الخميس 28 فبراير 2013. - ابتكر العلماء في جامعة كامبريدج بالتعاون مع باحثي الكمبيوتر بجامعة مانشستر ، وكلاهما في المملكة المتحدة ، طريقة جديدة للإسراع في تطوير عقاقير جديدة في مكافحة الأمراض المدارية مثل الملاريا وداء البلهارسيات ومرض النوم الأفريقي. تستفيد الأداة من الخمائر التي تم تعديلها وراثيًا للتعبير عن الطفيليات والبروتينات البشرية من أجل تحديد المركبات الكيميائية التي تستهدف الطفيليات المسببة للأمراض ، ولكن دون التأثير على مضيفاتها البشرية.
تصيب الأمراض الطفيلية ملايين الأشخاص سنويًا ، غالبًا في المناطق الأكثر اكتئابًا في الكوكب. في كل عام ، تصيب الملاريا التي تسببها طفيليات البلاسموديوم حوالي 200 مليون شخص ، وتقتل حوالي 655000 شخص ، معظمهم دون سن الخامسة. في الوقت الحالي ، تستخدم طرق الكشف عن العقاقير الخاصة بهذه الأمراض طفيليات حية كاملة ، وفقًا لهؤلاء الخبراء ، لها العديد من القيود.
أولاً ، قد يكون من الصعب للغاية أو المستحيل نمو الطفيل ، أو على الأقل من مراحل دورة حياته ، خارج مضيف حيواني ، وثانياً ، لا تعطي الطرق الحالية فكرة عن كيفية قيام المركب يتفاعل مع الطفيلي أو سمية العامل للبشر.
تحدد طريقة الكشف الذكي التي تم تطويرها الآن المركبات الكيميائية التي تستهدف إنزيمات الطفيليات ، ولكن ليس تلك الموجودة في عوائلها البشرية ، مما سيسمح بالتخلص السريع من المركبات ذات الآثار الجانبية المحتملة ، وفقًا لـ "البيولوجيا المفتوحة".
يلاحظ البروفيسور ستيف أوليفر من مركز كامبريدج لأنظمة البيولوجيا وقسم الكيمياء الحيوية بجامعة كامبريدج: "توفر طريقة الكشف لدينا طريقة سريعة وأرخص تكمل استخدام الطفيليات بأكملها. وهذا يعني أنها ضرورية عدد أقل من التجارب مع الطفيليات والحيوانات المصابة ".
تستخدم طريقة الهندسة الوراثية الجديدة خميرة الخباز للتعبير عن بروتينات مهمة من الطفيليات أو نظيراتها البشرية. يتم وصف خلايا الخميرة ببروتينات الفلورسنت المختلفة للتحكم في نمو سلالات الخميرة الفردية بينما تنمو في منافسة مع بعضها البعض. يوفر هذا النهج حساسية عالية (لأن الخمائر الحساسة للدواء ستخسر أمام السلالات المقاومة في التنافس على المغذيات) ، وتخفيض التكاليف وقابلة للتكرار بدرجة كبيرة ، وفقًا لمؤلفيها.
يمكن للعلماء بعد ذلك تحديد المركبات الكيميائية التي تمنع نمو سلالات الخميرة التي تحمل أهداف العقاقير المضادة للطفيليات ، ولكن لا تمنع البروتين البشري المقابل (وبالتالي تستبعد المركبات التي يمكن أن تسبب آثارًا جانبية على البشر الذين يتناولون المخدرات). وبالتالي يمكن استكشاف المركبات لمزيد من التطوير في الأدوية المضادة للطفيليات.
من أجل إثبات فعالية أداة الكشف الخاصة بهم ، اختبر العلماء باستخدام المثقبيات البروسية ، الطفيلي الذي يسبب مرض النوم في أفريقيا. من خلال استخدام الخمائر الهندسية للكشف عن المواد الكيميائية التي يمكن أن تكون فعالة ضد هذا الطفيل ، تم تحديد المركبات المحتملة واختبارها على الطفيليات الحية التي تزرع في المختبر. من بين 36 مركب تم تحليلها ، كان 60 بالمائة قادرين على قتل أو منع نمو الطفيليات بشكل خطير (في ظل ظروف المختبر القياسية).
قالت الدكتورة إليزابيث بيلسلاند ، المؤلفة الرئيسية لمقالة جامعة كامبريدج: "هذه الدراسة مجرد بداية وتوضح أنه يمكننا تصميم نموذج كائن حي ، الخميرة ، لمحاكاة كائن حي من المرض واستغلال هذه التكنولوجيا لتحسين الأدوية المرشحة ، وكذلك تحديد والتحقق من صحة الأهداف الدوائية الجديدة. "
"في المستقبل ، نأمل أن نكون قادرين على تصميم مسارات كاملة من مسببات الأمراض في الخمائر ، وكذلك بناء سلالات الخميرة التي تحاكي حالات المرض من الخلايا البشرية" ، ويختتم هذا الباحث في جامعة كامبريدج.
المصدر:
علامات:
الأدوية جنس جنسانية
تصيب الأمراض الطفيلية ملايين الأشخاص سنويًا ، غالبًا في المناطق الأكثر اكتئابًا في الكوكب. في كل عام ، تصيب الملاريا التي تسببها طفيليات البلاسموديوم حوالي 200 مليون شخص ، وتقتل حوالي 655000 شخص ، معظمهم دون سن الخامسة. في الوقت الحالي ، تستخدم طرق الكشف عن العقاقير الخاصة بهذه الأمراض طفيليات حية كاملة ، وفقًا لهؤلاء الخبراء ، لها العديد من القيود.
أولاً ، قد يكون من الصعب للغاية أو المستحيل نمو الطفيل ، أو على الأقل من مراحل دورة حياته ، خارج مضيف حيواني ، وثانياً ، لا تعطي الطرق الحالية فكرة عن كيفية قيام المركب يتفاعل مع الطفيلي أو سمية العامل للبشر.
تحدد طريقة الكشف الذكي التي تم تطويرها الآن المركبات الكيميائية التي تستهدف إنزيمات الطفيليات ، ولكن ليس تلك الموجودة في عوائلها البشرية ، مما سيسمح بالتخلص السريع من المركبات ذات الآثار الجانبية المحتملة ، وفقًا لـ "البيولوجيا المفتوحة".
يلاحظ البروفيسور ستيف أوليفر من مركز كامبريدج لأنظمة البيولوجيا وقسم الكيمياء الحيوية بجامعة كامبريدج: "توفر طريقة الكشف لدينا طريقة سريعة وأرخص تكمل استخدام الطفيليات بأكملها. وهذا يعني أنها ضرورية عدد أقل من التجارب مع الطفيليات والحيوانات المصابة ".
تستخدم طريقة الهندسة الوراثية الجديدة خميرة الخباز للتعبير عن بروتينات مهمة من الطفيليات أو نظيراتها البشرية. يتم وصف خلايا الخميرة ببروتينات الفلورسنت المختلفة للتحكم في نمو سلالات الخميرة الفردية بينما تنمو في منافسة مع بعضها البعض. يوفر هذا النهج حساسية عالية (لأن الخمائر الحساسة للدواء ستخسر أمام السلالات المقاومة في التنافس على المغذيات) ، وتخفيض التكاليف وقابلة للتكرار بدرجة كبيرة ، وفقًا لمؤلفيها.
يمكن للعلماء بعد ذلك تحديد المركبات الكيميائية التي تمنع نمو سلالات الخميرة التي تحمل أهداف العقاقير المضادة للطفيليات ، ولكن لا تمنع البروتين البشري المقابل (وبالتالي تستبعد المركبات التي يمكن أن تسبب آثارًا جانبية على البشر الذين يتناولون المخدرات). وبالتالي يمكن استكشاف المركبات لمزيد من التطوير في الأدوية المضادة للطفيليات.
من أجل إثبات فعالية أداة الكشف الخاصة بهم ، اختبر العلماء باستخدام المثقبيات البروسية ، الطفيلي الذي يسبب مرض النوم في أفريقيا. من خلال استخدام الخمائر الهندسية للكشف عن المواد الكيميائية التي يمكن أن تكون فعالة ضد هذا الطفيل ، تم تحديد المركبات المحتملة واختبارها على الطفيليات الحية التي تزرع في المختبر. من بين 36 مركب تم تحليلها ، كان 60 بالمائة قادرين على قتل أو منع نمو الطفيليات بشكل خطير (في ظل ظروف المختبر القياسية).
قالت الدكتورة إليزابيث بيلسلاند ، المؤلفة الرئيسية لمقالة جامعة كامبريدج: "هذه الدراسة مجرد بداية وتوضح أنه يمكننا تصميم نموذج كائن حي ، الخميرة ، لمحاكاة كائن حي من المرض واستغلال هذه التكنولوجيا لتحسين الأدوية المرشحة ، وكذلك تحديد والتحقق من صحة الأهداف الدوائية الجديدة. "
"في المستقبل ، نأمل أن نكون قادرين على تصميم مسارات كاملة من مسببات الأمراض في الخمائر ، وكذلك بناء سلالات الخميرة التي تحاكي حالات المرض من الخلايا البشرية" ، ويختتم هذا الباحث في جامعة كامبريدج.
المصدر:
