حقق باحثون اختراقا علميا جديدا باستخدام بروتينات معاد تصميمها "لتحفيز" القدرات داخل جسم الإنسان، ما قد يوقف نمو السرطان وقد يؤدي إلى تجديد الخلايا العصبية التالفة. وأمضت المهندسة الحيوية بجامعة ستانفورد، جنيفر كوكران، سنوات في دراسة وإعادة هيكلة رسل البروتينات المعروفة باسم ligands. وتنظم ligands العمليات البيولوجية في الرئتين والعظام والأوعية الدموية والأعضاء الرئيسية الأخرى، وبالتالي فهي حاسمة في مكافحة معظم الأمراض التي تصيب البشرية. وبناء على البحث الذي تم الانتهاء منه في عام 2019، نجحت كوكران وزملاؤها في تصميم ligands واحد لإنتاج نتيجتين مختلفتين للغاية، ولكن دراماتيكيتين: تتسبب إحداهما في تجديد الخلايا العصبية بينما أدت التغييرات الطفيفة على البروتين نفسه إلى تثبيط نمو ورم الرئة. وفي حين أن البحث لم يتم إجراؤه حتى الآن إلا على الفئران والخلايا البشرية في ظروف المختبر، يأمل الفريق أن يتمكن من إحداث ثورة في قدرتنا على معالجة مجموعة من الأمراض.

وقالت كوكران: "نأمل أن يتم استخدام هذه البروتينات ذات يوم لعلاج الأمراض التنكسية العصبية، وكذلك السرطانات وغيرها من الاضطرابات مثل هشاشة العظام وتصلب الشرايين". وتعمل Ligands والمستقبلات في تناغم واضح لتوصيل الرسائل إلى الخلايا، ومن خلال هندسة أشكال ligands بعناية، يمكن للعلماء حرفيا "تحرير" التأثيرات العلاجية القوية داخل أجسامنا. وباستخدام تقنيات الهندسة الجزيئية المعقدة، يمكن للباحثين صياغة الملايين من "المفاتيح" البيولوجية، من خلال إعادة ترتيب الأحماض الأمينية التي تشكل ربطة معينة، ثم اختبار كل واحد على حدة لاكتشاف كيفية فتح مستقبلات معينة وتحقيق نتائج مذهلة، مثل إنشاء خلايا أكثر صرامة أو عن طريق الحد من نمو الخلايا أو إيقافه تماما. وأظهرت كوكران وزملاؤها سابقا كيف ساعدت نسخة هندسية من بروتين المستقبل، في وقف نمو ورم الرئة لدى القوارض. وبنيت أحدث التجارب على هذا البحث عندما قام فريق بحث آخر، بقيادة طالب الدراسات العليا جون كيم، بتصميم Ligands مع مجموعة واحدة من تعديلات الأحماض الأمينية وإضافتها إلى تركيب الأنسجة من الخلايا العصبية المصابة. وقام البروتين "المهندس" بتوصيل رسائل لتعزيز نمو "المحاوير"، وهي الألياف التي ترسل إشارات على طول أعصابنا، وبالتالي تشجع الخلايا العصبية التالفة على تجديد نفسها. تجدر الإشارة إلى أن بعض بروتينات هندسة العمل السابقة لـ كوكران، تخضع بالفعل لتجارب بشرية على مرضى سرطان المبيض والكلى، وتبدي وعودا كبيرة وربما "تفتح" طريقة أخرى قوية للعلاج.