تصميم علاجات جديدة يمكنها وقف نمو الخلايا السرطانية

تتمتع الخلايا السرطانية برغبة لا تشبع في الحصول على الطاقة لأنها تتكاثر بسرعة أكبر من الخلايا الطبيعية.

وتختطف الخلايا السرطانية الجشعة العديد من الوظائف الخلوية للعثور على الطاقة والموارد الأخرى واستغلالها، بما في ذلك مجموعة من الإنزيمات التي تساعد الخلايا الطبيعية في الحفاظ على توازن الطاقة.

تسمح هذه الإنزيمات، التي تسمى كينازات الكرياتين (CK)، للخلايا بنقل الطاقة المنتجة في الميتوكوندريا إلى حيث تحتاج إليها في جميع أنحاء الخلية.

تعتمد خلايا السرطان على هذه الآلية لنقل الطاقة للمساعدة في تلبية احتياجاتها الشديدة من الوقود.

وقد سلطت الدراسات التي أجريت على خلايا سرطان الثدي الضوء على أهمية نوع من كينازات الكرياتين يسمى كيناز الكرياتين المتواجد في كل مكان بالميتوكوندريا (uMtCK).

نشر علماء من مركز سانفورد بيرنهام بريبيس ومايو كلينيك نتائج في مجلة Structure تقدم هيكلًا تفصيليًا لبروتين uMtCK البشري وتظهر كيف يتغير هيكله عند ارتباطه بجزيئات تخزين الطاقة الكرياتين أو ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP).

وللتأكد من بنية uMtCK، التقط العلماء صورًا باستخدام المجهر الإلكتروني المبرد (cryo-EM). وتمكن هذه التقنية الباحثين من إنشاء صور ثلاثية الأبعاد للبروتينات وربيطاتها من خلال تقديم ذرات فردية.

علاجات جديدة للسرطان

قد تساعد هذه المخططات العلماء على تصميم علاجات جديدة يمكنها منع الخلايا السرطانية من السيطرة على سلسلة إمداد الخلايا بالطاقة لإبطاء أو إيقاف نمو الورم.

بالإضافة إلى الكشف عن الهياكل ثلاثية الأبعاد لـ uMtCK وكيفية تفاعلها مع اللاعبين الآخرين المشاركين في نقل الطاقة، قام فريق البحث أيضًا باختبار مثبط CK الوحيد المتاح والذي يسمى CKi لتحديد قدرته على مقاطعة نقل الطاقة غير الطبيعي في خلايا سرطان الثدي.

وجد العلماء أن CKi يقلل بنجاح من نمو خلايا سرطان الثدي. ساعدت النتائج والأدوات المستخدمة في هذه الدراسة في التحقق من أن تثبيط المسار يمكن أن يكون فعالًا لعلاج سرطان الثدي.

ومع ذلك، فقد ثبت أن CKi ليس انتقائيًا لـ uMtCK، مما يعني أنه من المرجح أن يوقف العمليات الخلوية الأخرى التي يمكن أن تؤدي إلى سمية عالية.

تشكل المعلومات المقدمة من خلال طرق المجهر الإلكتروني بالتبريد الأساس للفريق التعاوني بين باحثي Mayo Clinic وSanford Burnham Prebys لتصميم وتطوير جزيئات صغيرة جديدة تمنع بشكل انتقائي uMtCK وبالتالي يمكن أن توفر عوامل علاجية أكثر فعالية وأقل سمية.