مشروع يقوده نبراسكا يفحص الحليب كمقاتل محتمل للسرطان

في مجال الرعاية الصحية ، ربما لا توجد كلمة تبعث برسالة تقشعر لها الأبدان أكثر من “السرطان”. أثبتت أورام الدماغ ، على سبيل المثال ، أنها مقاومة بشكل خاص للعلاجات الحالية. يعيش 5٪ فقط من المرضى الذين يعانون من هذه الحالة لأكثر من ثلاث سنوات ومتوسط ​​فترة البقاء على قيد الحياة هو 10 إلى 14 شهرًا.

يانوس زيمبليني ، أستاذ التغذية وعلوم الصحة ، وزملاؤه يتابعون طريقة لاستخدام الحليب لتوصيل محاربي السرطان إلى الدماغ. تلقى المشروع مؤخرًا دعمًا بقيمة 630.00 دولارًا من وزارة الزراعة الأمريكية. © جامعة الاتصالات | جامعة نبراسكا – لينكولن

لكن مشروعًا بحثيًا مبتكرًا من قبل علماء جامعة نبراسكا لينكولن يوفر إمكانية تحقيق اختراق. في مشروع ممول فيدراليًا ، يتابع جانوس زيمبليني ، الأستاذ بقسم التغذية والعلوم الصحية ، وزملاؤه هوسكر طريقة مدهشة لاستخدام الحليب كوسيلة لتوصيل علاجات مكافحة السرطان إلى الدماغ.

المفهوم ليس خياليًا كما قد يبدو – إنه مبني على العلم الحديث. تظهر النتائج الأولية في السنوات الأخيرة أنه من الممكن التلاعب بالوظيفة الجينية للجسم لتقليل نمو الأنسجة ، بما في ذلك الأورام السرطانية. يحقق العلماء هذه النتيجة من خلال توجيه نوع من منظم الجينات المعروف باسم siRNAs إلى الأنسجة المستهدفة. الإشارات الجينية التي تحملها siRNAs تغلق الوظيفة الجينية التي تمكن من نمو الأنسجة الجديدة.

لكن تحويل هذه النتيجة الأولية إلى علاج طبي فعال واجه عقبات. حتى الآن ، لم يتمكن العلماء من إيجاد طريقة فعالة لإيصال الجينات باستمرار إلى المنطقة المستهدفة وبكميات كافية.

اتضح أن الحليب يوفر فرصة جيدة لحل المشكلة. أظهر بحث حديث أن البشر يمتصون siRNAs من خلال الطعام. ووجد زيمبليني أن الحليب يتميز بقدرته القوية ، بمجرد تناوله ، على مساعدة الجينات على التراكم بشكل طبيعي في الدماغ.

في مشروعهم ، سيقوم باحثو Husker بصقل التقنيات التي تركز على الحليب لتوصيل الجينات بشكل فعال. على وجه التحديد ، سيستخدم المشروع جينات siRNA المنقولة بالحليب لإيقاف وظيفة نمو الجين المعروف باسم IDH1 ، والذي تؤدي طفراته إلى أورام المخ. وقال زيمبليني ، أستاذ التغذية الجزيئية ويلا كاثر ومدير مركز نبراسكا للوقاية من أمراض السمنة ، إن البحث يوفر أيضًا الأمل في معالجة التشوهات الجينية النادرة المتمركزة حول الدماغ والتي تؤثر على الأطفال الصغار.

وقدمت وزارة الزراعة الأمريكية منحة قدرها 630 ألف دولار لدعم المشروع. سيقود Zempleni البحث ، بالتعاون مع Forrest Kievit ، الأستاذ المساعد في هندسة النظم البيولوجية ، و Jiantao Guo ، الأستاذ المساعد في الكيمياء. منح المعهد الوطني للأغذية والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية المنحة.

إن الإمكانات طويلة المدى لهذا العلم “هائلة. قال Zempleni ، زميل الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم والحائز على جائزة Omtvedt للابتكار من معهد الموارد الزراعية والطبيعية لعام 2015 ، “لم يتحقق ذلك على الإطلاق على الإطلاق”.

سيستخدم Zempleni وزملاؤه العلوم الوراثية والكيمياء لتحميل exosomes ، وهي جسيمات نانوية طبيعية في الحليب ، بمواد علاجية بما في ذلك siRNAs. سيتطلب تحميل المواد على exosomes حليب البقر أولاً تعديل البقرة وراثيًا ، وهي مهمة صعبة للغاية. لذلك ، سيقوم الباحثون بدلاً من ذلك بزراعة خلايا MAC-T (مماثلة في التركيب الجيني لخلايا حليب البقر) في المختبر لإنتاج exosomes ، ثم توجيهها إلى أورام المخ في الفئران.

يهدف الباحثون إلى تطوير تقنيات تحقق هدفين: الوصول الفعال والمتسق للـ siRNAs إلى الأورام وتراكم جزيئات siRNA بكميات كافية لتقليل نمو الورم.

إذا أثبتت هذه التقنية أنها قابلة للتطبيق ، فستكون هناك حاجة إلى إنتاج واسع النطاق من exosomes لتلبية طلب المريض في العالم الحقيقي. يمكن أن توفر الثقافات المعملية حجمًا صغيرًا فقط من exosomes. على النقيض من ذلك ، يمكن للبقرة أن توفر عددًا كبيرًا من خلال حليبها.

لذلك ، يهدف باحثو Husker ، على المدى الطويل ، إلى اتخاذ خطوة كبيرة إذا وصلت أبحاثهم الحالية إلى أهداف توصيل الجينات: سوف يسعون إلى تطوير بقرة معدلة وراثيًا.

كتب زيمبليني أن مثل هذه البقرة من شأنها أن تفرز “إكسوسومات الحليب التي تساعد على إيصال الحد الأقصى من علاجات الحمض النووي الريبي لأورام الدماغ لدى مرضى السرطان البشريين”.

صناعة الأدوية تستخدم بالفعل هذا المفهوم العام. يُعرف باسم الصيد الحيوي ، أي استخدام الحيوانات في إنتاج العلاجات الطبية. عقار أترين ، المستخدم لمنع تجلط الدم في المرضى الذين يعانون من مرض نادر ، مشتق من حليب الماعز المعدل وراثيا.

قال زيمبليني: “باستخدام تقنيتنا ، يمكنك في الواقع استخدام إكسوسومات الحليب هذه ، وإرفاق الميزة المناسبة وتقديم العلاج للأشخاص الذين يعانون من هذه الأمراض النادرة”. “أعتقد أن هذا يمكن أن يغير قواعد اللعبة بشكل كبير إذا حصلنا على وكالة تمويل لتحمل مخاطر تطوير هذه الحيوانات. هذه مهمة صعبة. باستخدام خلايا MAC-T ، يكون الأمر سهلاً نسبيًا ، ولكن أخذ هذا إلى الماشية أو الماعز أو البقرة ، فهذا أمر معقد للغاية “.

كانت أبحاث هوسكر رائدة في تحديد أهمية الحليب كآلية محتملة لتوصيل الجينات. في عام 2014 ، اقترح سكوت باير – مرشح الدكتوراه في مختبر زيمبليني – مشروعًا بحثيًا أوليًا حول هذا الموضوع ، وبلغ ذروته في ورقة مجلة التغذية التي شارك في تأليفها مع زيمبليني وزملاؤه هوسكر الآخرين. تم الاستشهاد بالمقالة منذ ذلك الحين أكاديميًا ما يقرب من 300 مرة. حصل باير على درجة الدكتوراه في علوم التغذية من ولاية نبراسكا في عام 2015 وهو الآن مدير أول للاستراتيجية الطبية في مجموعة فانيام ، وهي شركة تركز على علاجات السرطان التحويلية في دالاس.

بدأ طريق زيمبليني إلى الاستكشاف العلمي لعلم الوراثة والأغذية في سنوات مراهقته في موطنه ألمانيا.

قال: “لقد أحببت علم الأحياء ولكن في ذلك العمر ، كنت أحب الذهاب للصيد – كنت مهتمًا جدًا بكل هذه الأنواع المحلية من الأسماك من ألمانيا”.

في السنوات التالية ، توسعت اهتماماته ، وتحولت تدريجيًا “من الأسماك إلى علم الأحياء إلى العلم”.

قال: “كنت ممزقة بين الكيمياء الحيوية أو علم التغذية”. “أعتقد بعد فوات الأوان أنني اتخذت القرار الصحيح بالذهاب مع علوم التغذية. إنه نهج شامل للغاية ، وقد سمح لي بالتعمق في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية. لذلك ، أعتقد أنني حصلت على أفضل ما في العالمين “.

مقدمة من جامعة نبراسكا – لينكولن

Leave a Comment