کشف سرنخی مهم در درمان یک بیماری ارثی مرگبار

در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Nature Metabolism منتشر شد، یک محقق هلندی به کشف علت اصلی یکبیماری ارثی مرگبار  به نام سندرم بارت کمک کرد که می‌تواند گامی به سوی درمان این بیماری باشد

به گزارش تکناک، پاتریک ون در ول، دانشیار موسسه مواد پیشرفته Zernike در دانشگاه گرونینگن هلند، متخصص NMR حالت جامد است. این تخصص او را قادر می سازد تا ارتباطات بین اتم ها را در مواد مختلف تجزیه و تحلیل کند و بینش هایی را در مورد ترکیب ساختاری آنها ارائه دهد.

این تکنیک برای مطالعه مواد جدید برای پنل های خورشیدی و همچنین مواد زیستی استفاده می شود.

در سندرم بارت، مشکلی در کارخانه های انرژی سلول ها یعنی میتوکندری، پیش می ‌آید. این امر منجر به ضعیف شدن ماهیچه ها از جمله قلب می شود. از آنجایی که هیچ درمان شناخته شده ای برای این بیماری وجود ندارد، بیماران(فقط چند صد خانواده در سراسر جهان وجود دارد که این سندرم بارت در آنها وجود دارد) اغلب دچار مرگ زودرس می‌شوند.

این سندرم به دلیل جهش در ژنی به نام تافازین ایجاد می شود که آنزیمی تولید می کند که در شکل دادن به اصطلاح کاردیولیپین ها که مولکول های منحصر به میتوکندری هستند، نقش دارد. اما تا کنو، دقیقاً مشخص نشده است که چه چیزی در میتوکندی اشتباه است.

کارخانه های انرژی

ون در ول در مطالعه لیپیدهای میتوکندری با دانشمندان دانشگاه پیتسبورگ همکاری کرد که با آنها ارتباط دیرینه‌ای دارد. همکاران او فرضیه‌ای را برای علت اصلی سندرم بارت ارائه کردند: مولکول‌های معیوب کاردیولیپین به پروتئینی به نام سیتوکروم c متصل می‌شوند و کمپلکسی را تشکیل می‌دهند که لیپیدها را در میتوکندری اکسید می‌کند.

این کار به این میتوکندری آسیب می رساند و باعث اختلال در عملکرد آن می شود. از طریق ژنتیک، شبیه‌سازی کامپیوتری، آزمایش‌های بیوشیمیایی و اندازه‌گیری‌های NMR حالت جامد ون در ول، محققان تلاش کردند تا این مسئله را ثابت کند.

مگس میوه

ون در ول می گوید: ما از تعدادی از تکنیک های مختلف برای بررسی این مجموعه استفاده کردیم که یکی از آنها NMR حالت جامد بود. فناوری NMR مربوط به اسکن های MRI آشنا است که در بیمارستان‌ها ساخته شده است. به طور خلاصه، این فناوری از سیگنال های فرکانس رادیویی استفاده می کند که اتم ها را می‌لرزاند و کمی شبیه به یک چنگال است. هر اتم یک صدا منحصر به فرد تولید می کند، اما زمانی که آنها به اتم های دیگر متصل می شوند، این صدا تغییر می کند. در نتیجه، این تکنیک به ون در ول نشان داد که کدام اتم‌های یک ماده به هم متصل هستند و همچنین ساختار یک مولکول چگونه است.

به این ترتیب، او توانست نشان دهد که چگونه شکل معیوب کاردیولیپین می تواند تشکیل یک کمپلکس اکسید کننده را تسهیل کند. ون در ول می گوید: یک ویژگی بسیار عالی در مورد NMR حالت جامد این است که به شما امکان می دهد دینامیک مولکول ها را ببینید.

به طور معمول، سیتوکروم c یک مولکول سفت است، اما در این کمپلکس، تحرک پیدا می‌کند. این تغییر ساختاری باعث اکسیداسیون سمی لیپیدها در غشای میتوکندری می‌شود. علاوه بر این، ون در ول توانست نشان دهد که چگونه و کجا مولکولی که وضعیت مگس‌های میوه مبتلا به سندرم بارت را بهبود می‌بخشد، با پروتئین سیتوکروم c تعامل می‌کند.

تلاش مشترک

در نتیجه این مطالعه، دانشمندان هم علت اصلی احتمالی سندرم بارت و هم یک راه موثر برای درمان این بیماری روی حیوان آزمایشگاهی را نشان داده‌اند. راه درمان بیماران انسانی هنوز بسیار طولانی است، اما ون در ول و همکارانش پیشرفت زیادی داشته اند. مرحله بعدی تجزیه و تحلیل کمپلکس معیوب با جزئیات بیشتر است. این کار به آن‌ها کمک می‌کند تا مثلاً دارویی طراحی کنند که می‌تواند در انسان استفاده شود.