تمكن علماء معهد وايزمان من فك رموز بنية الإنزيم الذي يسبب مرض غوشيه

وتمكن علماء معهد وايزمان من فك رموز البنية المكانية ثلاثية الأبعاد
للإنزيم الذي تسبب طفراته مرض غوشيه

معهد وايزمان

الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/weitzmangoshe.html

وسيمكن هذا الاكتشاف من التخطيط لأنواع مختلفة من الأدوية الفعالة لعلاج المرض الوراثي الذي يعاني منه اليهود الأشكناز بشكل رئيسي.

قام فريق متعدد التخصصات من العلماء من معهد وايزمان للعلوم مؤخرًا بفك البنية المكانية ثلاثية الأبعاد لإنزيم الجلوكوسيريبروسيدات. بعض الطفرات التي تحدث في هذا الإنزيم هي سبب مرض جوشر، وهو مرض وراثي يهاجم بشكل رئيسي اليهود الأشكناز. وقد يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطوير عدة أنواع من الأدوية الفعالة لعلاج المرض.

تم اكتشاف مرض غوشيه في عام 1882 من قبل الطبيب الفرنسي فيليب غوشيه. ومن علامات المرض تورم وتضخم الطحال والكبد، إلى درجة إضعاف وظائفهما. وفي نسخة نادرة نسبيًا من المرض، يؤثر أيضًا على الدماغ. في العشرينات أصبح من الواضح أن سبب المرض هو التراكم المفرط لجزيئات شبيهة بالدهون تسمى الدهون من نوع الجلوكوزيلسيراميد. وفي الستينيات، أصبح من الواضح أن سبب تراكم الدهون هو خلل في إنزيم معين، والذي يتمثل دوره في تفكيك الدهون والتحكم في كميتها. وفي الثمانينات تم اكتشاف الجين المسؤول عن إنتاج الإنزيم المتحلل، وتبين أن الطفرات التي تحدث في هذا الجين هي التي تسبب تلف وظيفة الإنزيم، وبالتالي تسبب مرض غوشيه. في أوائل التسعينيات، بدأت شركة جينزايم من الولايات المتحدة الأمريكية بإنتاج الإنزيم الطبيعي من المشيمة، ثم طورت طريقة لإنتاجه باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية، في مزارع الخلايا، واليوم يتم علاج الآلاف من المرضى المصابين بمرض جوشر حقن إنزيم طبيعي يتم إنتاجه بهذه الطريقة، ويسمى "العلاج بالإنزيم البديل" أو اختصاراً ERT، وتتراوح تكلفة العلاج بهذه التقنية بين 20 و60 ألف دولار سنوياً إن أهمية الإمكانية التي تظهر من البحث الحالي لعلماء معهد وايزمان لتطوير أنواع مختلفة من الأدوية الفعالة لهذا المرض واضحة.

وضم فريق العلماء من معهد وايزمان، الذي شرع في فك بنية الإنزيم الذي تسبب طفراته المرض، البروفيسور توني فوتيرمان من قسم الكيمياء البيولوجية، والبروفيسور يوئيل سوسمان من قسم البيولوجيا الهيكلية، والبروفيسور. إسرائيل سيلمان من قسم علم الأعصاب. وشاركت في الدراسة أيضًا الدكتورة ميخال هرئيل، وليلي توكر، وطالبة البحث هاي دفير، وجميعهم من معهد وايزمان للعلوم.
ومن أجل فك البنية المكانية ثلاثية الأبعاد للإنزيم، يجب إنتاج بلورات منه. لقد حاول العديد من العلماء، في جميع أنحاء العالم، منذ عقد من الزمن مواجهة هذا التحدي. وقد حاول علماء المعهد - بل ونجحوا مؤخرًا - حل هذه المشكلة عن طريق تقصير معين لأغصان السكر التي تشكل جزءًا من الإنزيم.

وبعد أن نجحوا في تصنيع الإنزيم، استخدم الباحثون تقنية بحث تسمى علم البلورات بالأشعة السينية. وبهذه الطريقة يتم تشعيع البلورات بالأشعة السينية، ومن خلال قياس الإشعاع المنبعث من البلورة يمكن التعرف على البنية المكانية ثلاثية الأبعاد للجزيئات
التي تشكلها. في هذه الحالة، استخدم الباحثون الإشعاع الصادر من السنكروترون، وهو معجل خاص ينتج الأشعة السينية، وتمت العملية في السنكروترون الأوروبي - ESRF - في غرونوبل بفرنسا (إسرائيل عضو كامل العضوية في المنظمة التي تعمل هذا المرفق).

إن اكتشاف بنية الإنزيم الطبيعي قد يؤدي إلى تطوير أدوية مختلفة لعلاج مرض غوشيه. أولاً، قد تساعد هذه المعلومات في تصميم إنزيم أكثر فعالية سيتم حقنه في المرضى واستبدال جزيئات الإنزيمات المعيبة في أجسامهم. ويتعلق الأمر بتحسين كفاءة الإنزيم مقارنة بالإنزيم البديل الذي يستخدم حاليًا كدواء لعلاج المرضى الذين يعانون من مرض جوشر. هذه طريقة ERT تمت الموافقة عليها بالفعل من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، وبالتالي يبدو أنها قد تكون بديلاً مؤقتًا فعالاً حتى يتم تطوير علاج جيني للمرض في المستقبل البعيد ( وكما نعلم فإن محاولات تطوير العلاجات الجينية واجهت صعوبات في الآونة الأخيرة). وهناك نوع آخر من الأدوية التي يمكن تطويرها بفضل البحث الجديد، وهو تصميم جزيئات صغيرة من شأنها أن تكمل الإنزيمات التالفة في جسم المريض، وتعيدها. للتشغيل العادي.

قدمت شركة "Yeda"، التي تعمل في مجال ترويج التطبيقات الصناعية بناءً على نتائج الأبحاث التي أجراها علماء معهد وايزمان للعلوم، طلبًا لتسجيل براءات اختراع للاستخدامات الطبية لهذه النتائج.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~545432599~~~140&SiteName=hayadan