Hamshahri corpus document

DOC ID : H-811113-59903S1

Date of Document: 2003-02-02

درمان هاي شيرين درمان هاي قندي گاهي از قند و تركيبات قندي و گاهي از مولكول هايي استفاده مي كنند كه با عمل روي قندها اثر خود را بروز مي دهنداين شيوه هاي درماني در درمان بيماري هاي مختلف به موفقيت هاي بزرگي دست يافته اند عكس: رضا معطريان توماس ميدر ترجمه: عبدالكريم مهروز قندها در بسياري از اعمال سلولي و بيماري ها نقش هاي اساسي ايفا مي كنند. پس از مطالعه ژن ها و پروتئين ها، بررسي قندها مورد توجه ويژه محققان قرار گرفته آنان است قصد دارند با مطالعه بيشتر قندها شيوه هاي درماني جديدي براي انواع بيماري ها از جمله سرطان و بيماري هاي عفوني بيابند. در اين درمان ها گاهي از قندها يا تركيبات قنددار و گاهي نيز از مولكول هايي استفاده مي شود كه ارتباط بين قندها و مولكول هاي ديگر را تحت تاثير قرار مي دهند. به علاوه، محققان در تلاشند با اين درمان ها پيوند اعضاي حيواناتي نظير خوك را به انسان تسهيل كنند. قندها كارهاي متنوع و شگفت آوري در بدن ما انجام مي دهند. با وجود اين، ما اغلب آنها را تنها به چشم مولكول هاي توليدكننده انرژي مي نگريم. اما تلاش هاي دانشمندان در سال هاي اخير نشان داده است كه قندها در عملكرد دستگاه ايمني، ارتباطات سلولي، توان بيماري زايي ميكروبها و گسترش سرطان نقش اساسي ايفا مي كنند. تلاش هاي جدي براي شناخت جزئيات ساختماني و فعاليت قندها آغاز شده است. سازمان ملي سلامت آمريكا (NIH) در مهرماه سال گذشته بورس پنج ساله اي به مبلغ 34 ميليون دلار را به 54 محقق در سراسر جهان اختصاص داد تا بانك اطلاعات ساختمان قندها را ايجاد كنند. محققان اميدوارند با شناخت دقيق تر ساختمان و عمل قندها داروهاي جديدي بسازند كه يا ساختمان قندي دارند و يا به نحوي بر قندهاي بدن تاثير محققان مي گذارند از سال ها پيش در زمينه شناخت ژن هاي جانداران تلاش مي كنند. اين فعاليت ها كه ژنوميك نام گرفته اكنون در حال به بار نشستن است. ژنوميكدانان معتقدند شناخت كامل ژن ها به درك بهتر اساس سلامتي و بيماري مي انجامد و راه هاي تازه اي را براي درمان بيماري ها مي گشايد. با وجود اين گروه ديگري از محققان كه در زمينه شناخت پروتئين هاي بدن فعاليت مي كنند، معتقدند شناخت كامل ژنوم (مجموعه ماده ژنتيكي يك جاندار ) براي دستيابي به اين اهداف لازم است اما كافي نيست. به نظر آنها شناخت پروتئوم (مجموعه پروتئين هاي يك سلول، يك بافت يا يك جاندار در زمان معين ) گام بلندتري است در جهت شناخت كامل تر سلامت و اكنون بيماري گروه ديگري از محققان عرصه جديدي را به نام گليكوميك مطرح مي كنند كه هدف آن شناخت كامل گليكوم (شناخت كامل قندهاي يك سلول، يك بافت يا جاندار در زمان معين ) است. واژه گليكوميك از واژه گليكوبيولوژي به معناي زيست شناسي قندها مشتق شده و پيشوند گليكو به مفهوم شيريني و قند است. شيميدانان و زيست شناسان از سال ها پيش روي ساختمان قندها و نقش هاي زيستي آنها كار مي كنند. آنان در اين راه با مشكلات زيادي روبه رو بوده اند و هنوز هم مشكلات زيادي پيش رو بخش دارند عمده اين مشكلات از تنوع بسيار زياد ساختمان قندها ناشي مي شود. چهار نوكلئوتيد سازنده DNA و بيست اسيد آمينه تشكيل دهنده پروتئين ها مانند دانه هاي تسبيح به يكديگر وصل مي شوند اما ده قند ساده اي كه در پيكر جانداران يافت مي شوند، به صورت هاي مختلف به يكديگر وصل مي شوند و اغلب ساختمان هاي شاخه دار پيچيده اي را مي سازند. چهار نوكلئوتيد سازنده DNA مي تواند 256 ساختمان چهار واحدي مختلف را ايجاد كنند و بيست اسيد آمينه پروتئين ها مي توانند 1600 ساختمان چهار واحدي را به وجود آورند اما قندهاي ساده بدن از لحاظ نظري مي توانند بيش از 15 ميليون ساختمان چهار واحدي متفاوت را بسازند. با اينكه تمام اين ساختمان ها در طبيعت يافت نمي شوند اما تعداد زياد آنها، گيج كننده است. از اين رو، تعيين ترتيب اتصال واحدهاي سازنده قندهاي پيچيده و ساختن چنين قندهايي بسيار دشوار است. به هر حال دانشمندان تلاش مي كنند روش هايي براي غلبه بر اين دشواري ها ابداع كنند. علاوه بر اينكه شناخت بهتر قندها به روش هاي درماني جديد خواهد انجاميد، اين شناخت به بهبود درمان هاي موجود نيز كمك خواهد كرد. براي مثال، هنگام جراحي، ضدانعقادي به نام هپارين را به بيمار تزريق مي كنند. اين قند پيچيده كه يكي از پرفروش ترين داروها محسوب مي شود، از پوشش قندي سطح داخلي روده خوك استخراج مي شود. اغلب نمونه هاي تجاري هپارين، مخلوطي ناهمگن از قندهاي پيچيده با 200 تا 250 واحد قندي ساده هستند. از اين رو قدرت ضدانعقادي هپارين و ميزان اثرات جانبي آن، نه تنها در محصولات كارخانه هاي مختلف بلكه حتي در محصولات يك كارخانه نيز از بسته اي به بسته ديگر متفاوت است. به علاوه، قندها مي توانند كارآيي پروتئين هاي درماني را افزايش دهند كه از طريق فناوري DNA نوتركيب به دست براي مي آيند نمونه، اين شيوه براي افزايش پايداري داروي اريتروپوئيتين به كار رفته است كه براي تحريك توليد گلبول هاي قرمز در افراد مبتلا به كم خوني و افراد دياليزي به كار مي رود. نمونه هاي قبلي اين دارو به علت نداشتن قند كافي به سرعت از بدن دفع مي شدند. محققان با اضافه كردن دو مولكول قند توانسته اند پايداري اين دارو را افزايش دهند، به نحوي كه ديگر نياز به تجويز مكرر آن نيست. درمان هاي قندي گاهي از قند و تركيبات قندي و گاهي از مولكول هاي هايي استفاده مي كنند كه با عمل روي قندها اثر خود را بروز مي دهند. اين شيوه هاي درماني در درمان بيماري هاي مختلف به موفقيت هاي بزرگي دست يافته اند. خودنمايي تمام عيار قندها در اين زمينه واكسني است كه باكتري (Hib) typeb enzae influ Hemophilus را هدف قرار مي دهد. اين واكسن مردم جهان را از مننژيت هاي مرگباري كه توسط Hib ايجاد مي شود نجات داده است. اين واكسن با عرضه كردن يك مولكول قند از باكتري، دستگاه ايمني را قادر مي كند تا باكتري را شناسايي كرده و به محض ورود آن به بدن نابودش كند. نمونه هاي ابتدايي اين واكسن كه تنها يك زنجيره قندي Hib را داشتند پاسخ ايمني ضعيفي ايجاد مي كردند. اما از دهه 1980 نمونه هاي بسيار موثري از آن تهيه مي شود كه در آن اين زنجيره قندي به يك پروتئين وصل شده باعث تقويت پاسخ ايمني مي شود. محققان قصد دارند انواع ديگري از اين واكسن ها را براي عوامل عفوني ديگر از جمله aureus Staphylicoccus بسازند تا در مقابل اين عفونت هاي شديد نيز از بيماران مبتلا دفاع كنند. ميكروبها از طريق قندها سلول هاي ميزبان دلخواه خود را شناسايي و با آنها ارتباط متقابل برقرار مي كنند. داروهاي فعلي و داروهاي جديد پيشنهادي براي جلوگيري از تماس آنها با سلول هاي ميزبان از قندها يا تركيباتي استفاده مي كنند كه از قندها تقليد مي كنند. براي مثال، ويروس آنفلوآنزا با اتصال به قندي به نام اسيد سياليك سلول هاي ميزبان را آلوده مي كند كه از گليكوپروتئين (تركيبي از قند و پروتئين )هاي سطح سلول بيرون زده است. اتصال ويروس به اين قند، همانند كليدي عمل مي كند كه درهاي ورودي سلول ميزبان را باز مي كند. ويروس از اين طريق وارد سلول هاي ميزبان شده و درون آن تكثير مي يابد. اما همان قندي كه عامل ورود ويروس به درون سلول است مي تواند از خروج آن جلوگيري كند. ويروس هايي كه به تازگي تكثير يافته اند، در حين خروج از سلول ممكن است در دام مولكول هاي اسيد سياليك گرفتار شوند. آنها آنزيمي به نام نور آمينيداز را به خدمت مي گيرند كه با بريدن اسيد سياليك باعث رهايي ويروس ها مي شود. داروهاي ضدآنفلوآنزا مي توانند به طور محكم به مكان فعال اين آنزيم متصل شوند و از عمل آن روي اسيد سياليك جلوگيري كنند. به اين ترتيب، ويروس ها توانايي آزاد شدن و آلوده كردن سلول هاي ديگر را ندارند. اين داروها براي اتصال به آنزيم با قند واقعي به رقابت مي پردازند و در صورت پيروز شدن، فعاليت آنزيم را مهار مي كنند، پديده اي كه به مهار رقابتي مشهور است. مهار رقابتي قندهاي دردسرساز توسط تركيبات مصنوعي مشابه مي تواند اساس مبارزه با بيماري هاي عفوني ديگر به ويژه زخم معده و اسهال باشد. باكتري pylori Helicobacter كه عامل زخم معده و التهاب است به يك مولكول قند موجود در سطح سلول هاي پوششي معده متصل همچنين مي شود باكتري dysenteriae Shigella كه عامل اسهال مرگبار است سمي توليد مي كند كه به يك مولكول قند در سطح سلول هاي روده متصل مي شود. تركيباتي كه از قندها تقليد مي كنند همانند تله عمل مي كنند و به هليكوباكتروسم ديسانتري متصل مي شوند، به نحوي كه از اتصال آنها به سلول ها جلوگيري مي كنند. به علاوه، محققاني كه در زمينه اين داروها تحقيق مي كنند درصدد يافتن راهكاري مشابه براي درمان شوك پستيك (توقف كشنده جريان خون ) هستند كه توسط باكتري هاي گرم منفي (باكتري ها بر حسب نوع واكنش خود در برابر يك رنگ ويژه به دو گروه گرم مثبت و منفي تقسيم مي شوند ) ايجاد مي شود. مرگ باكتري ها (اغلب در واكنش به درمان آنتي بيوتيك ) مرحله آغاز شوك است. با مرگ باكتري ها، گليكوليپيدي به نام ليپيد A وارد جريان خون مي شود كه پاسخ التهابي وحشتناكي را در پي دارد. با به كارگيري تركيبي مشابه ليپيد A كه پاسخ ايمني شديدي ايجاد نمي كند مي تواند شوك را كاهش داد يا حتي از بين برد. اين تركيب به منزله دامي براي سلول هاي ايمني عمل مي كند و آنها را از ليپيد A واقعي دور نگه مي دارد. اكثر بيماري هاي عفوني توسط باكتري ها، ويروس ها، قارچ ها يا انگل ها ايجاد مي شوند. اما در بعضي بيماري هاي مغزي مانند كروتزفلد _ ژاكوب (نوعي بيماري تحليل برنده مغز شبيه جنون گاوي ) پروتئين هاي اشتباه تا خورده به نام پرايون عامل عفونت هستند. محققان معتقدند كه قنددار شدن نامناسب پرايون ها، آنها را در برابر تخريب آنزيمي مقاوم مي كند. شناسايي نقش دقيق قندها مي تواند راز اين عفونت مرموز را فاش كند. درمان هاي وابسته به قند در مبارزه با بيماري هاي غيرعفوني كه علامت مشخصه آنها التهاب است نيز نقش ايفا سلول هاي مي كنند اندوتليال (كه رگ هاي خوني را در بر مي گيرند ) بعد از جراحت يا عفونت، تعداد زيادي پروتئين قنددار به نام سلكتين را ظاهر مي كنند. سلكتين هاي روي سلول هاي اندوتليال با قند ويژه اي به نام سياليل لويس X اتصال سستي برقرار مي كند كه در سطح سلول هاي سفيد خون وجود دارد. سلول هاي سفيد مي توانند از طريق اين اتصال در محل بافت آسيبديده، مجوز عبور از رگ را دريافت اين كنند عمل براي حفظ سلامتي مهم است اما اگر بيش از حد انجام شود يا به صورت مزمن در آيد مي تواند موجب التهاب شود. بر اين اساس محققان در حال ساخت داروهاي ضدالتهاب قوي هستند كه از اتصال سلكتين و سياليل لويس X جلوگيري مي كنند. سلول هاي سرطاني بدخيم اغلب در سطح خود قندهاي غيرعادي يا ناقص را بروز مي دهند. از اين رو، محققان در تلاش اند تا از اين قندها در ساخت واكسن هاي كارا استفاده كنند. اين واكسن ها دستگاه ايمني را تحريك مي كنند تا سلول هاي سرطاني حاوي اين قندها را شناسايي كرده و از بين ببرند. به تازگي محققان در موش ها نشان دادند كه هپاران سولفات ها (قندهايي كه هم در سطح سلول هاي بدخيم و هم سلول هاي عادي يافت مي شوند ) مي توانند رشد سلول هاي سرطاني را افزايش دهند يا رشد آنها را محدود كنند. اين امر به نوع بريده شدن اين قندها توسط آنزيم ها وابسته است. از اين رو مي توان با تجويز قطعه قندي كندكننده رشد يا با دادن ماده اي كه سلول هاي سرطاني را وادار به توليد قطعه قندي دلخواه مي كند با اين سلول ها مبارزه كرد. سرطان چندين مرحله دارد كه متاستاز مرحله مهلك و كشنده آن است. در مرحله متاستاز، سلول هاي بدخيم از تومور سرطاني جدا مي شوند و از طريق بافت پيوندي به جريان خون يا لنف مي رسند. سپس با عبور از خون يا لنف در بافت هاي ديگر جايگزين مي شوند و تومورهاي جديدي ايجاد مي كنند. يكي از مولكول هاي دخيل در متاستاز پروتئين قندداري به نام 3 گالاكتين است. اين مولكول با شركت در آنژيوژنز (تشكيل رگ هاي خوني جديد ) باعث تسهيل متاستاز مي شود. گالاكتين سلول هاي 3 سرطاني را در مقابل پيام هاي حاوي دستور خودكشي نيز مقاوم مي كند. محققان در حال مطالعه روي قندي هستند كه از پكتين مركبات به دست مي آيد و مي تواند به گالاكتين 3 متصل شود. وقتي اين اتصال صورت مي گيرد سلول هاي سرطاني نمي توانند در مسير متاستاز خود به قندهاي هدف متصل شوند و رگ هاي خوني جديد تشكيل دهند. به علاوه، اين اتصال مجوز اجراي برنامه خودكشي را به سلول هاي سرطاني صادر سلول ها مي كند آنزيم هايي دارند كه با اضافه كردن يا حذف گروه هاي قندي به پروتئين ها و ليپيدها تركيباتي موسوم به گليكو پروتئين و گليكوليپيد مي سازند. زماني هم كه عمر اين تركيبات به سر مي رسد توسط آنزيم هاي موجود در ليزوزوم (اندامكي غشادار در درون سلول ها ) تجزيه مي شوند. در برخي بيماري هاي تاسف بار نظير گشرو تي ساكس، نقص يك يا چند آنزيم نيروزومي باعث تجمع مخرب گليكوليپيد در بدن مي شود. امروزه بيماري گوش از طريق تجويز آنزيم عادي درمان مي شود. براي اينكه اين آنزيم به سلول هاي هدف برسد بايد داراي قندي باشد كه آن را به اين سلول ها هدايت مي كند. اين قند كه مانوز ناميده مي شود، آنزيم تجزيه كننده گليكوليپيد را به ماكروفاژها هدايت مي كند كه به طور ويژه نسبت به فقدان اين آنزيم حساس هستند. اما اين روش محدوديت و مشكلات خاص خود را دارد. آنزيم درماني از نظر اقتصادي به صرفه همچنين نيست آنزيم ها ساختمان پروتئيني دارند و لوله گوارش مي تواند آنها را هضم كند. از اين رو بايد درون وريدي تجويز شوند. علاوه بر اين، آنزيم ها نمي توانند از سد خوني _ مغزي عبور كنند و از تخريب سلول هاي عصبي مغز جلوگيري كنند. به دلايل فوق محققان به شيوه اي ديگر روي آورده اند. آنها در اين شيوه از تركيبات كوچكي كه عمل قندها را تقليد مي كنند استفاده مي كنند. اين تركيبات، آنزيم هاي سازنده گليكوليپيد را مهار مي كنند و از اين طريق ميزان ساخت گليكوليپيد را كاهش مي دهند. گليكوميك در زمينه پيوند اعضاي خوك به انسان نيز پيشرفت هايي را به دست آورده است. يكي از موانعي كه در پيوند بين گونه اي وجود دارد، اين است كه عضو پيوندي خوك حاوي قندي است كه در بافت هاي انساني يافت نمي شود. اين قند باعث واكنش سريع دستگاه ايمني فرد دريافت كننده پيوند محققان مي شود براي رفع اين مشكل چند راه حل مطرح كرده اند كه يكي از آنها تجويز مقلدين قندي است كه به عنوان دام عمل مي كنند. مشكلات مختلفي فراروي توسعه درمان هاي شيرين وجود دستگاه دارد گوارش قندها را به عنوان غذا در نظر مي گيرد. از اين رو، داروسازان مجبورند آنها را طوري بسته بندي كنند تا از تخريب دستگاه گوارش مصون بمانند. آنزيم هاي موجود در جريان خون نيز مي توانند قندها را تجزيه كنند. به علاوه، چون قندها به هدف هاي خود به صورت سست متصل مي شوند بايد به مقادير زياد مصرف شوند. با اين حال، هيچ يك از اين مشكلات غيرقابل حل نيست. شناخت دقيق تر نقش قندها در بدن و پيشرفت فنون شناسايي توالي و دستكاري قندها مي تواند به رفع اين مشكلات كمك كند. Jul, American 20020 Scientific