باحثون في جامعة نيويورك أبوظبي يحققون إنجازاً علمياً بتصميم بروتينات تسهم في علاج الزهايمر
الجزيئات التي طورها الباحثون تمنع عملية تراكم البروتينات المرتبطة بالزهايمر وغيره من الأمراض العصبية التنكسية
نجح فريق من الباحثين، يقوده مازن مجذوب، الأستاذ المساعد في قسم البيولوجيا في جامعة نيويورك أبوظبي، بتطوير بروتينات صغيرة تُدعى "الببتيدات النافذة خلوياً"، تمنع ترسب بروتين أميلويد بيتا في الخلايا العصبية، وهي العملية التي تعتبر مسؤولة عن الإصابة بمرض الزهايمر.
ويأتي هذا الإنجاز في سياق الاهتمام المتنامي باستخدام البروتينات في المجال العلاجي، نظراً لخصائصها الإيجابية من الناحية الدوائية، وأهمها التوافق الحيوي، والتحلّل الحيوي، والقدرة على الارتباط بأهداف محددة بشكل انتقائي، ما يُخفف من آثارها السمية. كما تمتاز البروتينات عن غيرها من الجزيئات الحيوية بتنوعها الكيميائي، وسهولة تصنيعها وانخفاض تكلفتها الإنتاجية. ومع ذلك، تبقى صعوبة إيصال البروتينات إلى الخلايا والأعضاء المستهدفة عائقاً كبيراً يقلل من فرص نجاحها في المجال العلاجي.
ووفقاً للدراسة الجديدة، توصل مختبر الدكتور مجذوب، بالتعاون مع مختبر أندرو هاميلتون، أستاذ ورئيس جامعة نيويورك، ومختبر الأستاذ أستريد جراسلوند في جامعة ستوكهولم، إلى تصميم "ببتيدات نافذة خلوياً" أثبتت نجاحها في منع ترسب بروتين أميلويد بيتا في الخلايا العصبية. وتُعد الببتيدات النافذة خلوياً صنفاً خاصاً من البروتينات، يمتاز بالقدرة على الوصول إلى مختلف أعضاء جسم الإنسان بما فيها الدماغ والدخول إلى خلاياها بتركيز عالٍ، يتيح استخدامها لأغراض علاجية. وبناء عليه، تجمع هذه الببتيدات بين المزايا الإيجابية للبروتينات من جهة، وبين قوة التأثير العلاجي من خلال الوصول إلى الخلايا المستهدفة بتركيز كافي، من جهة أخرى.
وينجم طيف واسع من الأمراض العصبية التنكسية، مثل داء هنتينجتون وداء باركنسون والزهايمر، عن خلل في بنية بروتينات معينة، تختلف من مرض إلى آخر، حيث يؤدي هذا الخلل إلى ترسب هذه البروتينات في الخلايا العصبية، ما يسبب أذيتها. وكان فريق الباحثين قد توصل في وقت سابق إلى اكتشاف نوع من الببتيدات النافذة خلوياً المستمدة طبيعياً، يمتاز بقدرته على الوقاية من الأشكال غير الطبيعية والضارة للبروتينات المسؤولة عن أمراض البريونات، وهي نوع من الأمراض العصبية التنكسية، منها داء جنون البقر وداء كرويتسفيلد-جيكوب الذي يصيب البشر، لينجح الدكتور مجذوب وشركاؤه في التوسع بهذه المقاربة وتطبيقها بشكل نوعي على بروتين أميلويد بيتا الذي يسبب الإصابة بالزهايمر.
وأوضح الباحثون في ورقتهم البحثية عملية تصميم الببتيدات النافذة خلوياً القادرة على تثبيط البروتين أميلويد بيتا، والتي استخدموا فيها مجموعة متنوعة من التقنيات؛ كما وصفوا باستفاضة التفاعلات التي تحدث بين هذه الببتيدات الصناعية وبروتين أميلويد بيتا، حيث نجحوا في تحديد تأثيرات الببتيدات على ترسب هذا البروتين وآثاره السامة على الخلايا العصبية، من خلال تقنيات قياس نوعية لمستوى الترسب وحيوية الخلايا، بالإضافة إلى قياس مستوى دخول بروتين أميلويد بيتا إلى الخلايا وتوزعه داخلها بوجود الببتيدات النافذة خلوياً، وذلك من خلال التصوير المجهري البؤري التألقي. وأخيراً، اعتمد الباحثون على مجموعة من التجارب ونماذج المحاكاة الحاسوبية لإبراز آلية ارتباط الببتيدات النافذة خلوياً ببروتين أميلويد بيتا. وتُظهر النتائج أن الببتيدات التي صممها العلماء نجحت في تثبيت بروتين أميلويد بيتا في حالة تمنع ترسبه أو حدوث شذوذ في بنيته، مثبطةً بذلك تأثيره السام على الخلايا العصبية.
وتتميز الببتيدات النافذة خلوياً التي تم تصميمها في هذه الدراسة بفعاليتها في استهداف بروتين أميلويد بيتا داخل الخلايا العصبية وخارجها، لتحمي هذه الخلايا من الضرر الذي يسببه تراكم البروتين المذكور فيها. وتعليقاً على ذلك، قال الدكتور مجذوب: "تُشكل الببتيدات النافذة خلوياً التي قمنا بتصنيعها علاجاً جديداً محتملاً لمرض الزهايمر، حيث كشفت النتائج التي توصلنا عن المبدأ العام لتثبيط الترسب المرضي للبروتينات، ما سيسهل تصميم أدوية أكثر قوة تعتمد على هذا النوع من الببتيدات لمعالجة مجموعة متنوعة من الأمراض العصبية التنكسية".
ويأتي هذا الإنجاز في سياق الاهتمام المتنامي باستخدام البروتينات في المجال العلاجي، نظراً لخصائصها الإيجابية من الناحية الدوائية، وأهمها التوافق الحيوي، والتحلّل الحيوي، والقدرة على الارتباط بأهداف محددة بشكل انتقائي، ما يُخفف من آثارها السمية. كما تمتاز البروتينات عن غيرها من الجزيئات الحيوية بتنوعها الكيميائي، وسهولة تصنيعها وانخفاض تكلفتها الإنتاجية. ومع ذلك، تبقى صعوبة إيصال البروتينات إلى الخلايا والأعضاء المستهدفة عائقاً كبيراً يقلل من فرص نجاحها في المجال العلاجي.
ووفقاً للدراسة الجديدة، توصل مختبر الدكتور مجذوب، بالتعاون مع مختبر أندرو هاميلتون، أستاذ ورئيس جامعة نيويورك، ومختبر الأستاذ أستريد جراسلوند في جامعة ستوكهولم، إلى تصميم "ببتيدات نافذة خلوياً" أثبتت نجاحها في منع ترسب بروتين أميلويد بيتا في الخلايا العصبية. وتُعد الببتيدات النافذة خلوياً صنفاً خاصاً من البروتينات، يمتاز بالقدرة على الوصول إلى مختلف أعضاء جسم الإنسان بما فيها الدماغ والدخول إلى خلاياها بتركيز عالٍ، يتيح استخدامها لأغراض علاجية. وبناء عليه، تجمع هذه الببتيدات بين المزايا الإيجابية للبروتينات من جهة، وبين قوة التأثير العلاجي من خلال الوصول إلى الخلايا المستهدفة بتركيز كافي، من جهة أخرى.
وينجم طيف واسع من الأمراض العصبية التنكسية، مثل داء هنتينجتون وداء باركنسون والزهايمر، عن خلل في بنية بروتينات معينة، تختلف من مرض إلى آخر، حيث يؤدي هذا الخلل إلى ترسب هذه البروتينات في الخلايا العصبية، ما يسبب أذيتها. وكان فريق الباحثين قد توصل في وقت سابق إلى اكتشاف نوع من الببتيدات النافذة خلوياً المستمدة طبيعياً، يمتاز بقدرته على الوقاية من الأشكال غير الطبيعية والضارة للبروتينات المسؤولة عن أمراض البريونات، وهي نوع من الأمراض العصبية التنكسية، منها داء جنون البقر وداء كرويتسفيلد-جيكوب الذي يصيب البشر، لينجح الدكتور مجذوب وشركاؤه في التوسع بهذه المقاربة وتطبيقها بشكل نوعي على بروتين أميلويد بيتا الذي يسبب الإصابة بالزهايمر.
وأوضح الباحثون في ورقتهم البحثية عملية تصميم الببتيدات النافذة خلوياً القادرة على تثبيط البروتين أميلويد بيتا، والتي استخدموا فيها مجموعة متنوعة من التقنيات؛ كما وصفوا باستفاضة التفاعلات التي تحدث بين هذه الببتيدات الصناعية وبروتين أميلويد بيتا، حيث نجحوا في تحديد تأثيرات الببتيدات على ترسب هذا البروتين وآثاره السامة على الخلايا العصبية، من خلال تقنيات قياس نوعية لمستوى الترسب وحيوية الخلايا، بالإضافة إلى قياس مستوى دخول بروتين أميلويد بيتا إلى الخلايا وتوزعه داخلها بوجود الببتيدات النافذة خلوياً، وذلك من خلال التصوير المجهري البؤري التألقي. وأخيراً، اعتمد الباحثون على مجموعة من التجارب ونماذج المحاكاة الحاسوبية لإبراز آلية ارتباط الببتيدات النافذة خلوياً ببروتين أميلويد بيتا. وتُظهر النتائج أن الببتيدات التي صممها العلماء نجحت في تثبيت بروتين أميلويد بيتا في حالة تمنع ترسبه أو حدوث شذوذ في بنيته، مثبطةً بذلك تأثيره السام على الخلايا العصبية.
وتتميز الببتيدات النافذة خلوياً التي تم تصميمها في هذه الدراسة بفعاليتها في استهداف بروتين أميلويد بيتا داخل الخلايا العصبية وخارجها، لتحمي هذه الخلايا من الضرر الذي يسببه تراكم البروتين المذكور فيها. وتعليقاً على ذلك، قال الدكتور مجذوب: "تُشكل الببتيدات النافذة خلوياً التي قمنا بتصنيعها علاجاً جديداً محتملاً لمرض الزهايمر، حيث كشفت النتائج التي توصلنا عن المبدأ العام لتثبيط الترسب المرضي للبروتينات، ما سيسهل تصميم أدوية أكثر قوة تعتمد على هذا النوع من الببتيدات لمعالجة مجموعة متنوعة من الأمراض العصبية التنكسية".
