دستاورد بزرگ دانشمندان برای تولید انبوه داروی سرطان
دانشمندان با شناسایی و رفع موانع مولکولی که بیش از نیمقرن تولید طبیعی یک داروی اصلی شیمیدرمانی را محدود کرده بود، موفق به افزایش ۱۸۰ درصدی بازده تولید آن شدند.
وبگاه سایتِکدِیلی در گزارشی آورده است:سالانه بیش از یک میلیون بیمار از داکسوروبیسین (Doxorubicin) استفاده میکنند. این دارو از دهه ۱۹۷۰ میلادی بهعنوان یکی از اصلیترین درمانهای سرطانهای پستان، مثانه، لنفوم و کارسینوما استفاده میشود. با وجود این اهمیت، باکتریهایی که به طور طبیعی این دارو را تولید میکنند، بازده بسیار پایینی دارند و تولیدکنندگان را ناچار به استفاده از روشهای پرهزینه و چندمرحلهای نیمهسنتزی کردهاند.
اکنون گروهی از دانشمندان دانشگاه تورکو در فنلاند با همکاری دانشمندانی از سایر کشورها، موفق به کشف و رفع موانع اصلی این فرآیند شدهاند.
شناسایی موانع تولید
دکتر کیت یامادا (Keith Yamada)، پژوهشگر دانشگاه تورکو و یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه، میگوید: چندین عامل مستقل را کشف کردیم که تولید داکسوروبیسین را محدود میکنند. توانستیم با برطرفکردن این موانع، با مهندسی منطقی سویههای باکتریایی، مسیر را برای تولید مقرونبهصرفهای هموار کنیم که بتواند نیاز رو به رشد جهانی را تأمین کند.
سه کشف کلیدی که فرآیند تولید را متحول کرد
دانشمندان در این پژوهش سه عامل اصلی را شناسایی کردند که تولید انبوه داکسوروبیسین را محدود میکرد:
۱. تأمین منبع انرژی زیستی آنزیم: گروه پژوهشی موفق شد دو مولکول به نامهای Fdx4 و FdR3 را شناسایی کند. این مولکولها جریان الکترون لازم برای انجام واکنش تولید دارو را تأمین میکنند؛
۲. کشف «اسفنج مولکولی»: پژوهشگران دریافتند پروتئینی به نام DnrV مانند یک اسفنج مولکولی عمل میکند و داروی تولیدشده را به خود جذب میکند. این فرآیند از تداخل دارو با آنزیم مسئول تولید آن جلوگیری میکند؛
۳. نقشهبرداری از ساختار آنزیم برای اولینبار: پژوهشگران با استفاده از روش پیشرفته تصویربرداری از ساختار مولکولها (کریستالوگرافی اشعه ایکس)، موفق شدند ساختار آنزیم کلیدی این فرآیند را برای نخستینبار نقشهبرداری کنند. این نقشه نشان داد که دارو در موقعیت نامناسبی درون آنزیم قرار میگیرد که دلیل اصلی سرعت پایین واکنش است.
از کشف علمی تا کاربرد صنعتی
دانشمندان با ترکیب این یافتهها، موفق به مهندسی سویهای از باکتری شدند که قادر به تولید ۱۸۰ درصد بیشتر داکسوروبیسین در مقایسه با استانداردهای صنعتی فعلی است.
پژوهشگران با هدف انتقال این فناوری به عرصه کاربرد واقعی، سال گذشته شرکت «متا- سِلز اُوای» (Meta-Cells Oy) را در دانشگاه تورکو تأسیس کردند. این شرکت قصد دارد از این روشها برای تولید پایدار آنتیبیوتیکها و داروهای ضدسرطان مهم استفاده کند. این رویکرد تولید کاملاً زیستی میتواند به تأمین پاکتر و مطمئنتر داروهای حیاتی منجر شود.
جمعبندی
این کشف نشان میدهد که با درک عمیقتر از فرآیندهای زیستی و رفع موانع مولکولی، میتوان تولید داروهای حیاتی را متحول کرد. افزایش ۱۸۰ درصدی بازده تولید داکسوروبیسین نه تنها هزینههای تولید را کاهش میدهد، بلکه دسترسی به این داروی مهم را برای بیماران در سراسر جهان آسانتر میکند.
