فرآیندی به نام متاستاز می‌تواند باعث گسترش مرگ آور سرطان شود. پروفسور Jennifer Cochran که نویسنده این مقاله در مجله Nature Chemichal Biology است می‌گوید:
" بیشتر بیمارانی که با سرطان دست و پنجه نرم می‌کنند نمی‌توانند در مقابل فرم متاستاز بیماری مقاومت کنند."
امروزه پزشکان سعی می‌کنند از متاستاز به وسیله شیمی درمانی جلوگیری کنند اما این درمان‌ها متاسفانه کاملا کارآمد نبوده و دارای اثرات جانبی شدیدی است. این گروه از دانشگاه Stanford به دنبال جلوگیری از متاستاز بدون اثرات جانبی و با کمک مهار دو پروتئین Axl و Gas6 می‌باشند.
پروتئین‌های Axl در سطح سلول‌های سرطانی به صورت صاف و میله ای قرار گرفته و در انتظار رسیدن علائم بیوشیمیایی از پروتئین‌های Gas6 می‌باشند. هنگامی که دو پروتئین Gas6 به دو Axl متصل می‌شوند، علامت ایجاد شده سلول‌های سرطانی را برای ترک مکان اصلی غده سرطانی آماده کرده و سلول‌ها با مهاجرت به دیگر اعضای بدن ایجاد غدد جدید سرطانی می‌کنند.
برای جلوگیری از این عمل، پروفسور Cochran از مهندسی پروتئین برای ایجاد نوع بی خطر Axl که مانند یک صیاد عمل می‌کند استفاده کرد. با همکاری پروفسور Amato Giaccia، محققان داروی وریدی این پروتئین صیاد مهندسی شده را به موش‌های دارای سرطان‌های رحم و سینه تهاجمی تزریق کردند. موش‌های گروه سرطان سینه نسبت به گروه بدون درمان، ۷۸ درصد کمتر غدد متاستازی داشتند. موش‌های دارای سرطان رحم نیز هنگام درمان با این پروتئین‌های صیاد مهندسی شده ۹۰ درصد متاستاز کمتری را نشان دادند.
دکتر Giaccia می‌گوید:
" این یک روش درمانی بسیار امیدوار کننده و مثمر ثمر و غیر سمی در آزمایشات پیش از بالین می‌باشد. این روش می‌تواند مسیر تازه ای را برای درمان سرطان ایجاد کند. اما آزمایشات پیش از بالین و جانوری بیشتری باید انجام شود تا تشخیص داده شود این روش در انسان‌ها نیز موثر و بی خطر است."
یکی از دانشمندان این گروه به نام Greg Lemke ، این روش را نمونه بارزی از توانایی مهندسی زیستی برای ابداع روش‌های جدید درمانی برای سرطان متاستازی نامیده است. او می‌افزاید:
" یکی از عوامل مهم در مورد این روش، میل اتصال پروتئین صیاد می‌باشد. این صیاد با تمایل صدها برابر بیشتر نسبت به Axl طبیعی به Gas6 متصل می‌شود. این ترکیب در واقع تمام Gas6 را جذب کرده و از محیط خارج می‌سازد."
تکامل مستقیم
روش این گروه بر این پایه استوار است که تمام فرآیند‌های زیستی از میانکنش پروتئین‌ها مشتق می‌شوند. این مولکول‌ها به صورت قفل و کلید به هم متصل شده و عملکرد‌های یک موجود زنده را موجب می‌شوند. در طبیعت، پروتئین‌ها بیش از میلیون‌ها سال تکامل پیدا کرده اند. اما مهندسان زیستی، روش‌هایی ایجاد کرده اند تا فرآیند تکامل این اجزای ریز را به کمک تکنولوژی به نام تکامل مستقیم سرعت بخشند.
با استفاده از دستورزی ژنتیکی، این گروه میلیون‌ها توالی DNA با تفاوت جزئی ایجاد کردند. هر توالی DNA یک سویه متفاوت Axl را کد می‌کرد. این گروه همچنین تغییرات دیگری نیز اعمال کرد تا پروتئین صیاد مهندسی شده در جریان خون مدت بیشتری باقی بماند و با اتصال قوی تری به Gas6 متصل شود.
دکتر Yu Rebecca Miao انجام آزمایش را بر روی حیوانات طراحی کرد و به همراه دکتر Kariolis، پروتئین Axl ساخته شده را به موش آزمایشگاهی منتقل ساخت. آنها همچنین آزمایشات دیگری نیز طراحی کردند تا مقایسه کنند که جذب Gas6 منجر به متاستاز کمتری می‌شود. دکتر Irimpan Mathews که متخصص کریستالوگرافی پروتئین‌ها می‌باشد نیز برای فهم بهتر نحوه اتصال پروتئین صیاد و Gas6 با این گروه همکاری داشت. کریستالوگرافی پروتئین، میانکنش دو پروتئین را در حالت جامد نگاه می‌دارد و به محققان اجازه می‌دهد تا تصاویری شبیه اشعه X از نحوه اتصال اتم‌های هر پروتئین به یکدیگر تهیه کنند. این تصاویر مشخص کرد که پروتئین Axl مهندسی شده بسیار شدیدتر از پروتئین طبیعی به Gas6 متصل می‌شود.
قدم آتی
سالهای زیادی نیاز است تا مشخص شود این پروتئین درمانی می‌تواند برای درمان سرطان در انسان‌ها به کار رود. مهندسان فرآیند‌های زیستی در ابتدا باید تولید پروتئین صیاد Axl را فرآوری کنند تا مواد خالصی را برای آزمایشات بالینی فراهم سازند. سپس محققان بالینی باید آزمایشات حیوانی بیشتری انجام دهند تا تایید لازم را برای انجام آزمایشات انسانی به دست آورند. این مراحل زمان بر و هزینه بر می‌باشند.
اما نتایج اولیه به دست آمده به وسیله دانشمندان Stanford نشان می‌دهد که این روش می‌تواند به عنوان یک درمان غیر سمی برای مقابله با متاستاز سرطان به کار رود. پروتئین Axl دارای دو پروتئین مشابه به نام‌های Mer و Tyro3 نیز می‌باشد که به وسیله Gas6 فعال شده و منجر به متاستاز می‌شوند. در نتیجه یک پروتئین صیاد می‌تواند فعالیت سه پروتئین هم خانواده را مختل کرده و جلو پیشرفت و متاستاز سرطان را بگیرد.
منبع: Nature Chemichal Biology