پیشرفتی بزرگ در درمان سرطان، امیدی تازه برای بیماران

پس از نزدیک به نیم قرن تلاش، پژوهشگران موفق به رمزگشایی دقیق ساختار و عملکرد یک سیستم مولکولی درون «راکیزه» یا «میتوکندری»(mitochondria) شدند که مدت‌ها موضوع تحقیقات و نظریه‌پردازی بوده است.

«میتوکندری» یکی از مهم‌ترین اندامک‌های سلولی است که با ساختار دو غشایی خود به عنوان نیروگاه سلول و مرکز «تنفس سلولی» نقش حیاتی در انتقال و تولید انرژی ایفا می‌کند.

بنابر گزارش اس‌تی‌دی، دانشمندان با استفاده از فناوری «میکروسکوپ الکترونی برودتی»، ساختاری کلیدی به شکل قفل‌دار در این حامل مولکولی مشاهده کرده‌اند. این کشف می‌تواند نقشی محوری در درمان بیماری‌هایی مثل «سرطان»، «دیابت» و حتی «ریزش مو» داشته باشد.

پژوهشگران بر این باورند که با تغییر یا مسدود کردن این دروازه مولکولی، می‌توان راهکارهای درمانی جدیدی برای کنترل تولید انرژی سلولی و مقابله با بیماری‌ها ارائه کرد.

شگفتی بزرگ در ساختار مولکولی میتوکندری

بالاخره پس از پنجاه سال، راز یک سیستم مولکولی کوچک که به بدن کمک می‌کند «قند» را به انرژی تبدیل کند، آشکار شد.

دانشمندان واحد «زیست‌شناسی میتوکندری»(Mitochondrial Biology) دانشگاه کمبریج، نحوه عملکرد دقیق این مولکول را مشاهده کرده‌اند. آنها دریافتند که مولکولی به نام «پیرووات» از طریق یک کانال وارد میتوکندری می‌شود. این مولکول که حاصل تجزیه قندها در بدن است، نقشی حیاتی در تولید انرژی دارد.

تصویربرداری از ناشناخته‌ها

این انتقال‌دهنده مولکول «پیرووات» که نخستین بار در سال ۱۹۷۱ مطرح شد، توانسته است با کمک فناوری پیشرفته «میکروسکوپ الکترونی برودتی»، که تا ۱۶۵ هزار برابر بزرگنمایی قابلیت دارد، به‌طور دقیق تجسم شود.

«دکتر سوتیریا تاوولاری»، پژوهشگر ارشد دانشگاه کمبریج، اظهار کرد: قندهای موجود در رژیم غذایی ما منابع اصلی انرژی برای بدن هستند. وقتی این قندها در سلول‌ها تجزیه می‌شوند، مولکول «پیرووات» تولید می‌گردد که برای عملکرد بهینه باید وارد میتوکندری شود.

رمزگشایی فرآیند انتقال مولکولی

«ماکسیمیلیان سیچروفسکی»، دانشجوی دکترا و نویسنده ارشد این پژوهش، اظهار داشت: باوجود سادگی ظاهری، تاکنون مکانیزم دقیق انتقال این مولکول به میتوکندری ناشناخته مانده بود.

وی افزود: با بهره‌گیری از آخرین فناوری «میکروسکوپ الکترونی برودتی»، نه تنها شکل ظاهری حامل این مولکول بلکه نحوه عملکرد دقیق آن را مشاهده کردیم که می‌تواند راه به درمان‌های جدید برای بسیاری از بیماری‌ها باز کند.

مکانیزم قفل و دروازه‌های کانال

«میتوکندری» دارای دو غشا است: غشای بیرونی که پیرووات به‌راحتی از آن عبور می‌کند و غشای داخلی که نسبت به این مولکول نفوذناپذیر است. برای عبور پیرووات، ابتدا دروازه بیرونی حامل باز می‌شود، سپس وقتی مولکول وارد شد، این دروازه بسته و دروازه داخلی باز می‌شود تا مولکول وارد میتوکندری شود.

«پروفسور ادموند کانجی» از «MRC» دانشگاه کمبریج بیان کرد: ساختار این دروازه‌ها بسیار شبیه مکانیسم قفل‌های یک کانال عمل می‌کند و این مولکول‌ها با باز و بسته شدن دروازه‌ها به میتوکندری راه می‌یابند.

یافتن یک هدف درمانی جدید

با توجه به نقش کلیدی این حامل در کنترل انرژی میتوکندری، مسدود کردن یا تغییر عملکرد آن می‌تواند گامی نوین در درمان بیماری‌هایی مانند دیابت، سرطان‌های مختلف، بیماری کبد چرب، بیماری پارکینسون و حتی ریزش مو باشد.

بدن ما می‌تواند انرژی خود را از منابع دیگری همچون چربی‌ها یا پروتئین‌ها تأمین کند. بنابراین، مسدودکردن حامل پیرووات می‌تواند سلول‌ها را به جستجوی منابع انرژی دیگر وادار کند.

گرسنگی سلول‌های سرطانی و رشد مو

برخی از سلول‌های توموری وابسته به بازیافت مولکول «پیرووات» هستند، مانند انواع خاص سرطان پروستات. این سلول‌ها بیشتر «پیرووات» مصرف می‌کنند تا تغذیه کافی داشته باشند. بنابراین مسدود کردن این حامل می‌تواند منابع انرژی آنها را قطع و موجب نابودی‌شان شود.

به علاوه، تحقیقات قبلی نشان داده که مهار این حامل مولکولی شاید بتواند ریزش مو را معکوس کرده و باعث فعال‌سازی رشد مو شود.

توسعه دارو بر اساس نقشه مولکولی

پروفسور «کانجی» گفت: داروهایی که عملکرد حامل را تغییر می‌دهند می‌توانند نحوه عملکرد میتوکندری را تغییر دهند. استفاده از «میکروسکوپ الکترونی» امکان مشاهده دقیق نحوه اتصال داروها به این حامل و مسدود کردن آن را فراهم کرده است.

وی افزود: این فناوری فرصت‌های جدیدی برای طراحی داروهای هدفمندتر ایجاد می‌کند که براساس نقشه ساخت مولکولی طراحی شده باشند.

این تحقیق معتبر در مجله Science Advances منتشر شده است.