محققان دانشگاه وارویک موفق به کشف سازوکار تولید طبیعی داروهای قدرتمند ضد سرطان توسط باکتریها شدند و معمایی را که نزدیک به دو دهه جامعه علمی را درگیر کرده بود، حل کردند. این دستاورد مسیر را برای طراحی درمانهای هدفمندتر و با عوارض کمتر هموار میکند.
برای سالها دانشمندان امیدوار بودند از آنزیمهای باکتریایی برای ساخت نسخههای جدید داروها از فرآیندی به نام بیوسنتز ترکیبی استفاده کنند؛ اما پیشرفت محدود بود چون نحوه هماهنگی این آنزیمها ناشناخته باقی مانده بود. یافتههای جدید که در نشریه Nature Communications منتشر شده نشان میدهد آنزیمها چگونه با همدیگر ارتباط برقرار کرده و خانوادهای از ترکیبات ضد سرطان نزدیک به هم را مونتاژ میکنند. این خانواده شامل داروی تاییدشده سازمان غذا و داروی آمریکا یعنی رومیدپسین (ایستوداکس) است که برای درمان لنفومهای سلول تی به کار میرود.
کشف پلهای مولکولی در ماشینآلات داروسازی طبیعت
محققان دریافتند که نواحی مولکولی کوچکی به نام «دامنههای اتصال» مانند رابطی بین اجزای اصلی ماشینآلات داروسازی و آنزیمهای تخصصی عمل میکنند. این دامنهها نقطه اتصال مشترکی دارند که به آنها امکان تعامل با شرکای آنزیمی مختلف را میدهد. این طراحی انعطافپذیر توضیح میدهد که باکتریها چطور میتوانند انواع مشابه زیادی از مولکولهای دارویی بسازند و همزمان دقت لازم برای کارایی درمانی را حفظ کنند.
دکتر مونرو پاسمور، محقق ارشد گروه شیمی دانشگاه وارویک و نویسنده اول مقاله میگوید: «دهههاست میدانستیم باکتریها میتوانند به شکل طبیعی چند نسخه از داروهای ضد سرطان تولید کنند، اما نمیدانستیم چطور. این تحقیق سرانجام آن معما را باز کرد. ما فهمیدیم آنزیمها چطور با هم ارتباط برقرار میکنند و همکاری میکنند و این کار را به خاطر این که سیستم بسیار زیبا و اقتصادی است قبلاً کشف نشده بود. این همان پیشرفتی است که برای مهندسی این داروها به خودی خود نیاز داشتیم.»
این پژوهش همچنین نحوه تکامل این سیستمهای طبیعی داروسازی را آشکار میکند. به گفته دانشمندان، ترکیب تازه شناساییشده (FR-901375) احتمالاً از یک مسیر تولید داروی مرتبط از طریق تکثیر ژن و نوترکیبی در طول زمان پدید آمده است.
از کشف تا درمان: نقشه راهی برای داروهای بهتر
پروفسور گرگ چالیس، استاد شیمی پایدار اتحادیه موناش وارویک در دانشگاه وارویک و دانشگاه موناش میگوید: «این تحقیق به ما نقشهای میدهد که کار طبیعت را بهتر و سریعتر انجام دهیم. با مهندسی معکوس منطق تکاملی طبیعت، میتوانیم مسیرهای مصنوعی طراحی کنیم که کاندیداهای جدید داروی ضد سرطان با خواص بالینی بهینه مانند قدرت بیشتر، انتخابپذیری بالاتر و عوارض جانبی کمتر تولید کند. هدف فوری ما ساخت کتابخانه گستردهای از کاندیداها برای انواع مختلف سرطان است که درمانهای جدید در آنها فوریتر نیاز است. این کشف ما را از مرحله درک به مرحله ساخت سیستمهای جدید میرساند.»
این تحقیقات روی دستهای از داروهای ضد سرطان به نام مهارکنندههای HDAC متمرکز است. این داروها آنزیمهایی به نام هیستون داستیلاز را مسدود میکنند که نقش مهمی در خاموش و روشن شدن ژنهای سلولی دارند. داروی رومیدپسین (ایستوداکس) از همین خانواده است. ترکیب شیمیایی مرتبط دیگری به نام FR-901375 هم دههها شناخته شده بود اما مسیر بیولوژیکی تولید آن توسط باکتری ناشناخته مانده بود که این مطالعه آن شکاف را پر کرده است.
با این پیشرفت، حالا برنامهریزی آینده برای کلینیکالترایالها و بهبود داروهای موجود شتاب بیشتری خواهد گرفت. دکتر پاسمور معتقد است این یافتهها میتواند به درمانهای جدیدی برای سرطانهایی که هنوز گزینههای موثری ندارند منجر شود.
این تحقیق بر اساس فرآیندهای طبیعی میلیاردها سال تکامل شکل گرفته و حالا دانشمندان میتوانند از آن برای تولید نسل جدیدی از داروهای هدفمند با عوارض جانبی کمتر استفاده کنند. دنیای پزشکی دقیقاً در آستانه تحولی بزرگ قرار دارد.
