مقاومت آنتی بیوتیکی به یافتن داروهایی برای مقابله با مقاوم ترین بیماریها کمک کرد
15 دسامبر 2015- بیماریهای آمیلوئیدی نظیر پارکینسون ، آلزایمر و دیابت نوع 2 مشکل ویژه ای برای طراحان دارویی می باشند زیرا این بیماریها دارای یک ساختار هدف واضح نیستند. در این بیماریها ساختار قابل شناسایی آسانی مانند دهانه ی فعال یک آنزیم یا یک گیرنده ی خاص وجود ندارد که داروها به راحتی آنرا هدف قرار دهند، درعوض، در این بیماریها تجمع ناهمگنی از پروتئینهای متصل به هم وجود دارد که درمان آنها را دشوار می نماید.
دراین تحقیق که گزارش آن در مجله ی Nature Chemical Biologyمنتشر گردید، دانشمندان با استفاده از مقاومت آنتی بیوتیکی راهی برای یافتن مواد شیمیایی بمنظور توقف تشکیل آمیلوئیدها یافتند.
پرفسورSheena Radfordسرپرست این تحقیق و مدیر مرکز ساختارهای مولکولی Astburyدر دانشگاه Leedمی گوید: تاکنون راه موثری برای یافتن داروهایی برای مقابله با تشکیل آمیلوئیدها شناسایی نشده است، پروتئین های مستعد به تشکیل آمیلوئید غالباً دارای ساختار مشخصی نیستند، این موضوع شناسایی ناحیه ای برای اهداف دارویی را مشکل کرده است. همچنین از آنجائیکه این پروتئین ها تمایل به اتصال به یکدیگر دارند، بررسی آنها در آزمایشگاه بسیارسخت است. در این مطالعه دانشمندان راهی برای حل این مشکل از طریق پیوند توالی های پروتئینی مستعد به تشکیل آمیلوئید، به آنزیم هایی که آنتی بیوتیک ها را تخریب می کنند، یافتند.
دراین مطالعه که با همکاری محققان دانشکده ی شیمی دانشگاه Leedو مرکز Astburyانجام شد، از مجموعه ی پیچیده ای از ارتباطات ناسازگار بین مولکولی، در جهتی مثبت برای انتخاب انواعی از شیمیایی که می توانند با تشکیل آمیلوئید ها مقابله کنند، استفاده گردید.
ابتدا، توالی هایی از پروتئین های هدف که مستعد به تشکیل آمیلوئید بودند به آنزیم های بتا لاکتاماز که تخریب کننده ی آنتی بیوتیک ها می باشند، متصل گردید. باکتریهای حامل این آنزیم های تغییر شکل یافته، در ظروف آزمایشگاه با آنتی بیوتیک تیمار شدند. آنزیم بتا لاکتاماز، آنتی بیوتیک را غیر فعال کرده و به باکتریها اجازه می دهد به رشد خود ادامه دهند. اما توالی پروتئینی متصل به آنزیم مانند یک اسب تروجان عمل می کند و از حمله ی این آنزیم به آنتی بیوتیکها ممانعت کرده و در نتیجه رشد باکتریها متوقف می گردد.
در مرحله ی بعد محققان مواد شیمیایی مختلفی را برای جدا کردن توالی پروتئین آمیلوئید ساز از بتالاکتاماز آزمایش کردند. چنانچه یک ماده ی شیمیایی قادر به قطع این توالی از آنزیم شود، آنزیم عملکرد عادی خود را بدست آورده و به آنتی بیوتیک حمله می کند و رشد باکتریها ادامه می یابد.
دکتر Janet Saundersیکی از محققان این تحقیق می گوید: در این تحقیقات یک دشمن قدیمی - مقاومت ضد باکتریایی- تبدیل به یک دوست شد، با رشد باکتریها مشخص گردید ماده ی شیمیایی ما قادر به متوقف نمودن تشکیل آمیلوئید است .
در این مطالعه یک ماده ی شیمیایی بنام L-dopamineکه از تشکیل رسوبات آمیلوئیدی از توالی های مرتبط با دیابت نوع 2 جلوگیری می کند، شناسایی گردید. با این حال، اهمیت واقعی این تحقیق پتانسیل آن برای استفاده ی عمومی از هر پروتئینی است که با بیماریهای آمیلوئیدی در ارتباط است.
دکتر Brockwellاستادیار دانشکده ی زیست شناسی مولکولی و سلولی و یکی از نویسندگان این تحقیق می گوید: اگر شما بتوانید توالی یک پروتئین را به بتالاکتاماز متصل کنید، به احتمال زیاد قادر خواهید بود از این روش به عنوان یک ابزار غربالگری و شناسایی مواد شیمیایی مهار کننده ی تجمع پروتئین های آمیلوئیدی استفاده کنید، به این ترتیب می توانید هزاران ترکیب شیمیایی را آزمایش نمایید.
پرفسور Radfordمی گوید: درحقیقت غربالگری مواد دارویی تنها اولین قدم درکشف دارو محسوب می شود، این تحقیق اولین گام در این مسیر که یافتن انواعی از مولکولها با قدرت مهار تشکیل یک پروتئین بیماری زا می باشد را میسر کرده است.
یکی دیگر از کاربردهای این تکنیک جدید استفاده از آن در تولید زیست داروها است، این داروها یک گروه جدید از داروهای مبتنی بر پروتئین ها هستند که بسیاری از داروهای مدرن و پرفروش را شامل می شوند.
دکتر Brockwellمی گوید: مشکل بسیاری از داروهای جدید مبتنی بر پروتئین، چسبیدن آنها به یکدیگر، درست مشابه با چسبیدن پروتئین ها در بیماریهای آمیلوئیدی است، با این روش می توان برای حل این مشکل، گامهای عملی را پیمود، دانشمندان درحال بررسی استفاده از این تکنیک در تولید داروهای مقاوم به تجمع و تولید موفق یک دارو هستند.
منبع: