أولاً، يثبت الجزيء نفسه على سطح الغشاء، قبل أن يخترق الغشاء في اتجاه عمودي عليه. وفي الخطوة التالية، يقوم بتغيير بنيته الثلاثية الأبعاد أثناء مروره عبر الغشاء، ويدور مرة واحدة على طول المحور الطولي قبل أن يصل إلى الجانب المقابل للغشاء، حيث يخرج من الغشاء مرة أخرى
[ترجمة د. موشيه نحماني]
هناك حاجة مستمرة لأدوية جديدة. على سبيل المثال، العديد من الأدوية المضادة للبكتيريا (المضادات الحيوية) التي نستخدمها لفترة طويلة تتطور إلى مقاومة وتصبح أقل فعالية. يبحث الكيميائيون وعلماء الأدوية بشكل محموم عن مكونات نشطة جديدة، خاصة تلك التي يمكنها اختراق أغشية الخلايا، لأن هذه هي الأنواع الوحيدة التي يمكن للمرضى تناولها عن طريق الفم (عن طريق الفم) في شكل أقراص أو شراب. فقط هذه المواد الفعالة هي التي يمكنها المرور عبر جدران الأمعاء الدقيقة والدخول إلى مجرى الدم للوصول إلى المنطقة المطلوبة من الجسم. بالنسبة للمواد الفعالة التي لا تستطيع اختراق غشاء الخلية، ليس أمام الأطباء خيار سوى حقنها مباشرة في مجرى الدم
مركبات كبيرة ذات قدرة كبيرة
وهذا هو السبب الذي يجعل العلماء يحاولون أن يفهموا مسبقًا ما هي المركبات التي ستكون قادرة على اختراق غشاء الخلية وكيف تفعل ذلك بالضبط. بالنسبة لمثل هذه العائلة المهمة والواعدة من المواد - الببتيدات الحلقية - تمكن الكيميائيون من جامعة زيورخ (ETH Zurich) من اكتساب رؤى جديدة حول الآلية ذات الصلة. تقول سيرينا رينيكر، الأستاذة في قسم الكيمياء: "كلما عرفنا المزيد عن هذه الآلية وعن الخصائص التي يجب أن تظهرها هذه المركبات، كلما تمكن الباحثون مبكرًا وأكثر فعالية من أخذ هذه البيانات في الاعتبار عند تطوير أدوية جديدة". والعلوم البيولوجية التطبيقية. قادت البحث الذي تم نشره للتو في المجلة العلمية مجلة الكيمياء الطبية.
الببتيدات الحلقية هي جزيئات على شكل حلقة، أكبر من الجزيئات الصغيرة التي تشكل معظم الأدوية اليوم. ومن ناحية أخرى، في العديد من مجالات التطبيق، يكافح الكيميائيون وعلماء الصيدلة بشدة مع القيود المفروضة على هذه الجزيئات الصغيرة، ويلجأون بدلاً من ذلك إلى جزيئات كبيرة جدًا مثل الببتيدات الحلقية. משפחת חומרים זו כוללת בתוכה המוני חומרים טבעיים בעלי פעילות רוקחית, כגון ציקלוספורין (cyclosporine) שהיא תרופה מדכאת חיסון המשמשת לטיפול במחלות ומצבים בהם נדרש דיכוי חיסוני, כמו מחלות אוטו-אימוניות או לאחר השתלות איברים, כדי למנוע את דחיית השתל, וכן תרופות נוגדות חיידקים كثير.
استخدام النمذجة الحاسوبية
وبمساعدة النمذجة الحاسوبية والقوة الكبيرة للحواسيب العملاقة، تمكنت الباحثة وزملاؤها من شرح كيفية تمكن الببتيدات الحلقية المشابهة للسيكلوسبورين من اختراق غشاء الخلية. "النمذجة فقط هي التي تسمح لنا بالحصول على مثل هذه التفاصيل الرائعة، والرؤى ذات الدقة العالية، لأنه لا توجد تجربة تسمح لنا بمراقبة جزيء واحد يمر عبر الغشاء"، يوضح الباحث الرئيسي. لفهم الآلية، يجب علينا أولاً أن نعرف كيف يتم بناء الببتيدات الحلقية: فهي تتكون من بنية حلقية مركزية ترتبط بها مجموعات جانبية. هذه الجزيئات مرنة وقادرة على تغيير بنيتها ديناميكيًا من أجل التكيف مع بيئتها.
الرقص من خلال غشاء الخلية
كشف التصوير الذي أجراه الباحثون عن كيفية اختراق الببتيد الحلقي عبر الغشاء: أولاً، يثبت الجزيء نفسه على سطح الغشاء، قبل اختراق الغشاء في اتجاه عمودي عليه. وفي الخطوة التالية، يقوم بتغيير بنيته الثلاثية الأبعاد أثناء مروره عبر الغشاء، ويدور مرة واحدة على طول المحور الطولي قبل أن يصل إلى الجانب الخلفي من الغشاء، حيث يخرج من الغشاء مرة أخرى. تنتج هذه التغييرات في البنية المكانية للجزيء عن البيئات المختلفة التي يمر بها الجزيء أثناء مروره عبر الغشاء - حيث يتكون الجسم بشكل أساسي من الماء. توجد معظم الجزيئات الكيميائية الحيوية داخل الخلايا وخارجها في محلول مائي. من ناحية أخرى، تتكون أغشية الخلايا من أحماض دهنية، لذلك تهيمن الظروف الكارهة للماء على المحتوى. وقال الباحث الرئيسي: "من أجل السماح له بعبور الغشاء، يغير الببتيد الحلقي شكله المكاني بسرعة ليصبح كارهًا للماء (طاردًا للماء) قدر الإمكان".
تغيير السلاسل الجانبية الجزيئية
وفي الدراسة الحالية، فحص الباحثون ثمانية أنواع مختلفة من الببتيدات الحلقية. هذه عبارة عن ببتيدات نموذجية بدون أي تأثير طبي، قام بتطويرها نفس علماء الأدوية من شركة نوفارتيس العملاقة للبحث الأساسي، وهي حقيقة تفسر سبب تعاون الباحث الرئيسي مع هذه الشركة في هذه الدراسة. ويمكن الآن استخدام النتائج الجديدة في مجال اكتشاف الببتيدات الحلقية كمرشحات لأدوية جديدة. وفي الوقت نفسه، يشير الباحث إلى حل وسط معين: هناك سلاسل جانبية توفر الظروف المثلى للتثبيت على سطح الغشاء، ولكن هذه الحقيقة بالذات تجعل من الصعب على الببتيدات المرور عبر الغشاء.
تساعد هذه المعرفة المتطورة الباحثين على التحرك نحو فهم السلاسل الجانبية الأكثر ملاءمة للاستخدام. يمكن لهذه النتائج تسريع اكتشاف الأدوية من خلال الكشف عن الظروف الأكثر ملاءمة لتطوير المواد الفعالة التي يمكن أن تصل في النهاية إلى الجسم في شكل أقراص.
תגובה אחת
مكتوب أن الأدوية تطور المقاومة. أليست البكتيريا أو الفيروس هي التي تطور المقاومة؟ بالإضافة إلى ذلك، فإن الوصف يعني أن الجزيء لديه "إرادة"، أليس من الأصح أن نكتب أن مكونات البيئة الكيميائية تسمح للجزيء بالارتباط أو التحرك، وما إلى ذلك؟