درمان نوین سرطان: هدف‌گیری سیستم انرژی سلول‌های سرطانی با الهام از باکتری‌ها

پژوهشگران دانشگاه ایلینوی شیکاگو (University of Illinois Chicago) با الهام از باکتری‌های ساکن در تومورها، روشی انقلابی برای درمان سرطان توسعه داده‌اند. این رویکرد به جای حمله مستقیم به سلول‌های سرطانی، سیستم تولید انرژی آن‌ها را هدف قرار می‌دهد و نویدبخش درمانی مؤثرتر و با عوارض جانبی کمتر است.

پپتید aurB: سلاحی جدید در برابر سرطان

هسته اصلی این درمان، پپتیدی آزمایشگاهی به نام aurB است که از یک پروتئین باکتریایی مشتق شده است. پس از ورود به سلول‌های سرطانی، aurB میتوکندری‌ها را مختل می‌کند. میتوکندری‌ها ساختارهایی حیاتی درون سلول هستند که انرژی مورد نیاز برای رشد و تکثیر را تولید می‌کنند. با از کار افتادن این «کارخانه‌های انرژی»، سلول‌های سرطانی توانایی رشد و تقسیم سریع خود را از دست می‌دهند.

نتایج این مطالعه که در نشریه Signal Transduction and Targeted Therapy منتشر شده، نشان می‌دهد که این فناوری جدید در مدل‌های سرطان پروستات، به‌ویژه در ترکیب با پرتودرمانی، توانسته است رشد تومور را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.

دکتر تورو یامادا، نویسنده ارشد این تحقیق و استاد بخش‌های جراحی و مهندسی زیست‌پزشکی در دانشگاه ایلینوی شیکاگو، توضیح می‌دهد: «میتوکندری‌ها برای بقای سلول حیاتی هستند و بسیاری از سلول‌های سرطانی به دلیل رشد تهاجمی خود، تعداد و فعالیت میتوکندری بیشتری دارند. همین وابستگی شدید به تولید انرژی، میتوکندری را به هدفی ایده‌آل برای درمان سرطان تبدیل می‌کند.»

الهام از میکروبیوم تومور

دانشمندان سال‌هاست می‌دانند که تومورها میزبان انواع مختلفی از باکتری‌ها هستند و این میکروب‌ها بخشی از ریزمحیط تومور را تشکیل می‌دهند. در سال‌های اخیر، پژوهشگران به این نکته پی برده‌اند که آیا می‌توان از پروتئین‌های تولیدشده توسط این باکتری‌ها برای مقابله با سرطان استفاده کرد یا خیر.

توسعه از یک پروتئین باکتریایی پیشین

آزمایشگاه یامادا پیش‌تر موفق به شناسایی پروتئینی باکتریایی از خانواده کوپردوکسین‌ها شده بود که می‌توانست رشد تومور را سرکوب کند. کوپردوکسین‌ها پروتئین‌های حاوی مس هستند که در انتقال الکترون بین پروتئین‌های مختلف نقش دارند. بر اساس آن پروتئین، دارویی پپتیدی ساخته شد که حتی وارد مطالعات بالینی روی بزرگسالان و تحقیقات مرتبط با سرطان مغز کودکان نیز شد.

با این حال، درمان قبلی وابسته به ژن p53 بود؛ ژنی که نقش مهمی در سرکوب تومورها دارد، اما در بسیاری از سرطان‌ها دچار جهش می‌شود. از آنجا که نوع جهش‌های p53 در سرطان‌های مختلف متفاوت است، اثربخشی درمان نیز در همه بیماران یکسان نبود. همین مسئله پژوهشگران را به سمت یافتن روشی مستقل از p53 سوق داد.

کشف auracyanin و طراحی aurB

در مطالعه جدید، محققان نمونه‌های توموری بیماران مبتلا به سرطان پستان را بررسی و با استفاده از تعیین توالی DNA، باکتری‌های موجود در تومورها را شناسایی کردند. در میان این باکتری‌ها، گونه‌ای جلب توجه کرد که حاوی پروتئینی به نام auracyanin بود؛ پروتئینی مشابه نمونه‌ای که در تحقیقات قبلی مورد استفاده قرار گرفته بود.

دانشمندان با الگوبرداری از این پروتئین، پپتید جدید aurB را طراحی کردند. آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داد که aurB وارد میتوکندری سلول‌های سرطانی می‌شود و به آنزیم ATP synthase متصل می‌شود؛ آنزیمی کلیدی که در تولید ATP، منبع اصلی انرژی سلول، نقش دارد. با مهار این آنزیم، تولید انرژی در سلول سرطانی مختل می‌شود.

نتایج امیدوارکننده و گام‌های بعدی

پژوهشگران این درمان را روی رده‌های سلولی فاقد p53 فعال و همچنین مدل‌های موشی سرطان پروستات مقاوم به هورمون‌درمانی آزمایش کردند. نتایج نشان داد ترکیب aurB با پرتودرمانی استاندارد، رشد تومور را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد، بدون آنکه نشانه آشکاری از سمیت مشاهده شود.

یامادا اعلام کرد: «این ترکیب درمانی اثر پپتید را به‌طور محسوسی تقویت کرده و باعث کوچک شدن چشمگیر تومورها شده است.» او افزود آزمایش‌ها در مدل پیشرفته متاستاز استخوان نیز مهار قابل توجه رشد تومور را نشان داده‌اند.

تیم تحقیقاتی اکنون با حمایت دفتر مدیریت فناوری دانشگاه ایلینوی شیکاگو برای aurB ثبت اختراع انجام داده و در حال بررسی مسیر ورود این درمان به کارآزمایی‌های بالینی انسانی است.

پژوهشگران معتقدند auracyanin تنها یکی از بسیاری پروتئین‌های باکتریایی است که می‌توانند در آینده به داروهای ضدسرطان تبدیل شوند و احتمال می‌دهند دنیای باکتری‌ها هنوز منابع ناشناخته فراوانی برای تولید نسل جدید درمان‌های سرطان در اختیار دانشمندان قرار دهد.