انقلابی در طراحی دارو با ساخت DNA مصنوعی

شرکت سین‌تورکس به دنبال طراحی و ساخت موفقیت آمیز داروهایی با استفاده از DNA مصنوعی و پروتئین‌هایی است، که شبیه هیچ یک از پروتئین‌های موجود در طبیعت نیستند.

چهار رمز ژنتیکی DNA مصنوعی

چهار رمز ژنتیکی DNA به عنوان کدهای اصلی در طول زندگی فرد منتقل می شوند و یا حداقل مورد استفاده قرار می‌گیرند. شرکت سین‌تورکس ،شرکتی فعال در حوزه بیوتکنولوژی در لاهویا کالیفرنیا ، در حال طراحی باکتری با شش نوع رمز ژنتیکی است. این نوع باکتری از طریق اضافه کردن رمزهای ژنتیکی مصنوعی اکس و وای به رمزهای اصلی آدنین، تیمین، سیتوزین و گوانین طراحی می‌شود و هیچ نوع همتای طبیعی و یا مصنوعی در طبیعت ندارد، از این‌رو می‌توان از آن برای طراحی پروتئین‌های ویژه ای استفاده کرد. این پروتئین‌ها در آینده به عنوان کاندیدی برای ساخت داروهای مسکن جدید، آنتی‌بیوتیک ها و ترکیباتی که سرطان را مورد هدف قرار می دهند، استفاده می شوند.

تاریخچه شرکت سین‌تورکس

این شرکت بر اساس فعالیت یکی از شیمیدانان بنیان‌گذار آن به نام فلوید رومسبرگ، در موسسه تحقیقات اسکریپس در سن‌دیگو تاسیس شد. رومسبرگ بیش از پانزده سال، روی تولید و ساخت کامل یک جفت رمز ژنتیکی DNA مصنوعی ، که به طور متجانس در مکانسیم‌های ژنتیکی کارآرایی داشته باشند ولی خیلی مشابه  رمزهای ژنتیکی طبیعی موجود در سیستم عمل نکنند، تحقیق کرد. در سال ۲۰۱۲ آزمایشگاه رومسبرگ خبر ساخت نوکلئوتیدهای اکس و وای را منتشر کرد و در سال ۲۰۱۴ نشان داد که سلول‌های باکتریایی می توانند ژن های حاوی نوکلئوتید های اکس و وای را تکثیر و آنها را به ژنوم نسل بعد منتقل کنند.

رومسبرگ بیان کرد که مردم همیشه فکر می کنند که تولید و ساخت زندگی پیچیده و بسیار دشوار است. ولی واقعیت این است که زندگی مولکول ها متمایز از روش خاصی است. دو سال پیش کسی از نوکلئوتیدهای اکس و وای برای انجام کارهای مفید استفاده نمی کرد. اما هدف رومسبرگ ساخت داروهای بسیار پیچیده با استفاده از مواد شیمیایی مرسوم بود. او می گوید، من نتوانستم این تحقیق را در آزمایشگاه خودم انجام دهم بنابراین شرکتی را تاسیس کردم که صرفا روی روش عملی نمودن این هدف متمرکز شود. بدین ترتیب شرکت سین تورکس روی کار آمد.

تولید نوکلئوتید‌های اکس و وای توسط این شرکت، نقطه عطفی برای استفاده از آنها در تولید پروتئین‌های جدید است. از نظر تئوری اضافه کردن نوکلئوتید‌های اکس و وای به سلول اجازه می دهد پروتئین‌هایی با ۱۷۲ نوع اسید آمینه مختلف تولید کند، در حالیکه پروتئین‌های طبیعی از بیست نوع اسید آمینه مختلف ساخته می شوند. رومسبرگ بیان می کند: بسیاری از این ۱۷۲ نوع اسید آمینه، غیر ضروری هستند و شیمیدانان دارویی در تولید داروها باید کمتر از این اسید آمینه‌های غیرضروری استفاده کنند.در مورد اسید آمینه‌های مصنوعی دو دیدگاه وجود دارد: دانشمندان می توانند با استفاده از اسید آمینه‌های مصنوعی، پروتئین‌هایی تولید کنند که به سلول هدف خود بهتر متصل شوند، نتیجه آن ساخت داروهای موثرتر و کارآمدتر است. دیدگاه دیگر این است که پروتئین‌ها برای اتصال به سلول هدف خاصی طراحی می شوند به طوریکه از اتصال آنها به هدف های مشابه دیگر جلوگیری می‌شود به این امید که اثرات جانبی خطرناک داروها کاهش یابد.

دیگر پروژه‌های شرکت سین‌تورکس

یکی از این پروژه‌های سین‌تورکس با هدف تبدیل سم عنکبوت به داروی مسکن غیرمخدری و غیر اعتیادآور انجام گرفت. آنتی‌بیوتیک‌ها و داروهای جدید برای درمان اختلالات متابولیکی نیز یکی دیگر از پروژه‌های در دست اقدام این موسسه است. کورت تورنر مدیرعامل سین‌تورکس بیان کرد: تولید انسولین یکی از اهداف بزرگ این موسسه است. در حال حاظر انسولین در باکتری E. Coli تولید می شود ولی باید به صورت روزانه تزریق گردد. استفاده از اسیدآمینه‌های مصنوعی مناسب در داخل مولکول‌های انسولین می تواند نسخه طولانی‌تر و با دوام‌تری از انسولین تولید کند به طوری که بیماران مبتلا به دیابت به جای تزریق روزانه، چند روز یکبار و یا حتی، هفته‌ای یک بار نیاز به تزریق انسولین داشته باشند.

به نظر می رسد چنانچه این تکنولوژی موفقیت‌آمیز باشد، بدون شک انقلابی در میان دانشمندان بر پا می کند. اما تا به حال در میان دانشمندان هیچ انگیزه‌ای برای استفاده از این رمزهای ژنتیکی توسعه یافته و پروتئین‌های ساخته شده با اسید آمینه‌های مصنوعی، ایجاد نشده است. مارک لاجیو زیست شناس فعال در حوزه مصنوعی دانشگاه واشنگتن می‌گوید : باید صادق باشیم این تحقیقات و دیدگاه‌ها، موضوعاتی تخیلی هستند و حتی فکر کردن در مورد استفاده از یک اسید آمینه غیرطبیعی برای برخی از مردم دیوانگی است.

منبع: http://www.fardanama.com