دانشمندان دانشگاه باث از طبیعت به عنوان یک منبع الهام بخش برای توسعه ابزار جدیدی استفاده کردهاند که به محققان کمک میکند درمانهای دارویی جدید را به روشی پاکتر، سبزتر و ارزانتر توسعه دهند.
به گزارش تکناک، درمانهای دارویی اغلب با اتصال به پروتئینهایی که در بیماریها نقش دارند کار میکنند و در نتیجه عملکرد آنها را مهار میکنند. این فرآیند می تواند علائم را کاهش دهد یا به طور مستقیم این بیماری را درمان کند.
صنعت داروسازی به جای تکیه بر داروهای سنتی با مولکولهای کوچک که اغلب برای برهم زدن فعل و انفعالات پروتئینی تلاش میکنند، در حال بررسی استفاده از پروتئینهای کوچک به نام پپتیدها است. این پپتیدها به شیوه ای مشابه عمل می کنند و راه موثرتری برای جلوگیری از این فعل و انفعالات ارائه می دهند.
مشکلات پپتیدها و پروتئین ها
پپتیدها و پروتئینها اغلب داروهای خیلی خوبی نمیسازند، زیرا ساختارهای سهبعدی آنها میتواند آشکار شود، آنها به دمای بالا حساس هستند و به سختی میتوانند به داخل سلولهای بدن یعنی جایی که بسیاری از اهداف دارویی هیجانانگیز اما سخت یافت میشوند، وارد شوند.
اکنون دانشمندان دانشگاه باث راهی برای دور زدن این مشکل ابداع کرده اند. معمولاً پروتئینها و رشتههای پپتیدی یک شروع و یک پایان دارند. با اتصال انتهای شل پپتیدها به یکدیگر، میتوان پروتئینها و پپتیدهای حلقهای بسیار سفت و سختی ایجاد کرد که باعث بهبود گرما و پایداری شیمیایی و همچنین آسانتر رساندن آنها به سلولها میشود.
استفاده از آنزیم های گیاهی برای تولید انبوه
محققان آنزیمی به نام OaAEP1 را از Oldenlandia affinis که یک گل بنفش کوچک است که در مناطق استوایی رشد می کند، گرفتند و قبل از انتقال آن به سلول های باکتری، آن را اصلاح کردند. این کشت های باکتریایی رشد داده شدند تا بتوانند پروتئینی را به صورت انبوه تولید کنند در حالی که به طور همزمان انتهای آن را در یک مرحله به هم پیوند میزنند.
گیاهان می توانند این فرآیند را به طور طبیعی انجام دهند، اما کند و کم بازده است. در یک روش دیگر، میتوان چرخهسازی را با جداسازی آنزیم و سپس مخلوط کردن معرفهای متعدد در یک لوله آزمایش، به صورت شیمیایی انجام داد، اما این کار به مراحل متعددی نیاز دارد و از مواد شیمیایی حلال سمی استفاده میکند.
سیستم باکتریایی ساده تر و ارزان تر
قرار دادن کل فرآیندهای گفته شده در یک سیستم باکتریایی، بازده را افزایش میدهد، از معرفهای سازگار با بیولوژیکی پایدارتر استفاده میکند و به مراحل کمتری نیاز دارد. بنابراین بسیار ساده تر و ارزان تر است.
برای نشان دادن این رویکرد، دانشمندان فناوری باکتریایی OaAEP1 خود را روی پروتئینی به نام DHFR به کار بردند و به این نتیجه رسیدند که اتصال سر و دم آن به یکدیگر باعث میشود در مقابل تغییرات دما مقاومتر شود و در عین حال عملکرد طبیعی خود را حفظ کند.
بینش تخصصی در مورد پیشرفت
پروفسور جودی میسون از دپارتمان علوم زیستی دانشگاه باث میگوید: پروتئینها و پپتیدها معمولاً به گرما حساس هستند، اما این چرخه آنها را بسیار قویتر میکند. گیاه Oldenlandia به طور طبیعی پروتئین های حلقوی را به عنوان بخشی از مکانیسم دفاعی برای جلوگیری از شکارچیان می سازد. بنابراین ما قدرت بسیار قوی این گل را با اصلاح OaAEP1 و ترکیب آن با فناوری تولید پروتئین باکتریایی موجود برای ایجاد ابزاری واقعا قدرتمند که به صنعت کشف دارو کمک میکند، مهار کردهایم.
دکتر سیمون تانگ، همکار پژوهشی از گروه علوم زیستی دانشگاه باث گفت: پروتئینها و پپتیدها به عنوان کاندیدهای دارویی بسیار امیدوارکننده هستند، اما یک گلوگاه مهم برای توسعه درمانهای درمانی جدید، تولید مواد کافی برای رسیدن به بیماران بدون پرداخت هزینه های نجومی است.
وی ادامه داد: فرآیند جدید ما به باکتریها اجازه میدهد همه کارها را انجام دهند و نتیجه تمیزتر و سبزتر است و چون مراحل کمتری دارد، انجام آن بسیار سادهتر است. ما واقعاً در مورد کاربردهای این روش نه تنها برای صنعت داروسازی، بلکه در سایر صنایع مانند صنایع غذایی، صنایع شوینده، بیوتکنولوژی و تولید انرژی زیستی هیجانزده هستیم.
