علماء «كاوست» يطورون إنزيماً لتحسين عمليات زرع دم الحبل السُّرِّي

طريقة جديدة لصنعه في دودة القز والخميرة

الإنزيم الناتج من الخميرة ودودة القز تفوق إلى حد كبير على المصادر التجارية له

في عام 2019، وفي بحث علمي نشرته «الشرق الأوسط»، كشف باحثون من جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) عن دور جديد للبروتين الواسم للخلايا الجذعية المكونة للدم والمعروف اختصاراً بـ«CD34»، إذ وجدوا أنه يؤدي أيضاً دوراً رئيسيّاً في ربط جزيئات الالتصاق في نخاع العظم. ويساعد اكتشاف هذا الربط في الدمج السليم للخلايا الجذعية والسلفية المكوِّنة للدم بعد زراعتها، وهو نتيجة تفتح الأبواب «لتحسين هجرة هذه الخلايا؛ تحقيقاً لأغراض علاجية».
في هذا الاتجاه، طوّر أخيراً فريق بحثي، بقيادة علماء من «كاوست» أيضاً في المملكة العربية السعودية، طريقة جديدة لإنتاج إنزيم مُصَنَّع في المختبر، يساعد في تحسين القدرات العلاجية لعمليات زراعة دم الحبل السُّرِّي. ومن المعروف أن الإنزيمات تعمل على تحفيز معظم التفاعلات الكيميائية في جسم الإنسان التي تشمل عمليات النمو، وتخثر الدم، والتئام الجروح، ومحاربة الأمراض، والتنفس، والهضم، والتكاثر، والعمليات الحيوية الأخرى.
جدير بالذكر أن دم الحبل السُّرِّي يُستَخدم حالياً في علاج أكثر من 80 حالة من الحالات المهددة للحياة، بدءاً من السرطان ونقص المناعة ووصولاً إلى الاضطرابات الأيضية والوراثية.
وتَكْمُنُ فكرة العلاج في قدرة الخلايا الجذعية التي تنتقل من الحبل السُّرِّي إلى نخاع العظم على المساعدة في إعادة تكوين دم صِحِّي، وعلاج الجهاز المناعي الذي أنهكه المرض. غير أن خلايا دم الحبل السُّرِّي الجذعية ليست مجهزة بطبيعتها لهذه العملية؛ لذا فإن كثيراً من الشركات المنتجة للعقاقير اتَّجهت لاستخدام إنزيم يسمى «fucosyltransferase VI» الذي يُعرف اختصاراً بـ«FTVI» كوسيلة لتعزيز قدرة الخلايا على التوطن. يشارك إنزيم «FTVI» أيضاً في وسم الخلايا بجزيئات السكر بطريقة تُعَدِّل من أنماط الهجرة داخل الجسم. وفي التجارب الإكلينيكية، أظهرت خلايا دم الحبل السُّرِّي الجذعية المُعَالَجَة بإنزيم «FTVI» أنها طُعْم مُحسَّن بعد حقنها في مرضى السرطان، غير أن أغلب المصادر التجارية المتاحة حالياً لإنزيم «FTVI» ذات نشاط إنزيمي محدود، فضلاً عن كونها تُصْنَع باستخدام أنظمة تعبير مختلفة والتي إما تنتج إنزيمات منخفضة النشاط، وإما تكون باهظة الثمن وذات نتائج متدنية.
ولإيجاد منصة تصنيع أفضل، هنْدَسَ فريق من الباحثين بقيادة الدكتورة جاسمين مرزبان، عالمة الكيمياء الحيوية والأستاذة المشاركة في قسم العلوم والهندسة البيولوجية والبيئية بـ«كاوست»، خلايا الخميرة ويرقات دودة القز للتعبير عن النسخة البشرية من إنزيم «FTVI». وبالتعاون مع باحثين من اليابان، اجتمعت عدة فرق بحثية من «كاوست»، لوضع خطة تنقية للحصول على إنتاجية أعلى من الإنزيم، ثم اختبر الباحثون مدى كفاءة المنتج النهائي في تعديل الخلايا الجذعية البشرية.
وأثبت الباحثون أن إنزيم «FTVI» الناتج من الخميرة ودودة القز قد تفوق إلى حد كبير على المصادر التجارية للإنزيم التي تُصنَع عبر أنظمة التعبير القياسية. وتعليقاً على النتائج، تقول مرزبان: «يُمكن الآن استخدام هذه الإنزيمات خارج الجسم الحي على الخلايا الجذعية لتعزيز هجرتها إلى خلايا العظام خلال عملية الزرع».
وفضلاً عن ذلك، قد يستفيد الباحثون من إنزيم «FTVI» الجديد المنتج بواسطة الخميرة ودودة القز في جهود فحص الأدوية.
من جانبها، تشير أسماء العمودي، الباحثة الأولى في الدراسة والتي تعمل ضمن مجموعة الدكتورة جاسمين مرزبان، إلى أن كثيراً من السرطانات النقيلية تُظهِر نشاطاً مُحَسَّناً لإنزيم «FTVI» والإنزيمات المماثلة. وعن أبرز استخدامات الإنزيم الجديد، تقول العمودي: «يمكننا تخيل استخدام هذه الإنزيمات لفحص جزيئات مُثَبِطَة صغيرة يمكنها كبح انتقال الورم».