امید تازه برای درمان بیماریهایی که با تاخوردگی پروتئین مرتبط می باشند

در دو تحقیق مرتبط به هم، از دانشگاه Northwestern استراتژی جدیدی برای مقابله با چالش های پیشگیری  و درمان بیماریهایی که با تاخوردگی پروتئین ها مرتبط می باشند نظیر آلزایمر، پارکینسون، هانتینگتون، بیماری اسکلروزیس آمیوتروفیک جانبی (ALS) ، سرطان ، فیبروزکیستیک و بیماری دیابت نوع 2 ارائه گردید.

پروتئین ها برای انجام فعالیت های بیولوژیکی خود، ابتدا بعد از ساخته شدن باید به شکل واقعی خود تاخوردگی یابند، چنانچه عمل تاخوردگی انجام نشود یا بدرستی انجام نگردد، پروتئین قادر به انجام وظایف خود نخواهد بود و نتیجه ی آن بروز بیماریهای مختلفی است که در بالا به آن اشاره گردید. بیش از300 بیماری بر اثر اشتباه در تاخوردگی پروتئین ها و تجمع پروتئین ها مرتبط می باشند، که نهایتاً اختلال در عملکرد سلولی و مرگ نتیجه ی آن است.

در تحقیق اخیر محققین دانشگاه Northwestern ژنهای جدید و مسیرهای بیولوژیکی که از تاخوردگی ناصحیح پروتئین و تجمع سمی آن جلوگیری کرده و باعث سلامت سلول می شوند را شناسایی کردند. همچنین مولکولهای کوچکی با پتانسیل درمانی که قادر به ترمیم سلولهای آسیب دیده هستند، شناسایی شد. دانشمندان امیدوارند که از این مولکولها به عنوان دارو در آینده استفاده کنند.

نتایج مطالعه ی غربالگری ژنتیکی در مجله ی PLoS به چاپ رسید. مطالعه ی مربوط به مولکولهای کوچک شناسایی شده در مجله ی Nature Chemical Biology به چاپ رسید .

Richard I. Morimoto سرپرست این تحقیقات معتقد است: این کشفیات بسیار هیجان انگیزند زیرا ما ژنها و مولکولهایی را شناسایی کرده ایم که سلامتی ما را حفظ می کنند. در تحقیقات آینده ارتباط تداخل این دو حوزه ی مهم را در حفظ سلامتی بدن مشخص خواهیم کرد.

در مطالعات ژنتیکی که نتایج آن در مجله ی PLoS Genetics به چاپ رسید از کرم های حلقوی شفاف الگانس استفاده گردید، از آنجائیکه این حیوان از نظر بیولوژیکی شباهت های زیادی با انسان دارد و نقشه ی ژنومی کامل آن موجود می باشد به عنوان یک وسیله ی با ارزش تحقیقاتی است.

Morimoto و همکارانش تقریباً تمام 19 هزار ژن کرم  C.elegans را آزمایش نمودند آنها در هر مرحله بیان یک ژن را کاهش دادند و به بررسی ممانعت ژن و تجمع پروتئین ها در سلول پرداختند. آنها در هر مرحله تأثیر هر ژن را بر افزایش یا کاهش تجمع پروتئین یا بی اثر بودن آن بر تجمع پروتئینها بررسی کردند.

دانشمندان 150 ژن را که بر روی این فرآیند تأثیر داشتند، شناسایی نمودند. سپس آنها با انجام یک سری آزمایشات و مبدأ قرار دادن 9 ژن که تمام پروتئین های سلول را بصورت سالم می سازند، تحقیق خود را ادامه دادند ( این ژنها دارای اثر مثبت بر تعدادی از پروتئین های مختلف در بیماریهای مختلف هستند).

این 9 ژن به عنوان هسته ی شبکه ی همواستازی محافظت از پروتئوم (مجموعه ی کامل پروتئین هایی که در یک موجود زنده ساخته می شود) در برابر تخریب پروتئین تعریف می شوند.

 به گفته ی Morimoto : این ژنها مهمترین ژنهای موجود زنده هستند، تصور کنید که چگونه این9 ژن در برابر 150 ژن دیگر وظیفه ی محافظت از پروتئوم را مدیریت می کنند.

در مطالعه ی چاپ شده در مجله ی Nature Chemical Biology ، موریموتو و همکارانش با غربالگری تقریباً یک میلیون مولکول کوچک در سلولهای بافت انسانی در محیط کشت به شناسایی مولکولهایی پرداختند که قادر به بازگرداندن توانایی سلول برای محافظت از خود در برابر تخریب پروتئین بودند.

آنها هفت گروه از مواد شیمیایی را شناسایی کردند ( بر اساس ساختمان شیمیایی ) که همگی توانایی سلول را برای افزایش تولید چپرونهای محافظ سلولی که قادر به تصحیح تاخوردگی پروتئین به فرم واقعی هستند را افزایش می دهند .

محققین این ترکیبات را تنظیم کننده های پروتئواستازی نام گذاری کردند. آنها دریافتند که این ترکیبات ، سلامت سلول را از طریق کاهش تجمع پروتئین ها و محافظت از پروتئین ها در برابر تاخوردگی ناصحیح تامین می کنند. در نتیجه هنگامیکه حیوانات بیمار با این مولکولها تیمار می شوند حیوان درمان شده و سلامتی به آن بر می گردد.

موریموتو و همکارانش به آنالیز جزئیات 30 مولکول کوچک در این هفت گروه پرداختند. آنها مشاهده نمودند که برخی از این ترکیبات بیش از سایرین موثرند.

دکتر Morimoto می گوید: ما هنوز از مکانیسم دقیق نحوه ی عملکرد این مولکولهای کوچک مطلع نیستیم اما برخی داروهای موثر برای این اهداف را شناسایی کرده ا یم .

منبع : Chemical Biology. 2011;DOI:10.1038/ nchembio.763

PLoS Genetics.2011;7(12): el002438DOI:10.1371/ journal.pgen.1002438