اكتشاف العلماء لبروتين "مطور" يمكنه وقف انتشار السرطان
- الطب
-
طور فريق من باحثي جامعة ستانفورد علاج يروتيني يعوق عملية انتشار الخلايا السرطانية من الورم الأصلي، حيث تنتشر في مجرى الدم وتبدأ نشاطها العدواني في مكان اخر في الجسم.
وهذه العملية التي تعرف باسم النقيلة يمكنها التسبب في انتشار السرطان بصورة مميتة. تقول جينفر كوكران، أستاذة مساعدة بقسم الهندسة الوراثية، ان "معظم مرضى السرطان وقعوا ضحية لها".
ويقوم العلماء حاليا بمحاولة لوقف او إبطاء النقيلة عن طريق العلاج الكيميائي، ولكنه غير مؤثر بصورة فعالة كما ان له العديد من الاضرار الجانبية. ويسعى فريق ستانفورد لوقفه، بدون حدوث أي اضرار جانبية، عن طريق منع نوعين من البروتينات ـ بروتين Axl و بروتين Gas6 من التفاعل لبدء انتشار السرطان.
بروتين Axl يغطى سطح الخلايا السرطانية كشعيرات خشنة مستعدة لاستقبال إشارات بيوكيميائية من بروتينات Gas6. الإشارات المولدة عند اتحاد بروتينان Gas6 مع بروتينين Axl التي تعمل على انتقال الخلايا السرطانية خارج الورم منتقلة الي أجزاء أخرى في الجسم مكونة عقد سرطانية جديدة.
ولوقف هذه العملية، استخدم ''كوكوران'' هندسة البروتين لصنع نسخة غير ضارة من بروتين Axl تعمل كطُعم. هذا الطعم يتعلق ببروتينات Gas6 في مجري الدم ويمنعها من الاتصال مع بروتينات Axl الفعالة الموجودة علي الخلايا السرطانية.
وفي مساهمة مع ''اماتو جياسيا''، الذي يرأس برنامج الاشعة البيولوجية في مركز السرطان بستانفورد، اعطى الباحثين علاجات وردية من البروتين المستحدث للفئران ذات سرطان الثدي والمبيض. وكان لدى فئران مجموعة سرطان الثدي المعالجة نسبة 78% اقل من عقيدات الانبثاث عن الفئران غير المعالجة، اما الفئران المصابة بسرطان المبيض المعالجة كانت نسبة النقيلة لديها اقل ب90%.
وغير يقول جياسيا " انه علاج واعد لأنه فعال وغير ضار في الاختبارات قبل السريرية، وانه يمكن ان ينتج منهج جديدا في علاج السرطان".
جياسيا وكوكران هما مستشاران علميان لمنظمة روجا، منشأة حديثة للتكنولوجيا الحيوية في بالو التو مرخص لها بالعمل من ستانفورد، ويجب اجراء تجارب قبل السريرية وعلى الحيوانات اكثر قبل تحديد اذا كان هذا العلاج فعلا وامن على الانسان.
وسمى ''جريج ليمك''، يعمل لدى معمل العلوم العصبية الجزيئية في منظمة سالك، هذا الإنجاز "مثال رائع لما ممكن ان تفعله الهندسة الحيوية" لاكتشاف مناهج جديدة لعلاج النقيلة.
وقال ليمك " ان واحدة من الأشياء الملحوظة هي التقارب المتلازم للبروتين الطعم". وقال أيضا "يلتصق الطعم ببروتين Gas6 بفاعلية تصل الي 100 مرة اكثر من بروتين Axl الطبيعي، انه حقا يمتص Gas6 ويعطله عن العمل."
التطور الموجه
يؤسس منهج ستانفورد علي ان كل العمليات الحيوية ناتجة عن تفاعل البروتينات، حيث تتراكب الجزيئات بطريقة القفل والمفتاح لتؤدي كل المهمات المطلوبة.
في الطبيعة، تنشأ البروتينات عبر ملايين السنين، ولكن طور المهندسون الحيويون طريقة لتسريع عملية تحسين هذه الأجزاء الصغيرة باستخدام تقنية تسمى بالتطوير الموجه. وهذا التطبيق كان موضوع رسالة الدكتوراه لمهاليس كاريوليس، مهندس حيوي بمعمل كوكران.
باستخدام الهندسة الوراثية، قام فريق ستانفورد بخلق ملايين من تسلسلات الحمض النووي مختلفة اختلافا طفيفا عن بعضها البعض. وكل تسلسل حمض نووي يرمز الي بديل مختلف من بروتين Axl، ثم استخدم العلماء تقنية الفرز الفائق الإنتاجية لتقييم اكثر من 10 ملايين بديل من Axl، وكان هدفهم إيجاد البديل الأكثر التصاقا بGas6، وقام كاريولس بتعديل نهائي ليجعل الطعم يستمر مدة أطول في مجرى الدم ويقصر قبضته علي الGas6، جاعلا التفاعل لا رجعة فيه.
ولقد صمم يو ربيكا مياو، باحث ما بعد الدكتوراه في معمل جياسيا، اخبار الحيوانات وعمل مع كاريولس على إعطاء الدواء لفئران المعمل، واجروا أيضا اختبارات مقارنة لتظهر ان تغليف Gas6 أدى الي تقليل وجود العقيدات السرطانية الثانوية.
والتحق ارمبان ماثيوس، خبير البلورات البروتينية في معمل SLAC، بالبحث لمساعدة الفريق علي فهم افضل لآلية الالتصاق بين طعم Axl وGas6.
تصور بلورات البروتين التفاعل بين بروتينين علي هيئة صلبة، سامحة للباحثين بأخذ صور شبيهة بأشعة اكس لكيفيه الالتصاق.
واظهرت هذه الصور تغير في العقيدات سمح للAXl المعدل بالالتصاق بGas6 بصورة اشد من ال Axl الطبيعي.
الخطوات التالية سنوات من العمل تنتظر لتحدد لذا كان العلاج البروتيني يمكن الموافقة عليه كعلاج للسرطان، يجب على مهندسو العمليات الحيوية تقدير انتاج طعم الAxl لإنتاج مادة خاصة بالتجارب المعملية، ويجب علي الباحثين عندئذ اجراء تجارب اكثر على الحيوانات للحصول علي موافقة تجربته علي الانسان، وهذه الخطوات مكلفة ومستهلكة للوقت، ولكن هذه النتائج المبكرة المشجعة ترجح ان منهج ستانفورد من الممكن ان يكون طريقة غير سامة لعلاج النقيلة.
وراجع نسخة من المقالة ''جرين درانوف''، أستاذ باطني بمدرسة هارفرد الطبية، ولكنه كان غير متصل بالبحث، وقال "انه جزء جميل من الكيمياء الحيوية وبها العديد من الفروق الدقيقة التي تجعل الامر مثير للغاية" وأشار الي ان الأورام لديها العديد من الطرق للتعايش والانتشار.
ولدى الAxl بروتينين أبناء عم هما Mer وTyro3 وهما يستطيعان تعزيز الانبثاث، وينشطان بواسطة Gas6.
وقال درانوف "من الممكن ان طعم علاجي واحد يؤثر علي الثلاث بروتينات الخطرة".
ترجمة: Witty Aya
تدقيق ومراجعة: Achraf Bartya
المصدر: هنا
