استخراج داروی سرطان از قارچ مرگباری که جان ۱۰ دانشمند را گرفت_صبح سریع

پژوهشگران موفق به استخراج دسته‌ای تازه از مولکول‌ها از قارچ مرگبار «Aspergillus flavus » شده‌اند. آنها با منفعت گیری از این قارچ کشنده‌ به ترکیبی قوی برای مبارزه با سرطان دست یافته‌اند.

به نقل از آی‌ای، اهمیت این کشف وقتی دوچندان می‌شود که بدانیم این قارچ سمی که در محصولات کشاورزی یافت می‌شود، پیشتر با مرگ‌های مرموز در حفاری‌های باستان‌شناسی مرتبط بوده است.

برای مثال، در سال ۱۹۲۲، بعد از گشوده شدن مقبره توت‌عنخ‌آمون(یکی از فراعنه مصر)، مرگ‌های شگفت و غیر قابل توضیحی رقم خورد که شایعاتی درمورد «نفرین فرعون» را به وجود آورد، اما بعدها این فرضیه نقل شد که احتمالا یک قارچ عامل این مرگ‌ها بوده است.

در دهه ۱۹۷۰ نیز در لهستان، حادثه‌ای شبیه رقم خورد. ۱۰ دانشمند ظرف چند هفته بعد از ورود به مقبره «کازیمیر چهارم» جان خود را از دست دادند. عامل این مرگ‌ها قارچی به نام «Aspergillus flavus » تشخیص داده شد، قارچی که به سمی بودن شدید معروف است.

اسپورهای زرد این قارچ، حتی بعد از هزاران سال می‌توانند عفونت‌های شدید ریوی تشکیل کنند، به‌اختصاصی برای افرادی که سیستم ایمنی ضعیفی دارند.

اکنون همین میکروب کشنده، به منبعی غیرمنتظره برای کشف داروی ضدسرطان تبدیل شده است.

گروهی از پژوهشگران به رهبری پروفسور شری گائو(Sherry Gao) از دانشگاه پنسیلوانیا موفق به استخراج دسته‌ای تازه از مولکول‌ها از این قارچ شده‌اند.

شناسایی ترکیبات

کشف دارو از قارچ‌ها چیز تازه‌ای نیست. قارچ‌ها زمان‌ها است منبعی مورد قیمت برای تشکیل ترکیبات دارویی بوده‌اند.

مشهورترین نمونه آن، پنی‌سیلین است که در سال ۱۹۲۸ از قارچ «Penicillium notatum» به‌دست آمد و انقلابی در درمان عفونت‌های باکتریایی تشکیل کرد.

گائو می‌گوید: طبیعت داروخانه‌ای شگفت‌انگیز به ما داده است. این ماموریت ماست که رازهای آن را کشف کنیم.

در این پروژه، تمرکز این تیم روی گروهی کمیاب از مولکول‌ها به نام «پپتیدهای سنتز شده ریبوزومی و اصلاح‌شده بعد از ترجمه»(RiPPs) می بود. این مولکول‌ها ابتدا توسط ریبوزوم‌ها ساخته خواهد شد و سپس برای افزایش فعالیت زیستی‌شان اصلاح شیمیایی خواهد شد.

اگرچه هزاران نوع RiPP در باکتری‌ها شناسایی شده‌اند، اما تنها تعداد انگشت‌شماری از آنها در قارچ‌ها یافت شده‌اند. خالص‌سازی آنها زیاد دشوار است،

«کیویو نیه»(Qiuyue Nie) نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: سنتز این ترکیبات، زیاد پیچیده است، اما همین ویژگی است که به آنها فعالیت زیستی بسیار‌ای می‌بخشد.

محققان با بازدید دوازده گونه از قارچ Aspergillus و قیاس تولیدات شیمیایی آنها با ساختارهای شناخته‌شده RiPP، رد این ترکیبات را در Aspergillus flavus یافتند.

اثرگذاری روی سلول‌های لوسمی انسانی

پژوهشگران با تحلیل ژنتیکی توانستند منبع تشکیل این RiPPهای قارچی را شناسایی کنند و با کمال شگفتی، به دسته‌ای کاملاً تازه از مولکول‌ها با ساختار منحصربه‌فردی از حلقه‌های به‌هم‌مدام رسیدند. آنها این مولکول‌ها را «آسپریجیمایسین‌ها» (asperigimycins) نام‌گذاری کردند.

وقتی که این ترکیبات روی سلول‌های لوسمی انسانی آزمایش شدند، دو مورد از چهار نوع آن حتی بدون اصلاح توانستند به‌طور مؤثری سلول‌های سرطانی را نابود کنند.

نقطه عطف واقعی اما وقتی رقم خورد که این ترکیبات مقداری اصلاح شدند. پژوهشگران با افزودن یک مولکول چربی(لیپید) به این ترکیبات موفق شدند کارکرد آنها را با داروهای تأییدشده‌ای همانند «سیتارابین» و «داونوروبیسین» که سال‌ها است در درمان لوسمی کاربرد دارند، برابر کنند.

این اصلاح چطور قوت دارو را افزایش داد؟

پژوهشگران دریافتند که یک ژن کلیدی به نام SLC46A3 همانند دروازه‌ای عمل می‌کند که اجازه می‌دهد آسپریجیمایسین‌ها با تعداد بالا داخل سلول‌های لوسمی شوند.

آزمایش‌های بعدی نشان دادند که این ترکیبات چطور عمل می‌کنند. آن‌ها روال تقسیم سلولی را مختل می‌کنند.

گائو توضیح می‌دهد: سلول‌های سرطانی به‌طور کنترل‌نشده تقسیم خواهد شد. این ترکیبات با جلوگیری از راه اندازی میکروتوبول‌ها که برای تقسیم سلولی الزامی می باشند، جلوی آن را می‌گیرند.

مسئله دلنشین دقت این است که این ترکیبات تاثییر خاصی روی سلول‌های دیگر همانند سلول‌های سرطان پستان، کبد، ریه یا حتی انواع گوناگون باکتری‌ها و قارچ‌ها نداشتند. این اختصاصی بودن، ویژگی زیاد مهمی در طراحی داروهای تازه است.

افق‌های تازه در پزشکی

کشف آسپریجیمایسین‌ها دروازه‌ای به دنیایی تازه در داروسازی باز کرده است. پژوهشگران این چنین ژن‌های شبیهی در قارچ‌های دیگر شناسایی کرده‌اند که نشان‌دهنده گنجینه‌ای نهان از RiPPهای قارچی است.

«نیه» می‌گوید: اگرچه فقط چند مورد RiPP قارچی کشف شده‌اند، اما تقریباً همه آنها فعالیت زیستی بالایی دارند. این منطقه‌ای کشف‌نشده با پتانسیلی عظیم است.

قدم بعدی، آزمایش آسپریجیمایسین‌ها روی مدل‌های حیوانی با مقصد نهایی ورود به آزمایش‌های بالینی انسانی است.

نتایج این مطالعه در مجله Nature Chemical Biology انتشار شده است.