موفقیت دراستفاده از جنین گورخرماهی برای شناسایی داروهای جدید دیابت

19 اوت 2015- محققان دانشگاه جان هاپکینز نوع جدیدی از غربالگری  را برای  بررسی توان داروهای جدید یافتند این تکنیک جدید بطور چشمگیری مسیر کشف داروها را برای بیماریهای مختلف کوتاه می کند.

سلولهای بتای پانکراس نوع مهندسی شده ای از گورخر ماهی، در هنگام تولید انسولین  نور زرد از خود منتشر می کنند،  سایر سلولهای  پانکراس که مسئول تولید انسولین  نیستند، رنگ قرمز را منتشر می سازند.

دانشمندان دانشگاه جان هاپکینز پس از آزمایش بروی 500 هزار جنین مهندسی شده ی گورخرماهی ( نوعی ماهی کپور zebrafish) توانستند راه به مراتب بهتر و دقیق تری را برای غربالگری داروهای مفید بیابند، آنها با استفاده از این روش، 24 کاندید دارویی افزایش دهنده ی تعداد سلولهای بتا در پانکراس را شناسایی کردند.

 به گفته محققان با تکنیک جدید جنین گورخر ماهی می توان درمانهای جدیدی برای دیابت  کشف نمود، همچنین با استفاده ازاین روش سرعت کشف داروهای جدید برای سایر بیمارها افزایش خواهد  یافت.

نتایج این تحقیق درمجله یeLife ( چهاردهم اوت 2015) منتشر شد.

پرفسور Mummاستادیار چشم پزشکی در دانشگاه جان هاپکینز می گوید: هنوز باید مطالعات بیشتری بروی این تکنیک جدید انجام شود اما هیچ محدودیتی در استفاده از آن برای شناسایی داروهای مختلف برای انواع  بیماریها وجود ندارد.

دکتر Mummمی افزاید: این روش اساساً از روش HTSکه یک روش غربالگری با سیستم خودکار  می باشد، اقتباس شده است. روش high throughput screening  در دهه ی 80 میلادی با استفاده  از یک ابزار رباتیک برای بر داشتن میزان دقیقی از سلولها یا بافت و قرار دادن آنها در چاهک های یک صفحه ی میکروتیتر ابداع  شد.

 صفحه ی microtiterمانند لوله های آزمایش مینیاتوری عمل می کند، دانشمندان با استفاده از برنامه های ویژه ی کامیپوتری می توانند ترکیبات شیمیایی ویژه ای را که تأثیر دلخواهشان را ایجاد می کند، شناسایی کنند. از آنجائیکه صفحه ی microtiterحاوی صدها چاهک بود و از آنجائیکه  کل فرآیند بصورت  اتوماتیک  انجام می شود، ده ها هزار نمونه  در روز قابل بررسی بوده و به این ترتیب شانس رسیدن به هدف افزایش می یابد.

دکتر Mummمی گوید: متاسفانه ، از اکثر کشفیات انجام شده با تکنیک HTS  در آزمایشات حیوانی نتیجه ی مطلوب و موثری حاصل نشد، این موضوع به دلیل عدم وجود پیچیدگی ها  و خواص  دینامیک بیولوژیکی یک حیوان کامل، در سلولها  و بافتهایی بود که در روش HTSاستفاده  می شد. به همین دلیل، محققان دانشگاه جان هاپکینز به سرپرستی دکتر Mummو پرفسور Parsonsتصمیم گرفتند برای سیستم غربالگری از حیوان کاملی که تأثیر داروها بروی آن مشابه با انسان است، استفاده کنند.  از آنجائیکه  جنین گورخرماهی  شفاف می باشد و تأثیرات آزمایش بر روی آن به سادگی قابل رویت است، همچنین به عنوان یک مدل بیولوژیکی در بسیاری از تحقیقات  استفاده می شود و از سوی  دیگر بیشتر ژنهای موجود در آن  با انسان مشترک است، دانشمندان جنین zebrafishرا انتخاب کردند.

محققان  با استفاده از تکنولوژیهای مهندسی ژنتیک استاندارد، توانستند گورخرماهی هایی را پرورش دهند که سلولهای بتای پانکراس آنها در هنگام تولید انسولین رنگ زرد و سایر سلولهای بتای پانکراس که مسئول تولید انسولین  نبودند، رنگ  قرمز را از خود ساتع می کنند.

سپس دانشمندان جنین این ماهی های تغییر یافته  را درصفحه ی microtiterقرار دادند و هزاران ترکیب شیمیایی را از کتابخانه ی دارویی دانشگاه جان هاپکینز بروی آن آزمایش کردند. اکثر این ترکیبات ، موادی بودند که قبلا، استفاده از آن برای انسان تایید شده بود.

 در مجموع هر ترکیب در 6 غلظت مختلف بررسی گردید، دانشمندان اعلام  کردند این روش شانس رسیدن به هدف را بیشتر کرده است و از سوی دیگر از شانس بروز منفی کاذب کاسته است. برنامه های کامیپوتری اتوماتیک تأثیر هر یک از این  مواد را بروی جنینهای گورخرماهی بر اساس  تفاوت در میزان  انتشار نور زرد  ثبت  و اندازه گیری می کردند، افزایش میزان نور زرد معادل با افزایش تعداد  سلولهای بتا بود.

 پس از ارزیابی بیش از 500 هزار جنین گورخرماهی، محققان توانستند 24 ترکیب  را که موجب افزایش  تعداد سلولهای بتا در این حیوان می شود، شناسایی کنند.

 دکتر Mummمی گوید: دراین تحقیق علاوه بر شناسایی کاندیدهای جدید، مسیرهای ناشناخته یبیولوژیکی که  بر تولید  سلولهای بتا تاثیر داشتند نیز شناسایی گردید، برای مثال بنظر می رسد  برخی از  داروهای جدید ، از طریق مسیرهایی که سروتونین در آن نقش دارد، موجب افزایش تعداد سلولهای بتا می شوند. سروتونین یک ماده ی شیمیایی انتقال دهنده ی پیام عصبی در مغز است.

نویسندگان مقاله پیشنهاد می کنند چنانچه این ترکیبات جدید دارای تأثیرات مشابهی بر سایر مدلهای آزمایشگاهی و درنهایت انسان باشند به زودی می توان از این ترکیبات  به عنوان دارو و یا ترکیباتی برای افزایش رشد سلولهای بتا در آزمایشگاه برای پیوند  استفاده کرد.

محققان معتقدند این تکنیک جدید می تواند سرعت کشف داروها را برای سایر بیماریها از جمله بیماریهای قلبی، بیماریهای نورودژنراتیو و نقص های مادرزادی افزایش دهد .

منبع:www.medicalnewstoday.com/releases/298348.php