دانشمندان یک ماده شیمیایی را از جلبک های سبز آبی کشف کرده اند که توانایی مبارزه با سرطان را دارد

جلبکهای سبز آبی یا سیانوباکتریها یکی از قدیمی ترین موجودات روی زمین هستند که بیش از 3.5 میلیارد سال پیش در پرونده های فسیلی دیده می شوند. اما این باکتری های فتوسنتز بیش از سابقه طولانی آنها وجود دارد. یک گونه ماده شیمیایی تولید می کند که به عنوان یک داروی شیمی درمانی جدید پتانسیل تحقیقات بیشتر را نشان می دهد.

یک مطالعه جدید در مجموعه مقالات آکادمی علوم ملی توضیح می دهد که چگونه ترکیب ، gatorbulin-1 (GB1) ، یک نوع سیانوباکتری در فلوریدا جنوبی ، می تواند فعالیت ضد سرطانی مهمی داشته باشد. این یافته توسط دانشمندان در موزه ملی تاریخ طبیعی اسمیتسونیان و دانشگاه فلوریدا (UF) نشان می دهد که چگونه مطالعه تنوع زیستی دریایی می تواند تحقیقات زیست پزشکی را بهبود بخشد. نام Gatorbulin-1 ادای احترام به محققان UF و شرکای جهانی است که منجر به کشف و توصیف آن شدند.

“اقیانوس نسبتاً کشف نشده است. همان جایی است که اکثر تنوع زیستی و مواد شیمیایی ما کشف نمی شود “، گفت: دکتر هندریک لوئیس ، شیمی دان ، مدیر مرکز محصولات طبیعی ، کشف و توسعه دارو در دانشگاه فلوریدا و نویسنده اصلی گزارش جدید. “ما به مکانهایی با تنوع زیستی دریایی بالا علاقه مند هستیم ، زیرا این بدان معناست که موجودات زیادی وجود دارند که با استفاده از ترکیبات فعال زیستی که می توانیم برای تولید داروها ایجاد کنیم ، با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و با آنها مبارزه می کنند.”

از محافظت تا مواد مخدر

سیانوباکتریوم موجودات تک سلولی هستند که در خشکی و آب در سراسر جهان زندگی می کنند. اما حتی این موجودات ساده نیز رابطه پیچیده ای با دنیای اطراف خود دارند.

سیانوباکتری ها برای محافظت از خود فاقد هرگونه ناخن ، دندان و غروب تهدیدآمیز هستند. در عوض ، آنها از مواد شیمیایی برای محافظت از خود در برابر شکارچیان استفاده می کنند. مواد شیمیایی آنها همچنین به برقراری ارتباط باکتری ها کمک می کند.

دکتر والری پاول ، بوم شناس شیمیایی و دانشمند ارشد ایستگاه دریایی اسمیتسونیان گفت: “ما یک سری ترکیبات به نام بازدارنده های حد نصاب را بررسی کرده ایم که بر سیگنال های شیمیایی مورد استفاده باکتری ها برای برقراری ارتباط تأثیر می گذارد.” شمارش حد نصاب نام چگونگی ارتباط باکتریها از طریق سیگنالهای شیمیایی است.

پل و لوئیس برای آزمایش خصوصیات زیست پزشکی ، ترکیبات محافظتی و ارتباطی سیانوباکتری ها را مطالعه می کنند. آنها اغلب قبل از اینکه بفهمند چرا سیانوباکتری از آن استفاده می کنند ، پتانسیل دارویی یک ترکیب را درک می کنند.

مطالعه جدید نشان داد که gatorbulin-1 دارای فعالیت ضد سرطانی قابل توجهی است که احتمال تبدیل شدن به داروی جدید را دارد. Luesch و Paul درک می کنند که GB1 چگونه می تواند برای انسان مهم باشد ، اما نحوه استفاده از سیانوباکتریها کمتر مشخص است.

پل گفت: “طبیعت قبلاً این ترکیبات را بهینه کرده است و در بعضی موارد نمی دانیم چرا.” “احساس قوی من به عنوان یک اکولوژیست شیمیایی این است که آنها برای هدف خاصی ایجاد شده اند. Gatorbulin-1 به عنوان داروی بالقوه ضد سرطان یا برای انسان هدف قرار نگرفته است ، اما سمیت آن برای سلول ها به طور طبیعی در سیانوباکتری ها هدف دارد. “

جاده اقیانوس به آزمایشگاه

گونه های جلبک های سبز آبی که به طور مشروط شناخته می شوند آبشارهای لنگبیا بیش از یک دهه پیش هنگامی که پل شروع به جمع آوری گونه ها کرد کشف شد. او به سرعت دید که در حال تولید ترکیبات مختلفی است ، بنابراین نمونه هایی را برای تحقیقات بیشتر به همکار خود ، لوئس ارسال کرد.

اما یافتن یک ترکیب جدید ، مانند GB1 ، و یادگیری کافی در مورد آن تا با اطمینان بگوییم که این ماده دارویی جدید است ، می تواند یک فرآیند طولانی باشد – که شامل زمان اضافی و آزمایش نیست ، پس از آن لازم است این ترکیب را به یک داروی ایمن ، تأیید شده و کاربردی تبدیل کنید.

اولین قسمت از فرآیند ، جداسازی یک ترکیب و نشان دادن این است که این ترکیب خالص شده می تواند سلولهای سرطانی را به طور انتخابی از بین ببرد. تیم Luesch با الهام از این کشف ، تلاش کردند تا نحوه سنتز این ترکیب را در آزمایشگاه کشف کنند. داشتن روشی مطمئن برای تولید GB1 برای توانایی انجام تحقیقات عمیق مهم است.

لوئس گفت: “معمولاً ما نمی توانیم بیرون برویم و مدام سیانوباکتری جمع کنیم.” “این غواصی و غواصی سرگرم کننده است ، اما در پایان روز خوش شانس هستید که دوباره بدن کافی پیدا می کنید تا مواد کافی برای تحقیقات پیشرفته را جدا کنید. به عنوان شیمیدان های آلی ، می توانیم این مولکول های طبیعی را به مقدار بیشتر در آزمایشگاه و بدون اتکا به سیانوباکتری ها بازسازی کنیم. “

تازگی GB1 مراحل دیگری را به روند سنتز اضافه کرد. لوئس گفت: “روش های زیادی برای جمع آوری یک مولکول وجود دارد و شما نیازی نیست که از قبل بدانید که بهترین راه کدام یک است.”

سپس تیم Luesch این ترکیب را در برابر تعدادی از سلولهای مختلف سرطانی آزمایش کرد تا ببیند GB1 چگونه کار می کند. تیم تحقیق دریافت که GB1 پروتئینی در سلول ها به نام توبولین را هدف قرار می دهد ، پروتئینی که سلول ها هنگام تقسیم سلول به آن نیاز دارند و از آن برای ساخت داربست داخلی خود استفاده می کنند. اگرچه در حال حاضر داروهای شیمی درمانی برای هدف قرار دادن توبولین وجود دارد ، اما لوئس و همکارانش در اسپانیا نشان داده اند که GB1 خاص است زیرا با روشی جدید با توبولین تداخل می کند.

اکنون Luesch ، Paul و تیم آنها مشتاقانه مشاهده می کنند که آیا GB1 توانایی واقعی تبدیل شدن به داروی ضد سرطان را دارد یا خیر.

لوئس گفت: “در نهایت ، ما به مطالعات دارویی ، سم شناسی و اثربخشی بیشتری نیاز داریم تا ببینیم gatorbulin-1 در مقایسه با سایر ترکیبات چگونه عمل خواهد کرد.”

توانایی های بهبودی جنگ بیوشیمیایی

شیمی دانان ارگانیک معمولاً برای بررسی اکتشافات دارویی به طبیعت روی می آورند. به عنوان مثال ، ترکیبات موجودات ارضی مانند گیاهان و قارچ ها منجر به ایجاد داروهای مهمی مانند پنی سیلین شده اند که امروزه از عناصر اساسی در طب جدید هستند. اما اقیانوس ، که تقریباً سه چهارم سطح زمین را تشکیل می دهد ، تا حد زیادی کشف نشده باقی مانده است.

پل گفت: “ما گروههای كاملی از ارگانیسم ها را در اقیانوس داریم كه در خشكی وجود ندارند و با گذشت زمان تحت فشارهای كاملاً متفاوتی قرار گرفته اند.”

مانند سیانوباکتری ها ، بسیاری از گونه های دریایی دیگر از هیچ گونه حفاظت فیزیکی برخوردار نیستند و مواد شیمیایی برای محافظت و ارتباطات تولید کرده اند.

لوئس گفت: “این واقعاً یک جنگ شیمیایی در اقیانوس ها است.” “هرچه جنگ یا ارتباطات بیشتر باشد ، برای ما بهتر است ، زیرا این به معنای ترکیبات فعال تری است که می توانیم از آنها برای بشریت استفاده کنیم.”

همه این ترکیبات تکامل یافته و کم مطالعه می توانند نقاط شروع را برای محققانی که به دنبال تولید داروهای جدید هستند فراهم کنند.

پل گفت: “از نظر یک شیمیدان ، حتی اگر من یک اکولوژیست شیمیایی هستم ، این تنوع زیستی برابر با تنوع شیمیایی است.” “در اقیانوس می توانید طیف وسیعی از چیزهایی را پیدا کنید که ما حتی رویای آنها را هم نداشته ایم.”

داستان های مرتبط:
دانشمندان گونه های جدیدی از نهنگ های نادر را روی عروس توصیف می کنند
یک مطالعه تکان دهنده نشان داد که مارماهی های برقی با هم شکار می کنند
چگونه دانشمندان آنچه را در اعماق اقیانوس زندگی می کنند یاد می گیرند
کوسه بزرگ نادر به اسمیتسونیان می رسد