طوّر علماء في جامعة جنيف (UNIGE) أداة تستخدم الضوء للتحكم بدقة في متى وأين تبدأ الأدوية في العمل، مما يضمن عملها في المكان المطلوب بالضبط. لكي تكون العلاجات الدوائية فعالة وتقلل من الآثار الجانبية، يجب أن تعمل في الوقت والمكان المناسبين - وهو الأمر الذي يظل تحديًا بعيد المنال.
الآن، أنشأ فريق من علماء الأحياء والكيميائيين في جامعة الأمم المتحدة نظامًا ينشط الجزيئات بنبضات ضوئية قصيرة مدتها بضع ثوانٍ فقط. ومن خلال اختبار بروتين واحد ضروري لانقسام الخلايا، يمكن تطبيق هذه الطريقة على جزيئات أخرى، مع تطبيقات واعدة في كل من البحث والطب. ويمكنه أيضًا تحسين العلاجات الحالية، مثل علاجات سرطان الجلد. وقد نشرت النتائج مؤخرا في مجلة Nature Communications.
بعد دخول الدواء إلى جسم الإنسان، فإنه لا يؤثر فقط على العضو المستهدف، بل ينتشر أيضًا في جميع أنحاء الجسم، مما يؤثر على الجسم بأكمله. يمكن أن يؤدي هذا النقص في الدقة إلى خطرين رئيسيين: قد لا يصل الدواء إلى الموقع المستهدف بشكل فعال، مما يقلل من فعاليته المقصودة، أو قد يسبب آثارًا جانبية خطيرة. في سويسرا وحدها، يعاني آلاف الأشخاص من آثار جانبية خطيرة تتعلق بالأدوية كل عام.
الفكرة بسيطة: قم بتنشيط الدواء بدقة في مكان محدد مسبقًا. لكن تحويل هذه الفكرة إلى واقع أمر معقد. إذا نجح هذا النهج، فقد يسمح للعلماء بتنشيط أو إلغاء تنشيط البروتينات في مناطق معينة من الجسم، مما يسمح لهم بفهم وظيفتها بشكل أفضل وتحسين العلاجات المستهدفة.
"بدأ الأمر برمته بهذه المشكلة المنهجية"، كما تتذكر مونيكا جوتا، الأستاذة في قسم فسيولوجيا الخلية والتمثيل الغذائي في كلية الطب بجامعة الأمم المتحدة، والتي شاركت في بدء الدراسة وتنسيقها مع نيكولاي وينسينجر، الأستاذ في قسم الكيمياء العضوية في كلية العلوم بجامعة الأمم المتحدة. "كنا نبحث عن طريقة لتثبيط Plk1، وهو بروتين يشارك في انقسام الخلايا، متى وأين أردنا أن نفهم وظيفته بشكل أفضل أثناء تطور الكائن الحي."
"من خلال الجمع بين الخبرة في الكيمياء والبيولوجيا، قام العلماء بتصميم جزيء مثبط Plk1 بحيث يمكن تنشيطه بواسطة نبضات الضوء. ومن خلال عملية معقدة، قمنا بحجب الموقع النشط للمثبط بمشتق الكومارين، وهو مركب موجود بشكل طبيعي في بعض النباتات." قالت المؤلفة الأولى فيكتوريا فون جلاسيناب، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبرات البروفيسور جوتا في قسم الطب والبروفيسور وينزنجر في كلية العلوم.
يوضح نيكولاس وينسينغر: "يظل التحدي بالنسبة لنا هو إيجاد طريقة لتثبيت المثبط في الموقع المحدد في الجسم حيث يحتاج إلى العمل". "ولذلك قمنا بتعديل المثبط بحيث أصبح محصورا في الخلية المستهدفة عن طريق إضافة مرساة جزيئية يتم تحريرها فقط تحت الضوء." وقد سمح لنا ذلك بتنشيط وتثبيت المثبط بنفس نبضة الضوء، وبالتالي تعطيل Plk1 وإيقاف انقسام الخلايا في الموقع المحدد المطلوب. "
ويمكن للنظام الذي طوره العلماء استخدام الضوء للتحكم في نشاط الجزيئات في الكائنات الحية في المكان والزمان. ويمكن تطبيقه على مجموعة متنوعة من الجزيئات، وتنشيط الدواء فقط عند الحاجة. لذلك، في المستقبل، يمكن لليزر البسيط تنشيط العلاج في المكان المطلوب بالضبط، مع الحفاظ على الأنسجة السليمة المحيطة وبالتالي الحد من الآثار الجانبية غير المرغوب فيها. تختتم مونيكا جوتا قائلة: "نأمل أن يتم استخدام أدواتنا على نطاق واسع، مما يسمح بفهم أفضل لكيفية عمل الكائنات الحية، وعلى المدى الطويل، تطوير علاجات خاصة بالموقع".
تم تجميعها من /ScitechDaily