کنترل مولکول‌های سرطانی "غیرقابل درمان" با روشی جدید

به گزارش فیز، گروهی از دانشمندان دانشگاه شیکاگو اعلام کردند که روشی نوآورانه برای ساخت مولکول‌هایی مصنوعی ابداع کرده‌اند که می‌توانند این فاکتورهای رونویسی که پیش از این «غیرقابل درمان» خوانده می‌شدند را مورد هدف قرار دهند. این پیشرفت که در روز ۲۷ اکتبر در مجله "Nature Biotechnology" منتشر شده، نویدبخش توسعه داروها، درمان‌ها و همچنین ابزارهایی برای درک بهتر زیست‌ سرطان است.

ریموند مولرینگ(Raymond Moellering)، شیمیدان دانشگاه شیکاگو و نویسنده ارشد این پژوهش می‌گوید: پزشکان برای دهه‌ها فهرستی از فاکتورهای رونویسی در اختیار داشتند، اما راهی برای هدف قرار دادن آنها وجود نداشت. این پژوهش زمینه را برای هدف قرار دادن مستقیم هر فاکتور رونویسی فراهم می‌کند.

اهداف "غیرقابل درمان"

دانشمندان فعالیت‌های پیچیده‌ی سلول‌ها را رمزگشایی کرده‌اند و اهمیت دسته‌ای از پروتئین‌ها به نام فاکتورهای رونویسی سال‌ها است، مشخص شده است. این پروتئین‌ها مانند خلبان‌های دی‌ان‌ای سلول عمل می‌کنند و تصمیم می‌گیرند کدام قسمت‌های ژنوم را چه زمانی خاموش یا روشن کنند.

این قدرت بزرگی است و بدان معناست که این پروتئین‌ها یک هدف اصلی برای نقص‌های سرطانی هستند. به عنوان مثال، نقش یک فاکتور رونویسی معروف به نام "Myc" روشن و خاموش کردن رشد سلولی است. اگر یک تومور موفق به تصرف "Myc" شود، مانند قرار دادن یک آجر روی پدال گاز خواهد بود و سلول‌ها خارج از کنترل رشد می‌کنند.

مولرینگ، دانشیار شیمی که حوزه تخصصش توسعه ابزارها و فناوری‌های شیمیایی جدید برای مطالعه پروتئین‌ها است، می‌گوید: اگر از پزشکان بپرسید که برای درمان سرطان چه می‌خواهند، خواهند گفت که راهی برای مهار "Myc".

مشکل این است که "Myc" و فاکتورهای رونویسی دیگر از چندین پروتئین تشکیل شده‌اند و بزرگ هستند. این مجموعه‌ها به قدری بزرگ‌تر از پروتئین‌های دیگر هستند که دانشمندان نتوانسته‌اند کاری کنند که داروهای سنتی روی بخش عمده فاکتورهای رونویسی کار کند.

در نتیجه دانشمندان تصمیم گرفتند یک فاکتور رونویسی مصنوعی بسازند. محققان تصور می‌کردند که اگر این مولکول بتواند در محل قرارگیری همیشگی فاکتور رونویسی "Myc" در ژنوم قرار بگیرد، پس می‌تواند از صدور دستور توسط "Myc" برای رشد خارج از کنترل سلول جلوگیری کند. اما هیچ کس نتوانسته بود یک مولکول مصنوعی بسازد که قادر به انجام این کار باشد.

آزمایشگاه مولرینگ رویکرد جدیدی را در پیش گرفت. آنها یک مولکول مصنوعی ساختند که بخشی از پیکربندی "Myc" یعنی پنجه‌هایی که روی دی‌ان‌ای می چسبند را قرض گرفته بود.

مولکول‌های مصنوعی به طور بسیار محکمی به نقطه اتصال "Myc" می‌چسبند و از اتصال آن جلوگیری می‌کنند. در آزمایش‌های درون ظرف‌های آزمایشگاهی، مولکول‌ها با موفقیت رشد سلول‌های سرطانی را که برای رشد به "Myc" متکی بودند، مسدود کردند. این مولکول‌ها همچنین به اندازه‌ای فشرده هستند که بتوانند به داخل و خارج سلول بروند و به اندازه‌ای پایدار هستند که روزها دوام بیاورند تا در نهایت توسط سلول از بین بروند.

مولکول‌های قابل تنظیم

به گفته دانشمندان، راه طولانی تا تایید هر مولکول برای استفاده در انسان وجود دارد، اما آن‌ها می‌گویند که نتایج دلگرم‌کننده‌ای را در آزمایش‌های حیوانی شاهد بوده‌اند.

با این وجود، "Myc" تنها یک فاکتور رونویسی است. این گروه می‌خواهند مولکول مصنوعی خود را برای مورد هدف قرار دادن بسیاری از فاکتورهای رونویسی سفارشی‌سازی کنند. آنچه آنها ساخته‌اند یک اسکلت قابل تنظیم است. بر اساس نتایج آن‌ها، می‌توان این اسکلت را برای هدف قرار دادن یک توالی دی‌ان‌ای متفاوت «برنامه‌ریزی مجدد» کرد و در نتیجه بر یک فاکتور رونویسی که بیماری متفاوتی ایجاد می‌کند، اثر گذاشت.

علت،  این است که فاکتورهای رونویسی فقط در بروز سرطان نقش ندارند. آنها در همه چیز از پیری گرفته تا دیابت و بیماری‌های خودایمنی دخیل هستند. مولرینگ می‌گوید: در سایر بیماری‌ها، شاید بخواهید به جای خاموش کردن، مجموعه‌ای از ژن‌ها را روشن کنید یا یکی را مسدود کنید و دیگری را روشن کنید.

مولکول‌های مصنوعی همچنین می‌توانند به محققان در درک بهتر مکانیسم‌های سرطان و سایر بیماری‌هایی که بسیاری از آنها ناشناخته باقی مانده‌اند، کمک کنند.