والغرض منه هو فهرسة بصمة الببتيد المناعي للخلايا البشرية واستخدام هذه البصمات للتعرف على الأمراض
في السنوات الأخيرة، اقتربت المرحلة الأكثر صعوبة وأهمية في مشروع الجينوم البشري من نهايتها. خلال ذلك، تم إنشاء معرفة جزيئية واسعة النطاق، والتي تشمل المعلومات الوراثية للإنسان، وأهمها تحديد تسلسل النيوكليوتيدات لدى العديد من الأشخاص. لقد تمت ترجمة هذه المعرفة بالفعل إلى أبحاث واستخدامات طبية مختلفة، ومن الممكن اكتشاف تسلسل الأحماض الأمينية لجميع أنواع البروتينات البشرية المختلفة.
في الآونة الأخيرة، ومع وصول مشروع الجينوم البشري إلى مرحلة النضج، يسأل العلماء أنفسهم "ماذا بعد؟" ومن الواضح أن تحديد تسلسل الجينومات المختلفة ليس نهاية العملية. لا تزال هناك معرفة جزئية فقط حول أي من الجينات المختلفة يتم استخدامها بالفعل لتكوين البروتينات في الخلايا المختلفة في أنسجة الجسم. ومن الضروري تحديد كمية البروتينات الموجودة في الخلايا والأنسجة المختلفة، والاستمرار في اكتشاف البروتينات التي تشارك في عمليات الحياة المختلفة، وكيف أن بنيتها ثلاثية الأبعاد تمكنها من أداء وظائفها المختلفة. يتم أيضًا بذل الكثير من الجهد لتوضيح التغييرات التي تمر بها بروتينات الخلية بعد تكوينها، وما الذي يسبب تحللها، ومدة بقائها في الخلايا حتى يتم تحطيمها. وبطبيعة الحال، فإن هذه المعرفة الواسعة مهمة بشكل خاص لفهم آليات وظيفة الخلية، وخاصة كيفية عمل البروتينات المختلفة عندما تصبح الخلايا سرطانية أو مصابة بعوامل الأمراض المعدية، مثل الفيروسات والبكتيريا. إن فهم العلاقة بين بنية ووظيفة البروتينات الخلوية المختلفة يجعل من الممكن تطوير أدوية جديدة لمختلف الأمراض وإنشاء لقاحات أكثر فعالية للوقاية منها.
أحد مجالات البحث التي تم توظيفها بشكل خاص من قبل مشروع الجينوم البشري يتناول تطوير أساليب متقدمة للكشف المبكر عن الأمراض وتخصيص العلاج، وخاصة في مرض السرطان. وبالفعل، نجح باحثو التخنيون في العام الماضي في تطوير طريقة مبتكرة سيتم استخدامها في المستقبل لتشخيص الأمراض، بناءً على فحص دم بسيط. لم يكن من الممكن إنشاء هذه الطريقة المتقدمة دون المعرفة الواسعة المكتسبة جزئيًا من خلال مشروع الجينوم البشري. وقد تم نشر وصف الطريقة المبتكرة في مجلة دولية مهمة PNAS، وهي مجلة الأكاديمية الأمريكية للعلوم. تم تطوير الطريقة في مختبر البروفيسور أرييه إدمون من كلية الأحياء في التخنيون، على يد الدكتورة ميخال باسني شتيرنبرغ كجزء من أطروحتها للدكتوراه. كمتابعة لهذا الاكتشاف المهم، يقترح البروفيسور إدمون والدكتور باسني ستيرنبرغ في مقال نشر مؤخرًا في المجلة العلمية المرموقة Molecular and Cellular Proteomics تطوير اتجاه بحثي جديد يعتمد على أحدث الاكتشافات، وعلى التطورات التكنولوجية العديدة، وسيكون قلب مشروع دولي سيؤدي إلى فهم أعمق لجسم الإنسان وسيمكن من تطوير لقاحات أكثر فعالية لمختلف الأمراض، بما في ذلك الأمراض المعدية والسرطان وأمراض المناعة الذاتية والالتهابات. .
تعتمد الطريقة الجديدة لتشخيص الأمراض والمشروع الجديد الذي يقترحه البروفيسور أدمون على حقيقة أن جميع خلايا الجسم (ما عدا خلايا الدم الحمراء) للإنسان تعرض على سطحها مجموعة واسعة من الببتيدات المختلفة التي تستخدم لإعلام الجهاز المناعي بما يلي: حالتهم الصحية. من المهم جدًا أن يعرف الجهاز المناعي لدى جميع الحيوانات في كل لحظة الحالة الصحية للخلايا المختلفة، وذلك لمنع انتشار الأمراض في الجسم عند إصابة الخلايا ببعض عوامل المرض التي تتكاثر بداخلها. . الأداة الرئيسية التي يتعلم بها الجهاز المناعي عن غزو مسببات الأمراض، مثل الفيروسات والبكتيريا، إلى الخلايا تعتمد على عرض الببتيدات على سطح الخلايا بمساعدة بروتين HLA (مستضد الكريات البيض البشرية - الأنسجة) مجمع التوافق). هذه الببتيدات، المبنية من شرائح مكونة من ثمانية إلى أحد عشر حمضًا أمينيًا، تتشكل داخل الخلايا نتيجة لانهيار بروتينات الخلية المختلفة. عادة، تتحلل بروتينات الخلية بعد استنفاد وظيفتها الخلوية أو في حالة حدوث خلل في عملية تكوينها وتم إنشاؤها عن طريق الخطأ كبروتينات تالفة. ترسل هذه الببتيدات من قبل الخلايا إلى وجوهها، وبالتالي تقوم بتحديث الجهاز المناعي وهو البروتينات التي تتكون في الخلايا وتتحلل داخل الخلايا. وطالما أن الخلايا سليمة، فإن البروتينات التي تنتجها وتتحللها هي أيضًا بروتينات طبيعية، ولا يحتاج الجهاز المناعي إلى التصرف. لكن عندما تصاب الخلايا بأي عامل مرض، مثل فيروس أو بكتيريا اخترقتها، أو عندما تسوء وتتحول إلى خلايا سرطانية، فإنها تبدأ في تكوين بروتينات بداخلها لا يتم إنتاجها في الخلايا السليمة. عندما تتحلل هذه البروتينات الفيروسية أو السرطانية، يتم إرسال الببتيدات، ومنتجات تحللها، بواسطة البروتين المعقد لتكيف الأنسجة إلى سطح الخلايا المريضة، حيث يتم عرضها "وإبلاغ" الجهاز المناعي عن حالة المرض. وتعرف خلايا الجهاز المناعي، التي تسمى الخلايا الليمفاوية التائية، كيفية التعرف على حقيقة ظهور الببتيدات المشتقة من البروتينات المرتبطة بمسبب المرض على الخلايا المريضة. تقوم الخلايا التائية ردًا على ذلك بقتل الخلايا المصابة، وفي الوقت نفسه تنبه الجهاز المناعي للاستيقاظ والتصرف بقوة أكبر تجاه سبب المرض.
في السنوات الأخيرة تم تطوير طرق جديدة واختراع أجهزة متطورة تسمح بتحديد وتحديد كمية البروتينات الموجودة داخل الخلايا وبنفس الطرق أيضًا تحديد وتحديد كمية الببتيدات التي يقدمها مجمع التكيف النسيجي على سطح الخلايا. وتسمح هذه التطورات بتحديد آلاف الببتيدات، ومن خلال مقارنة الخلايا المريضة والسليمة يمكن التعرف على الببتيدات التي تظهر فقط، أو بشكل رئيسي، في الخلايا المصابة بالأمراض الفيروسية أو الببتيدات التي تظهر في أنواع مختلفة من السرطان. يتيح اكتشاف هذه الببتيدات تطوير العلاج المناعي للأمراض المعدية والسرطان. كما يمكن استخدام المعرفة الواسعة بتنوع هذه الببتيدات كمصدر غني للمعلومات حول العمليات البيوكيميائية التي تجري داخل الخلايا وحالتها الصحية، ولهذا السبب فهي ذات أهمية بحثية وطبية كبيرة.
ويشير الباحثون إلى أن الوقت قد حان بالفعل لتأسيس مشروع دولي جديد، سيُسمى مشروع الببتيدوم المناعي البشري، وسيركز على تحديد جميع الببتيدات التي يقدمها مجمع تكيف الأنسجة في خلايا الجسم المختلفة. الأنسجة المختلفة في البشر في المرضى وفي الصحة، ووفقًا للأنواع الفرعية المختلفة لهذا البروتين في السكان البشريين. يُعرف حاليًا أكثر من ثلاثة آلاف أليل من البروتينات المعقدة لتكيف الأنسجة، ويمكن لكل من هذه الأنواع الفرعية عرض مجموعة متنوعة من الآلاف من الببتيدات المختلفة. ولذلك فإن تنوع الببتيدات المعروضة على سطح الخلايا البشرية المختلفة كبير جدًا، وربما يصل إلى الملايين. وبالفعل، فإن التطور التكنولوجي في مجال قياس الطيف الكتلي يسمح بالتعرف على عشرات الآلاف من الببتيدات المختلفة المعروضة على أنواع مختلفة من الخلايا.
المشروع المقترح طموح بشكل خاص ولا يمكن تنفيذه إلا بتعاون دولي واسع النطاق. تكلفته مرتفعة وبالطبع سيستغرق سنوات عديدة حتى اكتماله، لكن من الواضح أن الفائدة المحتملة من مثل هذا المشروع هائلة ومساهمته في الطب فورية. إذا تم بالفعل إطلاق مشروع الببتيدوم المناعي البشري وستكون المعرفة التي تم الحصول عليها خلاله متاحة بالفعل للمجتمع العلمي والعلاجي بأكمله في العالم عبر الإنترنت، فسيتمكن مختلف الباحثين في العالم من استخدام المعرفة وتطوير علاجات مناعية لـ للعديد من الأمراض، وليس فقط للأمراض المعدية، بل أيضاً لمختلف أنواع السرطان والعديد من أمراض المناعة الذاتية الناتجة عن الأعطال التي تسبب النشاط الزائد للحملة المناعية.
