مبارزه با سل
بیماری سل یکی از 10 علت اصلی مرگ در سراسر جهان است. تقریبا 2 میلیون نفر از این بیماری عفونی هر ساله جان میدهند و حدود 2 میلیارد نفر از آنها به طور مداوم آلوده هستند. تنها واکسنی که تقریبا 100 سال پیش توسعه یافت، حفاظت محدودی را ارائه می دهد و بیماران به طور فزاینده ای به داروهای موجود مقاوم می شوند.
با وجود این تاثیر قابل توجه در بشر، خیلی کم در مورد چگونگی توسعه و گسترش سل در بدن شناخته شده است.
یک گروه از محققان از موسسات گلاسنتون، UC سانفرانسیسکو (UCSF) و UC Berkeley از رویکرد سیستماتیک استفاده کردند تا دید کاملا جدیدی در مورد شیوع بیماری سل برای افراد ایجاد شود. مطالعه آنها، که در مجله علمی Molecular Cell منتشر شده، کشف تعامل بین سل و پروتئین های انسانی است که می تواند روشی جدید برای مبارزه با عفونت ارائه دهد.
“Nevan J. Krogan، PhD، محقق ارشد موسسات و مدیر موسسه Quantitative Biosciences در UCSF، گفت:” با درک بهتر مکانیزم های استفاده شده توسط سل برای اختلال در پاسخ ایمنی ما، در نهایت می توانیم راهکارهای واکسن را بهینه سازی کنیم و همچنین روش های کشف آنتی بیوتیک ها را بهبود بخشیم. “
راه جدید برای مبارزه
بیماری سل یک بیماری پیچیده است، که توسط باکتری هایی که از 4000 ژن تشکیل شده اند، نسبت به ویروس هایی که به طور کلی 10 یا 15 ژن دارند، ایجاد می شود. در طی عفونت، این ژن ها تقریبا 100 پروتئین درون سلول های انسانی تولید می کنند. اما تا به حال، دانشمندان عملا چیزی در مورد آنچه که این پروتئین ها در بدن انجام می دهند چیزی نمی دانند.
Krogan همراه با همکارش دکتر Jeffery S. Cox، از دانشگاه برکلی کلمبیا، روش روانشناختی جرمی را برای شناسایی تعاملات بین پروتئین های سل و پروتئین های انسانی مورد استفاده قرار داد.
Cox، استاد زیست شناسی مولکولی و سلولی و مدیر مرکز بیماری های در حال ظهور و نادیده گرفته شده در دانشگاه برکلی، گفت: “این اولین بار است که این رویکرد برای سل، به کار برده شد. “اساسا، این تکنولوژی با قرار دادن یک قلاب در پروتئین های سل، کار می کند. هنگامی که ما آنها را از سلول های انسانی می گیریم، پروتئین های انسانی که به آنها متصل هستند با آنها می آیند، بنابراین ما می توانیم ببینیم که با آنها ارتباط برقرار می کنیم.”
با استفاده از این روش، گروهی از دانشمندان 34 پروتئین سل را تشکیل دادند که چندین مورد قبل مورد مطالعه قرار گرفته بود.
Krogan که پروفسور دارویی سلولی و مولکولی در UCSF است، گفت: “ما 187 فعل و انفعالات (تداخل) بین پروتئین های سل و پروتئین های انسانی یافتیم.” “هر یک از این ارتباط ها در نهایت می تواند یک هدف دارویی باشد – یک راه جدید برای مبارزه با سل.”
یک ارتباط به هر دو عفونت باکتری و ویروسی پاسخ میدهد
پس از کشف اولیه، Krogan و Cox توجه خود را بر روی یک ارتباط خاص متمرکز کردند. آنها تعامل فیزیکی پروتئین CBL انسان و پروتئین سلولی LpqN را مورد مطالعه قرار دادند.
آنها نشان دادند که وقتی پروتئین LpqN را حذف می کنند، سلول ها نمی توانند سلول های انسانی را نیز آلوده کنند. با این حال، هنگامی که پروتئین CBL نیز حذف می شود، عفونت سل می تواند رشد منظم خود را از سر بگیرد. این نشان می دهد که CBL در محدود کردن عفونت های باکتری نقش دارد.
“جالب توجه است، ما کشف کردیم که وقتی CBL برداشته می شود، سلول ها همچنین به بیماری های ویروسی مانند herpes مقاوم تر می شوند.” “ما معتقدیم که CBL به عنوان یک سوئیچ برای تغییر بین پاسخ های ضد باکتری و ضد ویروسی در سلول عمل می کند. به همین دلیل مهم است که تعاملات بین پروتئین ها را به شیوه ای بی نظیر بررسی کنیم؛ شما هرگز نمی دانید که چه چیزی را پیدا خواهید کرد”.
یک دیدگاه جامع از مشکلات پیچیده
با مطالعه نحوه همکاری پروتئین ها و همکاری با یکدیگر، دانشمندان می توانند پروتئین ها را روی مسیر ها نشان دهند و ارتباطات غیر منتظره را پیدا کنند. سپس آنها می توانند با هم ارتباطات پروتئین را در بسیاری از پاتوژن ها تشخیص دهند و شباهت ها را شناسایی کنند.
برای این منظور، Krogan و Cox به تازگی برنامه ابتکاری نقشه برداری پاتوژن را با محققان گلاادون، UCSF، UC Berkeley و UC San Diego بنیان گذاری کرده اند. از طریق این ابتکار، آنها شبکه های ژنی و پروتئینی را که در معرض بیماری عفونی قرار می گیرند، به طور جامع نقشه برداری می کنند و فن آوری هایی را برای هدایت درمان های جدید و هدفمند طراحی می کنند.
این دو دانشمند همچنین در سال 2017 برنامه تحقیقاتی در مورد بیماری ویروسی و عفونی BioFulcrum را در گلدستون امتحان کردند. هدف این برنامه، توسعه درمان های Host-directed است.
Krogan گفت:” اکثر روش های مبارزه با عفونت در حال حاضر ویروس یا باکتری را هدف قرار می دهند. ” اما ویروس ها و باکتری ها به سرعت تغییر می کنند و مقاومت در برابر درمان های موجود را توسعه می دهند. در عوض، ما می خواهیم پروتئین های میزبان انسانی را در مسیرهای مشترک قرار دهیم. این به ما اجازه می دهد تا درمان هایی را انجام دهیم که از یک داروی واحد برای درمان بیماری های مختلف استفاده کنند. “
دانشمندان قبلا مسیرهای ربوده شده در سلول های انسانی را شناسایی کرده اند. به عنوان مثال، ژن های انسان ربوده شده توسط سل، ژن های مشابه جهش یافته در بسیاری از بیماری های دیگر، از جمله سرطان و اوتیسم هستند.
Krogan افزود، “این در مورد پیدا کردن پاشنه آشیل سلول است، و هدف قرار دادن آن برای مبارزه با بسیاری از بیماری ها به یکباره می باشد.”
