التغير في الشفرة الوراثية للبكتيريا يساعد فى تكوين عقاقير طويلة الأمد

من خلال تغيير الشفرة الوراثية في البكتيريا، أظهر الباحثون في جامعة “تكساس” في “أوستن” طريقة لجعل البروتينات العلاجية أكثر استقرارًا، وهو تقدم من شأنه تحسين فاعلية الأدوية، مما يؤدي إلى استخدام جرعات أقل من الدواء، وانخفاض تكاليف الرعاية الصحية كما أن هذا يقلل من الآثار الجانبية للمرضى المصابين بالسرطان والأمراض الأخرى.

العديد من العقاقير المستخدمة عادة لعلاج السرطان وأمراض الجهاز المناعي بما في ذلك الأنسولين وهرمون النمو البشري “الإنترفيرون” والأجسام المضادة أحادية النسيلة (وهي خلايا تشترك في منشأها إذ أنها تنشأ من خلية واحدة) يمكن أن يكون لها فترة حياة نشطة قصيرة في جسم الإنسان. ويرجع ذلك إلى أن هذه الأدوية، التي هي بروتينات أو سلاسل من الأحماض الأمينية مرتبطة ببعضها ببعض بواسطة روابط كيميائية، كما أنها تحتوي على الحمض الأميني cysteine، الذي يجعل الروابط الكيميائية تتكسر عند وجود مركبات معينة في خلايا ودم الإنسان. والطريقة الجديدة تعمل على تبديل حمض الأميني الـcysteine بحمض أميني آخر يسمى selenocysteine والذي يكون روابط كيميائية أكثر صلابة. وقالت الدراسة الجديدة إن بسبب هذا التغيير سنحصل على عقاقير لها نفس الفائدة العلاجية لكنها تزيد من الاستقرار وقد تبقى لفترة أطول في الجسم.

وقال “Andrew Ellington” أستاذ علوم الأحياء الجزيئية: “لقد تمكنا من توسيع الشفرة الوراثية لإنتاج بروتينات جديدة ذات صلة بيولوجيًا”.

استخدم علماء الكيمياء الحيوية لفترة طويلة البكتيريا المعدلة وراثيًا لإنتاج بروتينات علاجية. ومع ذلك، تحتوي البكتيريا على قيود مدمجة والتي في السابق قد منعت من استخدام selenocysteine في مثل هذه الأنواع من العلاج. لكن من خلال استخدام الهندسة الوراثية وتقنية Directed Evolution معًا يمكن للبكتيريا التي تنتج بروتينًا جديدًا يحتوي على selenocysteine أن تنمو بشكل أفضل من تلك التي لا تنتج هذا الحمض الأميني وبذلك استطاع الباحثون إعادة برمجة الأساسيات البيولوجية للبكتيريا.

وقال “Ross Thyer”، وهو باحث في مختبر Ellington والذي قاد الدراسة: “لقد قمنا بتكييف العملية الطبيعية للبكتيريا لإدخال الـselenocysteine لإزالة كل القيود، مما يسمح لنا بإعادة وضع أي موضع في أي بروتين كـselenocysteine”. وقد أظهر الفريق البحثي التطبيق العملي لهذه الطريقة من خلال إنتاج بروتينات متشابهة من الناحية الطبية، بما في ذلك المنطقة الوظيفية لعلاج سرطان الثدي الذي يسمى Herceptin. وأظهر الفريق أن البروتينات الجديدة تبقى لفترة أطول في ظروف مشابهة لتلك الموجودة في جسم الإنسان مقارنة بالبروتينات الموجودة التي تحتوي على الـcysteine.

المصدر 

كتابة: آلاء عمارة

مراجعة: أحمد علاء

تصميم: ميار محمد

تحرير: أحمد عبدالستار