کم خونی و آهن

مولکول‌ مرد آهنی توازن را در سلول بازسازی می‌کند

مرد آهنی ممکن است نام خنکی باشد که با مجموعه‌ای از چیزهای زرهی کاملا پرواز می‌کند، اما همه‌ٔ ما برای داشتن بعضی از توانایی‌های خاص زیبا به آهن وابسته هستیم. بدن‌های ما برای جریان اکسیژن در خونمان و تبدیل قند خون به انرژی سلولی، به همراه دیگر کارها، به این فلز متکی است. هنوز، آهن بیش از حد کم یا بیش از حد زیاد می‌تواند آشکارا ویرانگر باشد و مشکلات حرکات این عنصر در درون و خارج از سلول‌ها موجب ده‌ها بیماری متفاوت از جمله کم خونی و فیبروز کیستیک می‌شود. اکنون پژوهشگران مولکولی را یافته‌اند که می‌تواند بعضی از این مشکلات تحویل آهن در حیوانات را تصییح کند. این ترکیب جدید می‌تواند دانشمندان را در درک بهتر این بیماری‌های یاری کرده و ممکن است روزی منجر به ساخت ترکیب جدیدی برای درمان آنها باشد.

برای حفظ تناسب مناسب آهن در سلول‌ها و بافت‌ها، شبکه‌ای از پروتئین‌ها انرژی را برای پمپاژ اتم‌های آهن در سراسر غشاهای سلولی می‌سوزانند و یا اگر بیش از حد در یک سمت ساخته شده باشند  منفعلانه اجازه می‌دهند آنها حرکت کنند. زمانی که یک یا چند تا از این پروتئین‌ها جهش یابند یا از دست بروند مشکلات برمی‌خیزند. این مشکلات می‌تواند موجب بیماری‌ها‌یی چون کم خونی (آهن بیش از حد کم) یا هموکروماتوز (آهن بیش از حد زیاد) می‌شود. درمان چنین بیماری‌هایی با دارو مشکل است، چون بیشتر داروها با مسدود کردن یا تغییر فعالیت پروتئین‌های موجود سر و کار دارند. آنچه در این مورد نیاز است بازسازی کارکرد پروتئین انتقال آهن است که معیوب و از بین رفته است.

مارتین برک، شیمیدانی در دانشگاه ایلینوی در شامپاین، سال‌ها را صرف جستجوی روشی برای بازیابی کارکرد این پروتئین‌های غایب کرده است. در این مورد، برای بررسی مشکلات انتقال آهن، گروه برک با سلول‌های مخمر و حدف ژن برای منفعل کردن انتقال دهنده آهن که موجب متوقف شدن رشد سلول‌ها می‌شود کارشان را شروع کردند. سپس آنها کتابخانه‌ای از رخدادهای طبیعی که مولکول‌های کوچک نیز صدا زده می‌شوند را تهیه کردند ، و به این کتابخانه یکی یکی کشت مخمر را اضافه کردند تا ببینند که آیا هیچ بازیابی در توانایی این سلول‌ها برای رشد مشاهده می‌شود. زمانی که آنها مولکولی به نام هینوکیتیول، که در اصل از درخت هینوکتی تایوانی جدا شده است، را اضافه کردند، رشد سریع شد. «این خارج از آزمایش ترکانده بود،» برک گفت. آزمون‌ها با دو کشت مخمر دیگر که انتقال دهنده‌های آهنی متفاوتی را از دست داده بودند انجام شد و نتایج مشابهی به دست آمد.

بعدها تیم برک نشان داد که سه مولکول هینوکیتیول ابتدا اتم‌های آهن را احاطه و آنها را از پیرامونشان جدا می‌کند. در همین حال، در انتها نمای ظاهری مولکول‌های هینوکیتیول حاوی گروه‌های روغن دوستی است که سریع در غشاهای چربی که سلول‌ها را احاطه کرده‌اند حل می شوند. این اجازه می‌دهد سه گانه‌های هینوکیتیول به غشاهای سلولی وارد شده و در آن تکان خورده و محموله‌شان را در غشا وارد کنند.

برک و همکارانش به بررسی این قضیه پرداختند که آیا هینوکیتیول روی حیوان‌های مهندسی شده‌ای که پروتئین‌های انتقال دهنده آهنشان از دست داده‌اند کار می‌کند. در شماره امروز ژورنال ساینس آنها گزارش دادند که هینوکیتیول خوراکی جذب آهن در روده موش‌ها درمان کرده است. به سادگی این آزمون روی تعدادی از گورخرماهی امتحان شد که موجب شد این حیوانات بتوانند دوباره هموگلوبین تولید کنند.

این کار شدید مفیدی است،» این گفته لئونارد زون است، وی بخش سلول‌های بنیادی در بیمارستان کودکان بوستون را رهبری می‌کند و متخصصی در زمینه اختلالات انتقال آهن است. زون می‌گوید که هینوکیتیول می‌تواند دانشمندان آزمایشگاهی را در درک بهتر نقش متفاوت پروتئین انتقال آهن در بیماری به وسیله قادر ساختن آنها به غیر فعال کردن ژن‌ها برای این پروتئین‌ها و سپس استفاده از هینوکیتیول برای بازسازی کارکرد طبیعی‌ آنها یاری کند.

نانسی آندرس، رئیس مدرسه پزشکی دانشگاه داک می‌گوید که این کار سریعا می‌تواند منجر به ایجاد درمان‌های پزشکی جدید برای طیف وسیعی از بیماری‌های انسانی باشد. «باور ندارم که چیزی مثل این قبلا وجود داشته است. برای انجام آنچه که می‌خواهید در هر زمانی که بخواهید انجام دهید آن ظاهر می‌شود،» آندرس گفت.  هم آندرس و هم زون تاکید دارند که هینوکیتیول باید راهی طولانی برای تضمین امن بودنش سپری کند تا تضمین شود که افراد و آن موجب تاثیرات جانبی ناخواسته نمی‌شوند.

برک می‌گوید، امیدوار است این پژوهش راه ساخت دیگر داروها برای بازیابی کارکرد پروتئین‌های از دست داده را هموار سازد، او گفت این پژوهش می‌تواند به درمان انواع بیماری اعم از فیبروز کیستیک تا لوپوس کمک کند. در این موارد، داروهایی که کارکرد از دست رفته را بازیابی می‌کنند می‌توانند مانند یک اندام مصنوعی مولکولی کار کنند. «اگر شما دستتان را از دست دادید، حتی یک دستگاه مصنوعی ساده واقعا مفید است،» برک گفت. یک اندام مصنوعی مولکولی ممکن نیست به مانند اصلی به خوبی کار کند، اما آنچه اینجا می‌بینیم ناقصی است که ممکن است به اندازه کافی خوب باشد.

 

دیدگاه‌تان را بنویسید: