، كان التركيز ينصب بالكامل تقريبًا على أدوية الأجسام المضادة الكبيرة، وهي فعالة ولكنها معقدة الإنتاج والإعطاء. إن نجاح الأبيجينين كمثبط جزيئي صغير لـ LAG-3 يوضح أن هذه الأهداف المناعية الحرجة يمكن استهدافها بواسطة مركبات كيميائية أصغر وأبسط. وهذا يفتح المجال لتطوير أدوية تؤخذ عن طريق الفم يمكن للمرضى تناولها في المنزل، مما قد يجعل هذه العلاجات القوية أكثر سهولة في الوصول إليها وأقل تكلفة. ومن خلال الجمع بين جزيء صغير يستهدف LAG-3 وجسم مضاد يستهدف PD-L1، أظهر الباحثون مسارًا نحو العلاج المزدوج الذي يمكن أن يتغلب على المقاومة التي تطورها بعض الأورام تجاه العلاجات الأحادية. وتوفر النتائج إثباتًا ملموسًا لمفهوم أن المركبات الطبيعية، عندما تُفهم وتُصاغ بشكل صحيح، يمكن أن تعمل كأدوات دقيقة لإعادة إيقاظ الجهاز المناعي ضد السرطان، مما يقدم الأمل لجيل جديد من العلاجات المشتركة.