أدى البحث عن الدور البيولوجي للببتيدات إلى اكتشاف فرع جديد من الإمكانيات في مجال الطب
الببتيدات هي سلاسل جزيئية قصيرة من الأحماض الأمينية. بمعنى ما، يمكن اعتبارها نوعًا من البروتينات القصيرة، والتي يتم بناؤها أيضًا من سلاسل من الأحماض الأمينية. البروتينات هي "الآلات" الرئيسية التي تنشط العمليات الحيوية في الخلية، لكن "إخوانها" القصيرين، الببتيدات، يلعبون أدوارا قليلة نسبيا. على سبيل المثال، يمكنها إيقاف أو إبطاء عملية ترجمة المعلومات الجينية التي يتم من خلالها بناء البروتينات في الخلايا الحية. وبهذه الطريقة، يمكن مقارنتها بممرات التباطؤ على الطريق السريع.
ولكن، كما غنى فرانك سيناترا ذات مرة، هل هذا كل شيء؟ أليس للببتيدات دورها البيولوجي الخاص؟ حاولت البروفيسور عطا ليفنا من كلية العلوم الصحية في جامعة بن غوريون في النقب، مع مجموعتها البحثية، الإجابة على هذا السؤال.
يقول البروفيسور ليفنا: "إن هذه دراسة طويلة الأمد، فمن الصعب جدًا تحديد أماكن الببتيدات الصغيرة، لكن من ناحية أخرى، فإن أهمية نجاحها قد تؤدي إلى تطوير مصدر جديد للأدوية البيولوجية". وفي الدراسة، التي أجريت بمساعدة منحة بحثية من مؤسسة العلوم الوطنية، تمكن أعضاء المجموعة البحثية للبروفيسور ليفنا من عزل ببتيد قصير وإظهار أنه يثبط شبكة من البروتينات (الإنزيمات) المسؤولة عن إضافة ذرات الفوسفور إلى بروتينات معينة – وبالتالي تغيير نشاطها.
إن إضافة ذرات الفسفور إلى الجزيئات (جزيئات البروتين مثلا)، يحفز العديد من العمليات في الخلايا، ومن بين أمور أخرى، يعد خطوة مهمة في عمليات نقل الإشارات والرسائل في الخلايا. تتحكم مسارات الإشارات هذه في العمليات الرئيسية في الخلايا، بما في ذلك انقسام الخلايا وموت الخلايا وخاصة نمو الخلايا وتكاثرها، وهي عملية تؤدي إلى تطور السرطان.
وفي هذه الدراسة، تمكنت البروفيسورة ليفنا وفريقها من الإشارة إلى وجود نظام تحكم جديد في الخلايا، يعتمد على الببتيدات الطبيعية الناشئة من منطقة من التسلسل الجيني، والتي لا ترمز للبروتين الرئيسي. وأظهر الباحثون عمل الببتيد كمثبط لبقاء الخلايا السرطانية، وتطور الورم، وحتى انتشار النقائل.
إن قدرة الببتيد على العمل كمثبط تنبع من التسلسل الجيني الذي يشفره، والذي يحتوي على سلسلة من الأحماض الأمينية التي تظهر كنوع من "البصمة" الموجودة في جميع إنزيمات بروتين كيناز سي. والمثير للدهشة أنه تم العثور على هذه "البصمة" على الببتيد القصير، مما يشير إلى أنه يمكن استخدامه كمثبط محدد لنشاط الفسفرة في شبكة البروتين - وبالتالي تثبيط نشاطه.
تقوم البروتينات (وخاصة البروتينات من مجموعة بروتين كيناز، التي تحتوي على أكثر من 500 بروتين مختلف) بنقل المعلومات الحيوية داخل الخلايا، وهي تحدد أكثر من مرة مصير الخلية. كما أن المادة التي تمنع نشاط هذه البروتينات تمنع أيضًا سلسلة التعليمات التي تنقلها داخل الخلية. وبهذه الطريقة، إذا كانت سلسلة الاتصال الخاصة بالبروتينات تشير إلى الخلية السرطانية لمواصلة الانقسام والتكاثر، لأن تثبيط الرسائل التي تمر عبر هذه السلسلة، سيؤدي إلى إبطاء انتشار الخلايا السرطانية.
وفي الدراسات التي أجريت على الفئران، تمكن الباحثون من إظهار أن الببتيد القصير يمكن أن يمنع تطور سرطان الثدي، وكذلك تطور النقائل السرطانية في الرئتين. وتعتمد آلية عمل الببتيد، من بين أمور أخرى، على حقيقة أنه يثبط نظام إصلاح الضرر الجيني في الخلية السرطانية، والذي يتسبب أكثر من مرة في موت الخلية السرطانية. وفي الواقع، أظهرت الدراسة أن علاج خلايا سرطان الثدي باستخدام الببتيد - أحيانًا مع العلاج الكيميائي - قد يتسبب في موت الخلايا السرطانية.
يقول البروفيسور ليفنا: "إن بعض الأدوية البيولوجية المقبولة اليوم في علاج السرطان تعتمد على تثبيط نشاط جزيئات بروتين كيناز". "نعتقد أن العرض الواضح لدور الببتيد الذي وجدناه ليس سوى قمة جبل الجليد. والآن بعد أن علمنا أن بعض هذه الببتيدات على الأقل لها دور بيولوجي، يمكننا أن نبدأ في اكتشاف دور العديد منها، واستخدامها في تطوير علاجات طبية متقدمة.
كما شارك في الدراسة البروفيسور إستي ياجر لوتام والبروفيسور موشيه الكاباتس، بالإضافة إلى ديفيا رام جايارام، سيجال فروست، حنان أرجوف، فيجاياستيلتار بالسما ليجو، نيخيل بونوار أنتو، أميتا مورالداران، عساف بن آري، روز سيناي، إيلان سمولي. وعوفرا نوفوبلانسكي ونوح إسكوف والدكتورة ديبرا توفير وهان كيسر.
الحياة نفسها:
البروفيسور آتا ليفنا، أم لخريجين، تمارس اليوغا منذ سنوات، وتزور صالة الألعاب الرياضية بانتظام وتحب بشكل خاص المشي على الشاطئ. عاشق الثقافة والفن وقضاء الوقت مع الأصدقاء. تقول: "عندما اضطررت إلى اختيار "مهنتي الحياتية"، تجادلت كثيرًا بين حبين: العلوم والهندسة المعمارية. وأخيراً اخترت العلم. لذا، إذا لم أكن عالمًا، فمن المحتمل أن أصبح مهندسًا معماريًا.
وهناك مصادفة مثيرة للاهتمام رافقت بحثها الحالي، أدت إلى حقيقة أن الجين الذي يشفر المعلومات الخاصة ببنية الببتيد المدروس، تم تمييزه بالحرف اليوناني إيتا، كاسم أول للبروفيسور ليفنا.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
