رویکرد پیشگامانه مبارزه با بیماری های عصبی

دیجیتوهان/خراسان رضوی محققان به رهبری دانشگاه نورث وسترن و دانشگاه ویسکانسین-مدیسون آمریکا رویکردی پیشگامانه با هدف مبارزه با بیماری های تخریب کننده عصبی مانند بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک معرفی کرده اند.

در تحقیق جدید، محققان روش جدیدی را برای تقویت پاسخ آنتی اکسیدانی بدن کشف کردند که برای محافظت سلولی در برابر استرس اکسیداتیو دخیل در بسیاری از بیماری های عصبی، بسیار حیاتی است.

ناتان جیانسکی، استاد شیمی جیکوب و روزالین کوهن در کالج هنر و علوم واینبرگ نورث وسترن و عضو موسسه بین المللی نانوتکنولوژی، این کار را با جفری جانسون و دلیندا ای جانسون از دانشکده داروسازی دانشگاه ویسکانسین-مدیسون مدیریت کرد.

هدف قرار دادن بیماری های عصبی

مشخصه بیماری آلزایمر، تجمع پلاک های بتا آمیلویید و درهم ریختگی پروتیین تاو است. بیماری پارکینسون که به دلیل از دست دادن نورون های دوپامینرژیک(مجموعه ای از نورون های پرتابی در مغز که ترکیب و آزادسازی انتقال دهنده عصبی دوپامین را بر عهده دارند) و وجود اجسام لوی(توده هایی از تجمع غیرطبیعی پروتیین در داخل سلول های عصبی) شناخته می شود و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک که شامل انحطاط نورون های حرکتی است، همگی یک رشته مشترک از استرس اکسیداتیو دارند که به آسیب شناسی بیماری کمک می کند.

این تحقیق بر اختلال در تعامل  دو نوع پروتیین(Keap1/Nrf2) تمرکز دارد که در پاسخ آنتی اکسیدانی بدن نقش دارد. با جلوگیری از تخریب پروتیین Nrf2 از طریق مهار انتخابی تعامل آن با پروتیینKeap1، این تحقیق نویدبخش کاهش آسیب سلولی است که زمینه ساز این شرایط ناتوان کننده است.

جفری جانسون گفت: ما پروتیین Nrf2 را به عنوان هدف اصلی برای درمان بیماری های تخریب کننده عصبی در دو دهه گذشته معرفی کردیم، اما این رویکرد جدید برای فعال سازی مسیر، نویدبخش توسعه درمان های اصلاح کننده بیماری است.

محدودیت های درمانی فعلی

گروه تحقیقاتی یکی از چالش برانگیزترین جنبه های درمان بیماری های تخریب کننده عصبی یعنی هدف گیری دقیق تعامل(Keap1/Nrf2) در داخل سلول را بررسی کرد. روش های سنتی، از جمله مهارکننده های مولکول کوچک و درمان های مبتنی بر پپتید، به دلیل عدم اختصاصی بودن، پایداری و جذب سلولی به نتیجه دلخواه نرسیده اند.

این تحقیق راه حل ابتکاری را معرفی می کند؛ پلیمرهای پروتیین مانند، ساختارهای برس ماکرومولکولی با چگالی بالا هستند که از طریق پلیمریزاسیون مبادله ای حلقه باز، مونومرهای مبتنی بر نوربورننیل پپتید ساخته می شوند. این ساختارهای کروی و پروتیومیمتیک (هر ترکیبی که ساختار و عملکرد نواحی گسترده سطوح پروتیین را تقلید کند)، زنجیره های جانبی پپتیدی فعال زیستی را نشان می دهند که می توانند به غشای سلولی نفوذ کنند، پایداری قابل توجهی از خود نشان دهند و در برابر تجزیه پروتیین مقاومت کنند.

این رویکرد هدفمند برای مهار تعامل(Keap1/Nrf2) یک جهش قابل توجه و رو به جلو را ارایه می کند. با جلوگیری پروتیین Keap1 از علامت گذاری پروتیین Nrf2 برای تخریب، پروتیین Nrf2 در هسته تجمع می یابد، عنصر پاسخ آنتی اکسیدانی را فعال و بیان ژن های سم زدایی و آنتی اکسیدانی را تحریک می کند. این مکانیسم به طور موثر پاسخ آنتی اکسیدانی سلولی را افزایش می دهد و راهبرد درمانی قوی در برابر استرس اکسیداتیو دخیل در بسیاری از بیماری های تخریب کننده عصبی ارایه می دهد.

 نوآوری پشت پلیمرهای پروتیین مانند

پلیمرهای پروتیین مانند که توسط گروه تحقیقاتی جیانسکی توسعه یافته اند، می توانند پیشرفتی قابل توجه در توقف یا معکوس کردن آسیب باشند و امیدی برای درمان ها و نتایج بهبود یافته را ارایه دهند.

تحقیقات این گروه با تمرکز بر چالش فعال سازی فرآیندهای حیاتی برای پاسخ آنتی اکسیدانی بدن، راه حل جدیدی ارایه می دهد. این گروه روش قوی و انتخابی را ارایه می کند که حفاظت سلولی را افزایش می دهد و یک راهبرد درمانی امیدوارکننده برای دامنه وسیعی از بیماری ها از جمله شرایط تخریب کننده عصبی ارایه می دهد.

ناتان جیانسکی گفت: از طریق شیمی پلیمری مدرن، می توانیم به تقلید از پروتیین های پیچیده فکر کنیم. توسعه روش جدید برای طراحی درمان نویدبخش است و می تواند راهی برای رسیدگی به بیماری هایی مانند آلزایمر و پارکینسون در میان سایر مواردی باشد که رویکردهای سنتی با مشکل مواجه شده اند.

این رویکرد نه تنها نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در هدف قرار دادن فاکتورهای رونویسی و پروتیین های مختل شده است، بلکه تطبیق پذیری و پتانسیل فناوری پلیمرهای پروتیین مانند برای انقلابی کردن توسعه درمان ها را نیز به نمایش می گذارد. مجزا بودن و کارآمدی این فناوری در مهار تعامل(Keap1/Nrf2) بر پتانسیل تاثیرگذاری آن به عنوان درمان و نیز ابزاری برای مطالعه بیوشیمی این فرآیندها تاکید دارد.

همفکری

با برجسته شدن ماهیت مشارکتی این تحقیق، گروه تحقیقاتی از نزدیک با متخصصان در سراسر رشته ها کار کرد و پتانسیل غنی علم ترکیب مواد با زیست شناسی سلولی را برای مقابله با چالش های پزشکی پیچیده نشان داد.

جفری جانسون ابراز کرد: پروفسور جیانسکی و همکارانش با ما تماس گرفتند و پیشنهاد استفاده از این فناوری جدید پلیمرهای پروتیین مانند را در بیماری های تخریب کننده عصبی به دلیل کار قبلی ما روی Nrf2 در مدل های بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک و بیماری هانتینگتون ارایه کردند. ما هرگز درباره این رویکرد برای فعال سازی Nrf2 نشنیده بودیم و بلافاصله موافقت کردیم که این تلاش مشترک را آغاز کنیم که منجر به تولید داده های بزرگ و انتشار یافته ها شد. 

این مشارکت بر اهمیت تحقیقات بین رشته ای در توسعه روش های درمانی جدید تاکید می کند.

با توسعه این فناوری نوآورانه، جیانسکی و همکارانش در موسسه بین المللی نانوتکنولوژی و آزمایشگاه جانسون در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، نه تنها در حال پیشرفت در زمینه شیمی دارویی هستند، بلکه در حال باز کردن مسیرهای جدیدی برای مقابله با برخی از چالش برانگیزترین و مخرب ترین بیماری های عصبی هستند که امروزه جامعه با آن مواجه است. همانطور که این تحقیق به سمت کاربرد بالینی پیش می رود، ممکن است به زودی امیدبخش کسانی باشد که از بیماری های استرس اکسیداتیو مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون رنج می برند.

جیانسکی بیان کرد: با کنترل مواد در مقیاس تک نانومتری، ما فرصت های جدیدی را در مبارزه با بیماری هایی که بیش از هر زمان دیگری شایع اما غیرقابل درمان هستند، باز می کنیم. این تحقیق تازه آغاز راه است. ما در مورد احتمالات هیجان زده هستیم زیرا همچنان به کاوش و توسعه داروهای ماکرومولکولی که قادر به تقلید برخی از جنبه های پروتیین با استفاده از زیرساخت پلیمرهای پروتیین مانند هستند، ادامه می دهیم.

یافته های این تحقیق در مجله Advanced Materials منتشر شد.

منابع

https://www.news-medical.net

https://www.iinano.org

https://medriva.com

پایان خبر دیجیتوهان