العلماء يكشفون البنية المجهرية لبروتين رئيسي يتحكم في الالتهاب

تمكن العلماء من رؤية البنية الذرية المفصلة لبروتينين مهمين في الجسم البشري، بفضل تقنيات التصوير المتقدمة المستخدمة في مركز جامعة سينسيناتي لعلم الأحياء البنيوي المتقدم، ويُتوقع أن يُحدث هذا الكشف طفرة كبيرة في تطوير علاجات تستهدف هذه البروتينات بدقة.
- الفريق البحثي والنتائج المنشورة
نُشرت الدراسة في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)، وأعدّها فريق من علماء الأحياء البنيوية في جامعة سينسيناتي بقيادة الدكتور توم سيغار، أستاذ مساعد في قسم العلوم الجزيئية والخلوية بكلية الطب، والحاصل على لقب "عالِم بارز في أوهايو".
أول مؤلفين للدراسة هما الدكتور جو ماسياج، الباحث في مختبر سيغار، والطالب الباحث كونر سلون.
- كيف يعمل الإنزيم ADAM17 وما علاقته بالأمراض؟
ركزت الدراسة على إنزيم ADAM17، الذي يُعد عنصراً محورياً في تنظيم الاستجابة المناعية ونمو الخلايا، حيث يرتبط اختلاله المزمن بأمراض خطيرة مثل:
التهاب المفاصل الروماتويدي
السرطان
كوفيد-19
باستخدام المجهر الإلكتروني بالتبريد (Cryo-EM)، تمكن الفريق من تصوير تفاعل ADAM17 مع بروتين منظم يُدعى iRhom2. وقد حددوا السمات الهيكلية الأساسية التي تتحكم في وظيفة الإنزيم، بما في ذلك موقع التفاعل الحاسم الذي يُحدد كيفية معالجة البروتينات داخل الخلية.
- استهداف أكثر دقة: iRhom2 بوابة لعلاج الالتهاب بأقل آثار جانبية
أوضح الباحث ماسياج أن الاستجابات المناعية المفرطة التي يُسببها ADAM17 في بعض الأمراض، مثل السرطان، تُعالج أحيانًا بأدوية تُسبب آثاراً جانبية تفوق ضرر المرض نفسه.
وأضاف أن الفريق يبحث في استهداف iRhom2 كوسيلة أكثر دقة للعلاج، وقد تمكنوا من تحديد جزء هيكلي فريد داخل هذا البروتين يُعرف باسم "حلقة إعادة الدخول"، التي تلعب دوراً رئيسياً في إرسال الإشارات من داخل الخلية إلى خارجها، ما يُعد اكتشافاً غير مسبوق.
- البعد الإنساني: نحو علاجات موجهة بدقة لحالات التهابية معقدة
أكد الدكتور سيغار أن هذا الاكتشاف ليس مجرد تقدم علمي نظري، بل خطوة تمهيدية لتصميم أدوية جديدة تستهدف أمراضًا التهابية معقدة.
"هذه الدراسة تمثل أساسًا لتطوير علاجات جديدة تستهدف إنزيم ADAM17، ما يفتح المجال لاستراتيجيات علاجية جديدة للأمراض المزمنة."
- منجزات مركز الأبحاث: تقنية التصوير تُغير قواعد اللعبة
يشكل هذا الاكتشاف أول إنجاز بنيوي من مركز جامعة سينسيناتي لعلم الأحياء البنيوي المتقدم، الذي تأسس عام 2022. ويتميز المركز بتوفيره مجهر إلكتروني متقدم يُستخدم لتصوير الجزيئات دون الحاجة لمغادرة الحرم الجامعي.
كما استفاد الفريق من مركز الحوسبة البحثية المتقدمة (ARC) في الجامعة لمعالجة البيانات وبناء نموذج ثلاثي الأبعاد لبنية الإنزيم ADAM17 مع البروتين المنظم iRhom2.
- الخطوة التالية: استكشاف أدق للبروتينات المنظمة
أشار الباحث كونر سلون إلى أن الفريق يخطط لدراسة بروتين iRhom2 بمزيد من التعمق. "هذه البروتينات التكيفية لم تُفهم جيدًا حتى الآن. بحثنا سيسعى لفهمها بدقة، ونحن نطمح إلى التحكم بها للسيطرة على حالات مرضية متعددة."

المصدر:   موقع University of Cincinnati