מתן התרופות המסורתי (כגון: בליעת תרופה דרך הפה או הזרקה תוך ורידית) מבוסס על הספיגה של התרופה לכל רקמות הגוף כך שרק חלק קטן מהתרופה מגיע לאיבר המטרה.
במקרים רבים כגון טיפולים כימותרפיים לחולי סרטן, תופעות הלוואי הכרוכות בטיפולים פוגעות במצבו הבריאותי של המטופל וגורמות לבעיות בריאותיות רבות כגון רגישות לזיהומים עקב פגיעה בתאי מח עצם בריא, אנמיה, פגיעה בכליות, כבד, מעי, פגיעה בזקיקי השיער הגורמת לנשירת שיער ועוד.
מחקר של פרופ' גרי גלרמן, ראש המחלקה לכימיה ביולוגית באוניברסיטת אריאל, עוסק בבניית פלטפורמות לנשיאת קוקטיל תרופות לצורך הכוונתן המדייקת ליעד המטרה. הפלטפורמה מסוגלת לקשור סימולטאנית מספר תרופות מסוגים שונים (או מולקולות רבות של תרופה מסוימת), כאשר כל תרופה היא בעלת משטר שחרור עצמאי. את הפלטפורמה עם התרופות הנישאות עליה אפשר לקשור לנוגדן, פפטיד (או כל מולקולה ספציפית אחרת) לשם הובלה של התרופות אל רקמת המטרה. הפלטפורמה דומה בצורתה לתמנון רב זרועות, שכל זרוע יכולה לחבר עצמאית בין התרופה לנשא שיוביל אותה לתא הסרטני. הנשא שבפועל מכוון את התרופה, יודע לזהות את אותם תאים ולהחדירה פנימה.
לשיגור תרופות מכוון מטרה יש מגוון יתרונות שהעיקרית בהן היא השפעת התרופה בצורה יעילה וממושכת יותר כך שמתאפשרת הפחתה במינון נטילת התרופה על ידי המטופל ובנוסף ישנה הפחתה בתופעות הלוואי.
החידוש המרכזי בפלטפורמה אשר נבחנת ע"י פרופ' גלרמן מאוניברסיטת אריאל, תאפשר שיפור יעילות בטיפול התרופתי, קרי: הפחתת ההשפעה הרעילה של התרופה על הגוף, הפחתת תופעות הלוואי, הגברת נוחות השימוש בתרופה והתאמתה למשתמש, שהוא אחד האתגרים העומדים כיום בפני התעשייה הטכנולוגית הרפואית.
אתגר זה מהווה תמריץ לפיתוח טכנולוגיות חדשניות בתחומים טיפוליים רבים כגון סרטן, מחלות דלקתיות, ניהול כאב ומחלות זיהומיות, כאשר כל נושא הכוונת התרופות בצורה ישירה מהווה את אחד מכיווני הפעולה הטכנולוגיים העיקריים. טכנולוגיה זו אמורה בעתיד לענות על הצורך הקיים בכך שהיא תאפשר מתן אחד של קוקטייל תרופות מותאמות אישית לחולה, כאשר התרופות מונחות אל איבר המטרה, וכל תרופה ותרופה משתחררת בהתאם לצורך המוגדר מראש.
אחד מהרעיונות המרכזיים שעומדים מאחורי הטכנולוגיה המפורטת, הוא שימוש דווקא בתרופות לא יעילות או קנדידטים לתרופות שנכשלו בניסויים קליניים בבני אדם עקב היותם רעילים מידי או לא מספיק יעילים. חשוב לציין שבמקרה של אי הצלחה של קנדידט תרופתי בשלב מתקדם, משמע ירידה לטמיון של עשרות/ מאות מליוני דולרים. באמצעות חיבור קנדידט כזה לפלטפורמה, ניתן להוריד את רמת הרעילות כך שנדרשת כמות מועטה יותר של החומר הפעיל.
נכון להיות פרופ' גלרמן נמצא בשיתוף פעולה עם בית החולים שיבא כדי להתחיל בשלב הניסויים על חיות.
פרופ' גלרמן, ראש המחלקה לכימיה ביולוגית באוניברסיטת אריאל מוסיף כי: "הקונספט הזה עשוי לעשות מהפכה בחברות פרמה היות ומספר הקנדידטים והתרופות הפסולים לשימוש בבני אדם, הינו גדול בהרבה מהתרופות המאושרות על ידי הרשויות". "בעתיד, כשחולה יגיע ויאמר שהוא מקבל טיפול מסוים, אני אהיה מסוגל על ידי מניפולציה סינתטית, לחבר את אותן תרופות או דומות להן לנשא, ולאחר פורמולציה מתאימה להזריק אותן חזרה לווריד של החולה. כל העולם עובר עכשיו לנושא של התאמת תרופות באופן ייחודי לכל אדם. אם אני מסוגל להרכיב לאדם צבר של תרופות שמתאים לו, אגיע למצב שבו אני יכול להגדיר תרופות בצורה אישית". "הרעיון החדש הוא שאנחנו מסוגלים לעשות את זה עם כמה תרופות במקביל שמשתקים מנגנונים סרטניים שונים, כך שאפילו אדם עם גידול קטן יכול לקבל קוקטייל תרופות כזה".
עקב מורכבותן של המערכות הביולוגיות, פתרון בעיות רבות במדעי החיים אפשרי רק בגישה בין-תחומית. תיאור תופעות החיים במונחים מולקולריים צורך, בנוסף לשיטות מחקר שפותחו ע"י הביולוגים, גם גישות מדעיות מתחומי הכימיה, פיזיקה, מתמטיקה ומדעי המחשב. לפיכך, במחקר ביולוגי מודרני יש צורך לאחד בין תחומי מדע שונים לגישה אחת משולבת.
בגישה המחקרית הביולוגית למדעי החיים, אחד התחומים המרכזיים הוא ענף הביולוגיה המולקולרית שצובר תאוצה עם ההתפתחות הגדולה במדעי החיים שהתרחשה בעשור הקודם. ענף זה כולל גישות מולקולריות ותאיות למחקר בסיסי וביוטכנולוגי של תופעות החיים, מרמת המולקולה הבודדת דרך מערכות רב מולקולריות, אברונים ותאים עד מחקר בחיה השלמה.
הגישה המחקרית הכימית לבעיות של מדעי החיים כוללת את ענף הכימיה הביולוגית העוסק בעיקר במבנה ותפקוד של חומרים כימיים ברמה המולקולרית והאינטראקציה שלהם עם מערכות ביולוגיות. בנוסף לעיסוקה במחקר בסיסי, מייצגת הכימיה הביולוגית גישה ושיטות מחקר הניתנות ליישום בתחומים רבים, כגון: בעיצוב של תרופות וערכות דיאגנוסטיות ובפיתוח שיטות של סינתזה אורגנית או כימו-אנזימטית להכנת חומרים.
כדי להתמודד עם האתגר של הכשרת מדענים בעלי יכולת עבודה במספר תחומים, הוחלט באוניברסיטת אריאל ליצור תכניות לימודים המשלבות את מדעי הכימיה והביולוגיה. מטרת התוכניות היא להקנות לסטודנטים המעוניינים בגישה בינתחומית הכשרה שתאפשר התמחות בשני תחומים אלו.
התכנית בנויה בגמישות המאפשרת לסטודנט מידה גדולה של בחירה אישית ואפשרות להדגיש את מקצועות הכימיה או מדעי החיים, בהתאם לנטיות ליבו.
בליבה של התוכנית עומדים קורסי חובה ייחודיים החושפים את התלמידים לשיטות המשותפות הן למחקר הכימי והן לביולוגי, וכאלה שהן ספציפיות לכל אחד מהתחומים הללו.
בחירת השיטות הספציפיות מכל תחום ואופן שילובן בסדר ההרצאות משקפים נאמנה את מיזוג הלוגיקה של הכימאים והביולוגים במהלך בניית הקורסים ולכן, מעניקים ידע בינתחומי אותנטי.
למרות שמדובר בתוכנית משולבת, סטודנטים יוכלו להתמחות בתחום אחד באופן שווה ערך לזה של תארים לא משולבים. השילוב הייחודי בתוכנית זו בין כימיה לביולוגיה ימשוך סטודנטים בעלי ראייה מדעית רחבה ויעניק להם בסיס בינתחומי להמשך לימודיהם ועבודת המחקר שלהם. סטודנטים אלה יוכלו עם סיום התואר להשתלב בתעשייה המתקדמת והקלאסית ובמחקר מתקדם.
