برهم‌کنش فلزات با DNA چگونه است؟

از دو دهه پیش، داروهای حاوی فلز با موفقیت برای مبارزه علیه انواعی از سرطان به کار رفته‌اند. کمبود دانش دربارۀ مکانیسم‌های مولکولی اساسی، جستجو برای عوامل شیمی‌درمانی جدید و موثرتر را با کندی مواجه ساخته است. گروهی بین‌المللی از دانشمندان به رهبری لتیسیا گنزالز از دانشگاه وین و جاسینتو سا از دانشگاه اوپسالا پروتوکلی را توسعه داده‌اند که قادر است چگونگی برهم‌کنش داروهای فلزمحور با DNA را شناسایی کند.

برای مبارزه با سرطان هر ساله هزاران مادۀ شیمیایی برای اثرات بالقوه شان بر سلول‌های سرطانی آزمایش می‌شوند. وقتی ترکیبی یافت می‌شود که قادر است مانع از رشد سلول‌های سرطانی شود، چندین سال طول می‌کشد تا دارو پذیرفته شود و بتوان آن را برای بیماران استعمال کرد. روشن‌سازی مسیرهای مختلفی که یک دارو درون سلول‌های انسان طی می‌کند – برای پیش‌بینی عوارض جانبی احتمالی – معمولا نیازمند آزمایش‌های دقیقِ سخت و زمان‌بر است.

تیم‌های لتیسیا گنزالز از دانشکدۀ شیمی دانشگاه وین و جاسینتو سا از دانشگاه اوپسالا پروتوکلی را توسعه داده‌اند که قادر است با دقت بالا تشخیص دهد که چگونه، کجا و چرا یک دارو با زیست‌مولکول‌های یک ارگانیسم برهم‌کنش می‌نماید. گنزالز توضیح می‌دهد که "در قدم اول، با استفاده از پراش پرتو پرانرژی X از سینکروترون نسل سوم چشمۀ نور سوئیس، محل پیوند مطلوب دارو درون سلول شناسایی شد". در گام دوم شبیه‌سازی‌های نظری پیشرفته در ابررایانۀ "Vienna Scientific Cluster" انجام شده و اینکه چرا داروی مذکور آن مکان خاص را ترجیح می‌دهد تفسیر شد.

شبیه‌سازی کامپیوتری محل دقیق Pt103 را در DNA نشان می‌دهد. 

داروی Pt103 ترجیحا به نوکئوتید آدنین‌دار حمله می‌کند. 

دانشمندان این پروتوکل را برای داروی Pt103 به کار برده‌اند، که می‌دانیم خواص سیتوتوکسیک دارد اما مکانیسم عمل آن ناشناخته است. ترکیب Pt103 که به خانواده‌ای به نام «داروهای وابسته به پلاتین» تعلق دارد، در مطالعات قبلی عملکرد ضد تومور امیدوارکننده‌ای از خود نشان داد. تا اخیرا، دانشمندان فقط می‌توانستند دربارۀ عمل ترکیب با DNA ای که درون سلول انسانی یا سرطانی یافت شده حدس و گمان بزنند. خوآن جی نوگوئیرا، محقق فوق دکترا در گروه گنزالز و نویسندۀ مشترک پژوهش می‌گوید: "ما توانستیم نشان دهیم که دارو به مکان خاصی از DNA می‌چسبد که بر اساس پژوهش‌های قبلی انتظار نمی‌رفت. هم‌چنین ما توانستیم توضیح دهیم که چرا دارو به این محل خاص حمله می‌کند". استفاده از این یافته‌های تازه می‌تواند باعث درک بهتر از عملکرد عامل شیمی‌درمانی مربوطه شود که می‌تواند سبب توسعۀ داروهای جدید و موثرتر گردد.

نتایج این تحقیقات در ژورنال Physical Chemistry Letters منتشر شده است.

 منبع: سایت دانشگاه وین ، sciencedaily