ساخت کاوشگر مولکولی برای رهگیری دارو در بدن

توسعه روش‌های درمان دارویی دشوار است، معمولا پزشکان می‌دانند که یک داروی خاص می‌تواند عملکردهای خاصی در بدن داشته باشد، اما ممکن است آن‌ها از چگونگی عملکرد آن ترکیب اطلاع نداشته باشند. محققان دانشگاه کشاورزی و فناوری توکیو (TUAT) برای درک بهتر مکانیسم‌های مولکولی این برهم‌کنش‌ها، روش جدید و ساده‌ای را ارائه کردند.

نتایج این پروژه در نشریه Organic & Biomolecular Chemistry به چاپ رسیده است.

کائوری ساکورایی، دانشیار گروه زیست‌فناوری می‌گوید: ما روش جدیدی مبتنی بر نانوذرات طلا برای شناسایی هدف مولکول‌های کوچک فعال ارائه کردیم که روش‌های دشوار فعلی را ساده می‌کند. با این راهبرد می‌توانیم به سرعت از چگونگی فعالیت این مولکول‌ها مطلع شویم.

مولکول‌های کوچک زیست فعال، ترکیبات شیمیایی مانند دارو هستند که می‌توانند به راحتی به سلول‌های بدن منتقل شده و با آنها برهم‌کنش داشته باشند. این مولکول‌ها با اتصال به پروتئین‌های خاص می‌توانند یک فرآیند زیستی را متوقف کرده یا عملکرد آن را تقویت ‌کنند.

به‌عنوان مثال، مولکول‌های کوچک فعال زیستی موجود در یک ماده ضدسرطانی با یک پروتئین در سلول‌های سرطانی پیوند می‌خورند تا از رشد کنترل نشده آنها جلوگیری کنند. آنها حتی می‌توانند سلول‌های سرطانی را فریب دهند تا منجر به مرگ برنامه‌ریزی شده سلول شود.

اما چالش مهم این است که معمولا مشخص نیست که کدام پروتئین‌ها مورد هدف قرار می‌گیرند یا آیا پروتئین‌های دیگری نیز مورد هدف قرار گرفته‌اند، کاری که به‌طور بالقوه می‌توانند عوارض جانبی ناخواسته ایجاد کنند.

پژوهشگران می‌توانند با استفاده از فناوری موسوم به برچسب‌گذاری فتوآفینیتی، پروتئین‌های هدف را مشخص کرده، بلافاصله برچسب گذاری و آنها را شناسایی نمایند. با این حال، برچسب‌گذاری فتوآفینیتی به زمان و منابع گسترده‌ای برای تولید برچسب خاص، اطمینان از اتصال آن به هدف مناسب در سلول و سپس خالص‌سازی پروتئین هدف برچسب خورده، نیاز دارد.

ساکورایی می‌گوید: برچسب‌گذاری فتوآفینیتی رویکردی قدرتمند برای کشف پروتئین‌های کوچک هدف است. با این حال، استفاده از آن معمولا توسط چندین مسئله، از جمله برچسب زدن ناکارآمد پروتئین و خالص‌سازی و مشکلات فنی با محدودیت‌هایی مواجه است.

تیم ساکورایی پیش از این با استفاده از نانوذره طلا به‌عنوان داربست مدولار که می‌توان روی آن یک کاوشگر خاص طراحی کرد، برای رفع این مسئله راه حلی ارائه دادند.

به گفته کانا موری، یکی از نویسندگان مقاله مربوط به این فناوری، از آنجایی که نانوذرات طلا دارای سطوحی هستند که می‌توانند قطعات مدولار را در خود نگه دارند، محققان با ترکیبی از بلوک‌های ساختمانی می‌توانند یک ساختار از پیش‌تعیین شده را به‌عنوان کاوشگر بسازند.

موری افزود: کاوشگرهای فتوآفینیتی را می‌توان به راحتی از پیش‌سازهای کاوشگر تهیه کرد، که برای این کار باید سه نوع بلوک ساختمانی به هم متصل شود.

طبق گزارش روز دوشنبه ستاد توسعه فناوری نانو، مولکول کوچک ساخته شده، حتی پس از اتصال به نانوذره، هم به‌عنوان یک مولکول اصلی رفتار می‌کند که به‌طور طبیعی به یک پروتئین متصل می‌شود و هم به‌عنوان کاوشگر عمل می‌کند.

در مرحله بعدی، محققان قصد دارند با استفاده از این کاوشگر نانوذرات طلا برای مطالعات شناسایی هدف در سلول‌های زنده استفاده کنند.