مصائد نانوية للبروتينات تساهم بعلاج أمراض مستعصية !

البروتينات تشكل كتلًا في العديد من الأمراض التي يصعب علاجها، مثل مرض التصلب الجانبي الضموري (ALS) ومرض ألزهايمر ومرض باركنسون. ومن الصعب دراسة الآليات الكامنة وراء كيفية تفاعل البروتينات مع بعضها البعض. لكن الآن اكتشف الباحثون في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد طريقة جديدة لالتقاط العديد من البروتينات في مصائد نانوية الحجم.

وداخل المصائد، يمكن دراسة البروتينات بطريقة لم تكن ممكنة من قبل.

ومن أجل المزيد من التوضيح، قال أندرياس دالين الأستاذ بالجامعة الذي قاد المشروع البحثي «نعتقد أن طريقتنا لديها إمكانات كبيرة لزيادة فهم العمليات المبكرة والخطيرة في عدد من الأمراض المختلفة، وتؤدي في النهاية إلى معرفة كيف يمكن للأدوية مواجهتها». مضيفا «أن الفهم الأفضل لكيفية تشكل الكتل يمكن أن يؤدي إلى طرق فعالة لإذابتها في مرحلة مبكرة، أو حتى منعها من التشكل تمامًا. واليوم، هناك تقنيات مختلفة لدراسة المراحل اللاحقة من العملية، حيث أصبحت الكتل كبيرة وتشكل سلاسل طويلة، ولكن حتى الآن كان من الصعب متابعة التطور المبكر، حيث لا تزال صغيرة جدًا؛ إذ يمكن للمصائد الجديدة أن تساعد الآن في حل هذه المشكلة، كما يمكن دراسة تركيزات أعلى لفترة أطول». وذلك وفق ما نقل موقع «eurekalert» العلمي عن بحث تحت عنوان «الاصطياد المستقر للبروتينات المتعددة في الظروف الفسيولوجية باستخدام غرف نانوية ذات بوابات جزيئية كبيرة» نُشر أخيرًا بمجلة «Nature Communications» العلمية المرموقة.

من جانبهم، يصف الباحثون عملهم بأنه أصغر بوابات في العالم يمكن فتحها وإغلاقها بلمسة زر واحدة. حيث تصبح البوابات مصائد تحبس البروتينات داخل الغرف على المستوى النانوي. فيما يتم منع البروتينات من الهروب، ما يزيد من الوقت الذي يمكن ملاحظته عند هذا المستوى من ميلي ثانية واحدة إلى ساعة واحدة على الأقل.

وفي هذا الاطار، تتيح الطريقة الجديدة أيضًا وضع عدة مئات من البروتينات في حجم صغير؛ وهي ميزة مهمة لمزيد من الفهم.

ويبين دالين «أن الكتل التي نريد رؤيتها وفهمها بشكل أفضل تتكون من مئات البروتينات؛ لذلك إذا أردنا دراستها نحتاج إلى أن نكون قادرين على احتجاز مثل هذه الكميات الكبيرة. حيث ان التركيز العالي في الحجم الصغير يعني أن البروتينات تصطدم بشكل طبيعي بعضها بالبعض، وهي الميزة الرئيسية لطريقتنا الجديدة». مؤكدا «من أجل استخدام هذه التقنية لدراسة مسار أمراض معينة، يلزم التطوير المستمر للطريقة». قائلا «تحتاج المصائد إلى التكيف لجذب البروتينات المرتبطة بالمرض المحدد الذي تهتم به. وما نعمل عليه الآن هو التخطيط لتحديد البروتينات الأكثر ملاءمة للدراسة».

كيفية عمل المصائد الجديدة

تتكون البوابات التي طورها الباحثون مما يسمى بـ«فرش البوليمر» المتموضعة عند فتحة الغرف ذات الحجم النانوي. وان البروتينات المراد دراستها موجودة في محلول سائل وتنجذب إلى جدران الغرف بعد معالجة كيميائية خاصة. وعندما تغلق البوابات يمكن تحرير البروتينات من الجدران والبدء في التحرك تجاه بعضها البعض. أما في المصائد فيمكن دراسة كتل فردية من البروتينات، ما يوفر معلومات أكثر بكثير مقارنة بدراسة العديد من المجموعات في نفس الوقت. على سبيل المثال، يمكن تشكيل الكتل بواسطة آليات مختلفة، ولها أحجام مختلفة وهياكل مختلفة. إذ لا يمكن ملاحظة هذه الاختلافات إلا إذا قمنا بتحليلها واحدة تلو الأخرى.

ومن الناحية العملية، يمكن الاحتفاظ بالبروتينات في المصائد لأي فترة زمنية تقريبًا، ولكن في الوقت الحالي، الوقت محدود بمدة بقاء العلامة الكيميائية (التي يجب تزويدها بها حتى تصبح مرئية). وفي الدراسة، تمكن الباحثون من الحفاظ على الرؤية لمدة تصل إلى ساعة.