دسته: داروسازی

مطالعات اخیر نشان می‌دهد که فلور میکروبی روده باعث تنظیم متابولیسم آنتی‌اکسیدانت گلوتاتیون و آمینو اسید در میزبان می‌شود. گلوتاتیون یک آنتی‌اکسیدانت کلیدی است که در تمامی سلول‌های بدن یافت می‌شود. کمبود گلوتاتیون باعث استرس اکسیداتیو می‌شود که نقش مهمی در بسیاری از بیماری‌های مرتبط با سبک زندگی دارد.

خروجی عملکردی و تنوع فلور میکروبی روده تنظیم‌کنندگان مهمی در بروز بیماری‌های مختلف انسان هستند.  چاقی، دیابت نوع ۲، آترواسکلروز، کبد چرب غیر الکی و سوء تغذیه از جمله این بیماری‌ها هستند. بنابراین واکنش بین فلور میکروبی روده، بافت‌ روده میزبان و سایر بافت‌های بدن با سلامت میزبان بسیار مرتبطند.

در مقاله‌ای که در نشریه Molecular Systems Biology توسط تیمی از دانشگاه‌های صنعتی چالمرز، انستیتو سلطنتی تکنولوژی و دانشگاه گوتنبرگ سوئد چاپ شده، عنوان شده است که فلور میکروبی روده باعث تنظیم متابولیسم گلوتاتیون و آمینو اسید در میزبان می‌شود.

گلوتاتیون قوی‌ترین آنتی‌اکسیدانت بدن و اصلی‌ترین ماده سم‌زدای (Detoxifying agent) بدن است. این ماده در سیستم ایمنی بدن، متابولیسم مواد غذایی و تنظیم سایر رخدادهای سلولی، نقش بسیار حیاتی دارد. گلوتاتیون پروتئین کوچکی است و در داخل سلول از ۳ آمینو اسید که بطور مداوم از طریق تغذیه وارد بدن می‌شوند، ساخته می‌شود. کمبود گلوتاتیون باعث بروز استرس اکسیداتیو می‌شود. همانطور که اشاره شد، استرس اکسیداتیو نقش بسیار مهمی در بیماری‌های متابولیک دارد.

در این مطالعه، نقشه‌ای کلی از متابولیسم موش طراحی شد و مدل‌های رایانه‌ای ویژه‌ای برای  هر بافت ایجاد گردید. به‌وسیله استفاده از داده‌های تجربی High throughput، محققین دریافتند که فلور میکروبی در روده گلایسین مصرف می‌کند. گلایسین یکی از ۳ آمینو اسیدی است که برای ساخت گلوتاتیون در بدن مورد نیاز است.

برای تایید نتایج به‌دست آمده از طریق شبیه‌سازی‌های مبتنی بر رایانه، سطوح آمینو اسید گلایسین در ورید پرتال کبدی موش اندازی‌گیری شد. علاوه‌براین سطوح پایین‌تری از گلایسین در بافت کبد و کولون یافت شد که نشان‌گر تنظیم متابولیسم گلوتاتیون نه تنها در روده کوچک، بلکه در کبد و کولون توسط فلور میکروبی روده است.

عادل ماردین اولو نویسنده مسئول این مقاله از دانشگاه چالمرز می‌گوید:”برخی از باکتری‌های روده گلایسین مصرف می‌کنند و عدم وجود تعادل در ترکیب باکتری‌های روده باعث ایجاد بیماری‌های مزمن می‌شود” در مطالعات مستقل قبلی نیز سطوح نامتعادل گلایسین و سایر آمینو اسیدهای پلاسما در بیماری‌های چاقی، دیابت نوع ۲ و کبد چرب غیر الکلی گزارش شده است.

این اکتشاف ممکن است به توسعه محصولات غذایی منجر شود که باکتری‌های مفید (پروبیوتیک‌ها) را به بدن انتقال دهند. نتایج این مطالعه به ما کمک می‌کند تا نقش باکتری‌ها در ایجاد و توسعه بیماری‌های متابولیکی چون دیابت نوع ۲، چاقی، کبد چرب غیر الکلی و سوء تغذیه چگونه است.

 

منبع:

 

Mardinoglu, A., Shoaie, S., Bergentall, M., Ghaffari, P., Zhang, C., Larsson, E., Bäckhed, F. and Nielsen, J., 2015. The gut microbiota modulates host amino acid and glutathione metabolism in mice. Molecular systems biology, 11(10), p.834.

بنا‌ بر گزارش دانشمندان دانشگاه UCL دارویی که در درمان بیماری‌های معمول چشم‌(گلوکوم)‌ استفاده می‌شود ممکن است که پتانسیل درمان آلزایمر را داشته باشد .

در یک آزمایش روی رت‌ها‌، داروی بریمونیدین که به‌طور روتین در بیماران مبتلا به گلوکوم جهت کاهش فشار مایع داخل چشمی استفاده می‌شود‌،متوجه شدند که موجب کاهش تشکیل پروتئین آمیلوئید در شبکیه‌ی چشم می‌شود،چیزی که بر‌این باورند که مرتبط با آلزایمر است.این تحقیق در ژورنال Cell Death And Disease گزارش شده است.
پلاک‌های آمیلوئید در شبکیه‌ی چشم بیماران مبتلا به بیماری آلزایمر قابل مشاهده است،بنابراین پژوهشگران بر این باورند که شبکیه‌ی چشم ادامه‌ی آن بخش از مغز است که فرصت تشخیص و پیگیری پیشرفت آلزایمر را فراهم می‌کند.
دانشمندان دریافتند که بریمونیدین دژنراسیون عصبی سلول‌های شبکیه‌ی چشم را با کم کردن میزان بتا‌ آمیلوئید در چشم کاهش می‌دهد. این امر حاصل استفاده از این دارو جهت تحریک تولید یک پروتئین غیر‌سمی جایگزین است که سلول‌های عصبی را نمی‌کشد.
محققان امیدوارند که دارو اثر مشابهی روی مغز داشته باشد،اگرچه این اثر در مطالعه فعلی بررسی نشده‌است.
با توجه به اینکه میزان ابتلا به آلزایمر افزایش یافته است،نتایج مطالعه ما در زمان بهتر از‌این نمی‌توانست ارائه گردد. سرگروه این تیم تحقیقاتی می‌گوید: با افزایش طول عمر نیاز به روش‌های درمانی مختلف که این بیماری مخرب را کنترل کنند افزایش می‌یابدو ما باور داریم که یافته‌های ما در این زمینه کمک بسزایی خواهد کرد

منبع:

Non-amyloidogenic effects of α2 adrenergic agonists: implications for Brimonidine-mediated neuroprotection,

روغن زيتون فوق خالص می‌تواند كبد را در مقابل استرس اكسيداتيو محافظت نمايد. دانشمندان موش‌هایی را در معرض علف كشی با سمیت متعادل (كه به خالی كردن بدن از آنتی اكسيدانت‌ها معروف است) قرار دادند و دريافتند، موش‌هايی كه با رژيم غذايی حاوی روغن زيتون تيمار شده بودند آسيب كبدی كمتری نشان دادند بدين معنی كه روغن زيتون به طور نسبی از آسيب كبدی آنها جلوگيری كرده بود. دانشمندان تونسی و عربستانی با همكاری در اين تحقيق به دنبال انجام آزمايشاتی بر روی ٨٠ موش بودند. محمد همامی نويسنده‌ی مقاله مي گويد زيتون جز كاملی از رژيم غذايی مديترانه‌ای است. شواهد رو به رشدی در مورد مفيد بودن زيتون برای سلامتی از جمله كاهش خطرات بيماري های عروق كرونر قلب، پيشگيري از برخي سرطان ها و تغييرات در سيستم ايمنی و پاسخ اتهابی وجود دارد.

ما نشان داديم كه روغن زيتون و عصاره هاي آن بافت كبد را در مقابل استرس اكسيداتيو محافظت مي نمايند. دانشمندان موش‌ها را به گروه‌های كنترل، گروه گيرنده‌ی روغن زيتون و ٦ گروه در معرض علف كش ٢،٤- دي كلروفنوكسي استيك اسيد، همراه و يا بدون روغن زيتون كامل و يكي از دو نوع عصاره‌ی روغن زيتون عصاره‌ی آب دوست و عصاره‌ی چربی دوست تقسيم كردند. تمام موش‌هایی كه علف كش را دريافت كرده بودند علائم جدی آسيب كبدی را نشان دادند. اما گروه گيرنده‌ی روغن زيتون خالص و عصاره‌ی آب دوست افزايش معنا داری را در فعاليت آنزيم آنتي اكسيدانت و كاهش ماركرهای آسيب كبدی نشان دادند. همامي مي گويد به نظر ميرسد عصاره‌ی آب دوست روغن زيتون در استرس اكسيداتيو حاصل از القاء توكسين موثر باشد كه اين عمل مي تواند نشانگر تاثير مستقيم آنتی اكسيدانتی عصاره‌ی آب دوست بر روي سلول هاي كبدی باشد.

منبع:

Nakbi, A., Tayeb, W., Grissa, A., Issaoui, M., Dabbou, S., Chargui, I., … Hammami, M. (2010). Effects of olive oil and its fractions on oxidative stress and the liver’s fatty acid composition in 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid-treated rats. Nutrition & Metabolism, 7, 80. http://doi.org/10.1186/1743-7075-7-80

بر طبق مقاله‌ی مروری چاپ شده در مجله‌ی Medicinal Food خاصيت آنتی اکسيدانتی كنجد بویژه روغن كنجد می‌تواند تاثير فراوانی بر روی استرس اكسيداتيو داشته باشد. دانشمندان دانشگاه ايالتی ريودوژانيرو و دانشگاه فدرال ريودوژانيرو در تلاشند شواهد تاثيرات مصرف مواد حاوی كنجد را در ماركرهای استرس اكسیداتيو بر روی افراد افرادی با فشار خون بالا، كلسترول بالا و ديابت نوع ٢ منتشر نمايند. همچنين آزمايشات گوناگون بالينی افزايش آنتی اكسيدانت ها و كاهش استرس اكسيداتيو را با مصرف كنجد به ويژه در افرادی با فشار خون بالا و و ديابت نوع ٢ گزارش داده اند. مقاله‌ی مذكور شامل موارد بیشتری از تاثیر مثبت كنجد در جوامع مختلف می باشد. با کنکاش در نتايج مورد مطالعه در اين مقاله می‌توان دريافت كه برخی مطالعات پيش بالينی، نشان دهنده‌ی تاثیر روغن كنجد در پيشگيری از تصلب شرايين می باشد.

منبع

Vittori Gouveia, L. D. A., Cardoso, C. A., de Oliveira, G. M. M., Rosa, G., & Moreira, A. S. B. (2016). Effects of the Intake of Sesame Seeds (Sesamum indicum L.) and Derivatives on Oxidative Stress: A Systematic Review. Journal of medicinal food, 19(4), 337-345.

بسیاری‌ از انواع استرس‌ها در سلول‌های دارای ژن HD (بیماری هانتینگتون) رخ می‌دهد و بررسی مکانیزم آن می‌تواند روش جدیدی را در جهت معرفی داروهای HD معرفی کند. در مطالعه جدید، مخمر برای تعیین این‌که کدام پروتئین می‌تواند این سلول‌ها را از آسیب و مرگ محافظت کند و کشف یک آنتی‌اکسیدان محافظ و یک داروی مرتبط بررسی شد.

ژن‌ها الگوی ساخت پروتئین‌ها در هر موجود زنده هستند که هر پروتئین نقش منحصر به فردی در سلول دارد.‌ ژنی که باعث بروز بیماری هانتینگتون می‌شود الگوی نادرست فولدینگ پروتئین را کد کرده و باعث بروز بیماری هانتینگتون می‌شود. مکانیسم این جهش به درستی مشخص نشده است اما حضور آن به سلول‌های مغزی آسیب می‌رساند.

بروز علایم HD و سایر اختلالات عصبی به صورت ناگهانی اتفاق می‌افتد، زیرا سلول‌های مغزی دارای مکانیسم‌های مبارزه با عوارض جانبی پروتئین‌های معیوب هستند. در حقیقت، برخی از مکانیسم‌های مولکولی به طور خاص جهت کمک به سلول‌ها برای محافظت در برابر اشتباهات ژنتیکی که باعث بیماری می‌شوند، ایجاد شده است. بنابراین، کدام بخش‌ مهمترین دفاع در برابر محیط سمی تولید شده توسط هانتینگتون جهش یافته ارائه می‌دهد؟ اگر محققان بتوانند مشخص کنند که کدام پروتئین‌ها به سلول‌ها کمک می‌کنند تا از مرگ سلولی در امان باشند، داروهای موثر برای تقویت دفاع سلولی معرفی می‌شود.

اما حتی ساده‌ترین سلول‌ها از هزاران پروتئین تشکیل شده‌است و این چالشی برای یافتن پروتئین موثر در این سیستم دفاعی است. اخیرا گروهی از محققین به مطالعه HD در سیستم بسیار ساده مخمر پرداختند. محققان می‌توانند قطعه کوچک از ژن HD انسان را به یک سلول مخمر وارد کنند تا مخمر بتواند پروتئین هانتینگتون جهش یافته تولید کند. سلول‌های مخمر تحت تاثیر ژن جهش یافته قرار گرفته و رشد این سلول‌ها را طی چند روز متوقف می‌کند. جهت بررسی مکانیسم تاثیرگذار در دفاع از مرگ سلولی جمعیت بزرگی از مخمرهای جهش‌یافته بررسی شدند و این آزمایش برای همه پروتئین‌های سلولی تکرار شد. اکثر گروه‌های مخمر دچار مرگ سلولی شدند اما برخی دیگر که دارای پروتئین اضافی بودند محافظت شدند.

محققین بیش از 300 پروتئین سرکوب کننده را کشف کردند که هنگام سنتز، مخمرها را از مرگ توسط هانتینگتون محافظت می‌کرد. آن‌ها از پایگاه‌های داده ژنتیکی و نرم‌افزار بررسی عملکرد پروتئین مخمر استفاده کردند تا مشخص شود کدام یک از آن‌ها مشابه پروتئین بدن است. یکی از قوی‌ترین پروتئین‌های سرکوب کننده، گلوتاتیون‌پراکسیداز1 یا Gpx1 نامیده می‌شود. از 300 پروتئین که به مخمرهای HD برای زنده‌مانی کمک کرد، Gpx1 نقش به‌سزایی داشته و می‌تواند به کاهش اثرات آنتی‌اکسیدانی کمک کند.

شواهد قوی وجود دارد که  نشان می‌دهد ROS در سلول‌های مغزی بیماران مبتلا به هانتینگتون افزایش می‌یابد. تاکنون، استراتژی‌های آنتی‌اکسیدانی برای درمان HD بسیار موثر بوده‌اند. بااین حال، Ebselen، که نقش پروتئین Gpx1 را تقلید می‌کند، نقش اندکی در مطالعات بالینی اولیه برای اختلالات سکته مغزی که در اثر افزایش تولید ROS به وجود آمده‌اند نشان می‌دهد.

مخمر دارای ژن HD زمانی‌که پروتئین آنتی‌اکسیدانی Gpx1 را دریافت می‌کند زنده‌مانی بهتری از خود نشان می‌دهد. اما چه موجودی نزدیکی سلولی بیشتری به انسان نسبت به مخمر دارد؟ مگس دارای ژن HD دارای مشکلات خواب و حرکت پروازی است و سلول‌های عصبی نور سنجی در چشمشان دچار اختلال می‌شود. زمانی‌که Gpx1 به صورت ژنتیکی به مگس‌های بیمار وارد شود، رفتار و سلول‌های عصبی آن‌ها بهبود می‌یابد. مگس های تیمارشده با Ebselen پیشرفت بیشتری را در بهبودی نشان می‌دهند. افزایش مقدار Gpx1 و یا تیمار با Ebselen سلول‌های موش را از افزایش مقدار ROS و دیگر مولکول‌های مضر محافظت می‌کند.

این‌ها یافته‌های هیجان انگیزی است، اما اگر آنتی‌اکسیدان‌های دیگر در مدل‌های حیوانی و آزمایش‌های بالینی HD بی‌اثر باشند، چرا Gpx1 یا Ebselen تاثیرگذارند؟ یک دلیل برای شکست درمان‌های آنتی‌اکسیدانی این است که آن‌ها با روش‌های متفاوت از سلول‌های مغزی HD عمل می‌کنند.

واقعیت این است که Gpx1 و Ebselen به بهبود تقریبی ​​در مخمر، سلول‌های موش و مگس منجر شده‌است اما به این معنی نیست که Ebselen آماده آزمایش‌های بالینی در HD است زیرا مطالعات نشان نمی‌دهند که آیا این ماده بر بهبود مستقیم سلول‌های مغزی تاثیرگذار هستند یا نه؟ با این وجود این دارو نقش محافظتی یک پروتئین آنتی‌اکسیدان را تقلید می‌کند و می‌تواند گام مهمی در درمان‌های مبتنی بر Ebselen باشد.

یکی از نتایج مهم این مطالعه که با استفاده از یک ارگانیسم ساده انجام شده است، معرفی 300 پروتئین است که احتمالا در حفاظت سلولی در HD نقش دارند. هم‌چنین مطالعات بیشتر نشان داد برخی از پروتئین‌ها به صورت تعاونی عمل کرده و در یک شبکه مشترک به رغم حضور ژن معیوب باعث زنده‌مانی بیشتر سلول می‌شوند.

 

منابع:

Giorgini, F., Guidetti, P., Nguyen, Q., Bennett, S.C. and Muchowski, P.J., 2005. A genomic screen in yeast implicates kynurenine 3-monooxygenase as a therapeutic target for Huntington’s disease. Nature genetics, 37(5), p.526.

Bates, G.P., MacDonald, M.E., Baxendale, S., Sedlacek, Z., Youngman, S., Romano, D., Whaley, W.L., Allitto, B.A., Poustka, A., Gusella, J.F. and Lehrach, H., 1990. A yeast artificial chromosome telomere clone spanning a possible location of the Huntington disease gene. American journal of human genetics, 46(4), p.762.

Mason, R.P. and Giorgini, F., 2011. Modeling Huntington disease in yeast: perspectives and future directions. Prion, 5(4), pp.269-276.

محققان معتقدند که یک ساختار پروتئینی به نام آمیلوئید بتا، عامل اصلی آسیب عصبی در بیماری آلزایمر است.
مطالعه‌ای در دانشگاه کالیفرنیا سان دیگو که در مجله Journal of Biological Chemistry به چاپ رسیده، نشان می‌دهد که آمیلوئید بتا یکی از پروتئین‌های آنتی‌اکسیدانتی مغز را مختل می‌کند، همچنین در این مطالعه راهی برای محافظت از اثرات مضر آمیلوئید بر روی پروتئین‌های آنتی اکسیدانتی پیشنهاد شده است.
پروفسور جری یانگ در این رابطه می‌گوید: به نظر می‌رسد آمیلوئید، سبب آسیب به سلول‌ها می‌شود. در مطالعه حاضر شیوه بسیار دقیقی از یک فعل و انفعال بالقوه، در رابطه با اینکه آمیلوئید چطور می‌تواند باعث ایجاد بیماری شود و راه مقابله با آن چیست را پیدا کردیم.
این مطالعه بر روی کاتالاز (آنزیمی که اکسیدانت‌های اضافی را از بین می‌برد) تمرکز داشته، زیرا کاتالاز به طور معمول به جلوگیری از آسیب مغزی در بیماران مبتلا به آلزایمر کمک می‌کند و در مطالعات قبلی نشان داده شده که پروتئین‌های کاتالاز در پلاک‌های آمیلوئیدی ذخیره می‌شوند.

واکنش میان رشته‌های تجمع یافته سمی پپتیدهای بتا آمیلوئیدی (یکی از نشانه‌های بیماری آلزایمر است) با پروتئین‌هایی مانند آنزیم کاتالاز (بعنوان یک آنتی‌اکسیدانت) که با رنگ قرمز نشان داده شده است. این واکنش، کاتالاز را غیرفعال می‌کند، که سبب آسیب اکسیداتیو به سلول‌های عصبی کشت داده شده، می‌شود. پوشش مقاوم در برابر پروتئین (آبی) بر روی آمیلوئید‌های تجمع یافته مانع از آسیب‌های اکسیداتیو شده و سلول را از سمیت بتا آمیلوئیدی مصون نگه‌می‌دارد.

لیلا حبیب، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی زیستی و نویسنده نخست این مقاله می‌افزاید: در این مطالعه، آمیلوئید به محیط کشت سلول‌های عصبی اضافه شد و اثرات آن مورد بررسی قرار گرفت. وی گفت: ما توانستیم تعامل میان بتا آمیلوئید و کاتالاز را ارزیابی کرده و به این نتیجه برسیم که در این بین، عملکرد فیزیولوژیکی کاتالاز دچار اختلال شده و تبدیل پراکسید هیدروژن به اکسیژن و آب به درستی صورت نمی‌پذیرد.
این محققان جهت جلوگیری از تعامل آمیلوئید با دیگر پروتئین‌ها، اقدام به پوشاندن آمیلوئید توسط مولکول‌های کوچکی کردند و توانستند فعالیت کاتالاز و پراکسید هیدروژن درون سلول‌ها را به سطوح نرمال بازگردانند. این پوشش که محققان برای بررسی اثر متقابل آمیلوئید و کاتالاز استفاده کردند، نامزدی برای پیدایش یک داروست که در آزمایشگاه پروفسور یانگ توسعه یافته است.

 

منبع:

Habib, Lila K., Michelle TC Lee, and Jerry Yang. “Inhibitors of catalase-amyloid interactions protect cells from β-amyloid-induced oxidative stress and toxicity.” Journal of Biological Chemistry 285.50 (2010): 38933-38943.