هدفا للدواء

يسهل إنزيم MMP9 انتشار النقائل، وفي معهد وايزمان وجدوا طريقة لمنعه

عندما تنتشر نقائل السرطان في الجسم، أو عند حدوث التهاب حاد، يمكن الافتراض أن هذه العمليات تتضمن إنزيمات من عائلة البروتينات المعدنية المصفوفية، أو باختصار MMP. وتقوم هذه الإنزيمات بقطع مواد مختلفة، بما في ذلك ألياف الكولاجين الصلبة التي تعمل على تقوية أنسجة الجسم وربطها. أحد أفراد هذه العائلة، وهو الإنزيم MMP9، يتم إنتاجه غالبًا في الخلايا السرطانية التي تنفصل عن الورم الأصلي، وتبدأ في رحلة متجولة عبر مجرى الدم في طريقها إلى إنشاء ورم خبيث سرطاني جديد. الأنسجة التي يهاجمها الجهاز المناعي، عند حدوث مرض مناعي ذاتي في الجسم، تنتج أيضًا هذا الإنزيم. باختصار، هذا إنزيم مظهره ينذر بأخبار سيئة. ولذلك يبحث العديد من العلماء في مختلف أنحاء العالم عن طريقة لعرقلة نشاطها في محاولة لتطوير علاج لهذه الأمراض.

الخطوة الأولى المطلوبة في السعي لحجب بروتين MMP9 هي فك رموز البنية المكانية ثلاثية الأبعاد لجزيئه. على الرغم من أنه تم فك رموز أجزاء مختلفة من بنية الإنزيم مسبقًا، بما في ذلك الجزء النشط، ولكن بما أن الأجزاء النشطة لجميع إنزيمات MMP متشابهة مع بعضها البعض، فلا فائدة من تصميم أدوية لمنعها. الأدوية التي تهدف إلى تثبيط الجزء النشط من أحد الإنزيمات سوف تمنع أيضًا جميع "أفراد العائلة" الآخرين، مما قد يسبب آثارًا جانبية قوية وسلبية. ولذلك تم توجيه الاهتمام إلى الجزء المرن الموجود في مركز الإنزيم (يسمى المجال الموصل). لكن لسوء الحظ، يصعب تصوير هذا الجزء من الجزيء بالطرق المعتادة.

قررت البروفيسور إيريت ساغي وأعضاء المجموعة البحثية التي ترأسها، في قسم البيولوجيا الهيكلية في كلية الكيمياء في معهد وايزمان للعلوم، مواجهة هذا التحدي. واستخدموا مجموعة غير تقليدية من التقنيات للكشف عن البنية الجزيئية الكاملة لـ MMP9. وضم أعضاء الفريق إلى جانب البروفيسور ساغي، طالب البحث غابرييل روزنبلوم من قسم البيولوجيا الهيكلية في معهد وايزمان، والدكتور روتيم سيرشوك من وحدة الخدمات البيولوجية، وطالب البحث فيليب فان دن ستين والبروفيسور جيسلين أوبديناكر من وحدة الخدمات البيولوجية. جامعة لوفين ببلجيكا وبمساعدته
استخدم الدكتور سيدني كوهين من قسم البنية التحتية للبحوث الكيميائية في معهد وايزمان للعلوم، مجموعة متنوعة من الأساليب، كل منها يعتمد على المعلومات الموجودة في الطريقة السابقة. وشملت الطرق اختبارات كيميائية، وفك الرموز الهيكلية من خلال تحليل تشتت الأشعة السينية ("الأشعة السينية")، وتصوير إنزيم واحد في القياسات باستخدام مجهر القوة الذرية - ومعالجة البيانات المتطورة التي مكنت من الاتصال بين الطرق المختلفة. وبهذه الطريقة، تمكن العلماء من اكتشاف بنية جزيء الإنزيم، الذي يتضمن المجال الموصل. وتبين أن هذا الفضاء الجزيئي يتميز بمرونة كبيرة، وهي فريدة من نوعها فقط لـ MMP9 ولا توجد في أفراد آخرين من هذه العائلة. ونشرت هذه النتائج في المجلة العلمية الهيكل.

من الممكن أن يكون مجال الارتباط الفريد والمرن لـ MMP9 هو كعب أخيل في نهاية المطاف: لقد نجح العلماء، بقيادة البروفيسور ساجي، بالفعل في تصميم جزيء يرتبط بهذا المجال ويحيد أنشطته. وقد قدمت شركة Yedah، التي تروج للتطبيقات الصناعية القائمة على اختراعات علماء معهد وايزمان للعلوم، طلبًا للحصول على براءة اختراع للجزيء، الذي قد يشكل أساسًا لدواء جديد للحد من نقائل السرطان وأمراض المناعة الذاتية.