فراوری داروی انعقاد خون با روش کشت سلولی در آزمایشگاه - مجله سفرنامه ترکیه

به گزارش خبرنگاران و به نقل از فیز، آنالیز جدیدی که در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو (UC San Diego) صورت گرفته، نشان می دهد که پژوهشگران این دانشگاه، گامی دیگر به سوی قابلیت ساخت هپارین (Heparin) در سلول های کشت شده برداشته اند. هپارین، یک داروی ضد انعقاد خون و بیشترین دارویی است که در بیمارستان ها تجویز می گردد. فراوری هپارین مبتنی بر کشت سلولی در حال حاضر امکان پذیر نیست.

پژوهشگران، یک ژن مهم را در فرآیند زیست ساخت هپارین پیدا کردند. آنها باور دارند که این ژن موسوم به ZNF263 می تواند کلید فراوری صنعتی هپارین باشد. ایده پژوهشگران این است که این ژن با یاری مهندسی ژنتیک، در سلول ها کنترل گردد تا راه را برای فراوری صنعتی هپارین در کشت سلولی فراهم کند.

فراوری هپارین در حال حاضر با نگرانی هایی در خصوص ایمنی و دوام آن همراه است؛ در نتیجه احتیاج به ارائه یک روش جایگزین فراوری هپارین، ضروری به نظر می رسد. این پژوهش، بینش های جدیدی را در خصوص نحوه کنترل ساخت هپارین در سلول ها ارائه می دهد.

تنظیم هپارین

هپارین، یک زیرمجموعه خاص از گروه کربوهیدرات های موسوم به هپاران سولفات (heparan sulfates) است که توسط بسیاری از سلول ها فراوری می شوند اما فراوری هپارین منحصرا در نوع خاصی از گلبول های قرمز خون موسوم به ماست سل (Mast cell) صورت می گیرد. فراوری هپارین در کشت سلولی، تا به امروز موفقیت آمیز نبوده است.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو باور دارند که فراوری هپارین باید تحت کنترل تنظیم نماینده های خاصی موسوم به فاکتور رونویسی (transcription factors) صورت بگیرد که می توانند توانایی منحصر به فرد فراوری هپارین را برای ماست سل ها فراهم نمایند.

از آنجا که تنظیم نماینده های هپارین، ناشناخته بودند، این گروه پژوهشی به سرپرستی جفری اسکو (Jeffrey Esko) و ناثان لویس (Nathan Lewis)، اساتید دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، از یک نرم افزار بیوانفورماتیک برای اسکن ژن هایی استفاده کردند که آنزیم های عامل فراوری هپارین را کدگذاری می نمایند. آنها به طور خاص در جستجوی عناصری بودند که بتوانند محل اتصال را برای فاکتورهای رونویسی معین نمایند. شاید وجود چنین محل اتصالی بتواند ژن مربوط را که با یک پروتئین تنظیم نماینده مطابقت دارد، نشان دهد.

لویس گفت: ما دریافتیم یک توالی DNA که پایداری آن بیش از بقیه است، برای فاکتور رونویسی موسوم به ZNF263 در اولویت قرار گرفته است. اگرچه پیشتر نیز پژوهش هایی در خصوص این تنظیم نماینده ژن صورت گرفته اند اما این نخستین پژوهشی است که به آنالیز آن در فراوری هپارین می پردازد.

پژوهشگران با استفاده از فناوری اصلاح ژن کریسپر توانستند جهشی را در ژن ZNF263 انجام دهند. این جهش، در یک سلول انسانی صورت گرفت که به صورت معمول، هپارین را فراوری نمی نماید. آنها دریافتند هپاران سولفات که این سلول معمولا آن را فراوری می نماید، اکنون از نظر شیمیایی تغییر یافته و واکنشی شبیه به هپارین از خود نشان می دهد.

آزمایش های بیشتر نشان دادند که ZNF263، به بیان دوباره ژن های اصلی می پردازد که در فراوری هپارین نقش دارند. نکته جالب اینجاست که تحلیل داده های مربوط به بیان ژن گلبول های سفید انسان، سرکوب ژن ZNF263 را در ماست سل ها و بازوفیل ها (basophils) که با ماست سل ها در ارتباط هستند، نشان داد. به گفته پژوهشگران، ZNF263 می تواند یک سرکوبگر فعال برای فراوری هپارین در بیشتر سلول ها باشد و ماست سل ها به این دلیل می توانند هپارین فراوری نمایند که ZNF263 در این سلول ها سرکوب شده است.

یافته های این پژوهش می توانند پیامدهای مهمی در حوزه زیست فناوری داشته باشند. این امکان وجود دارد که بتوان سلول هایی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند، به صورت ژنتیکی مهندسی کرد تا ZNF263 در آنها فعال گردد و توانایی فراوری هپارین را به آنها بدهد.

فیلیپ اسپان (Philipp Spahn)، از پژوهشگران این پروژه گفت: تحلیل های بیوانفورماتیک ما نشان می دهند که چندین ژن تنظیم نماینده دیگر وجود دارند که می توانند در فراوری هپارین نقش داشته باشند و موضوع جالبی برای پژوهش بیشتر به شمار می فرایند.

این پژوهش، در مجله PNAS به چاپ رسید.