مهدی ایرانی

سرطان یکی از مهم‌ترین مسائل بهداشت جهانی است و پس از بیماری‌های قلبی–عروقی، دومین علت اصلی مرگ‌ومیر در سراسر جهان به شمار می‌رود. امروزه روش‌های متعددی برای درمان سرطان وجود دارد که رایج‌ترین آن‌ها شامل شیمی‌درمانی، پرتودرمانی، جراحی، هورمون‌درمانی، ایمونوتراپی و یا ترکیبی از این روش‌ها است. با افزایش درک مکانیسم‌های مولکولی پاتوژنز سرطان و ویژگی‌های ژنتیکی سلول‌های سرطانی، امکان استفاده از داروهای نوین فراهم شده است که عمدتاً شامل نانوبادی‌ها و آنتی‌بادی‌های مونوکلونال، مهارکننده‌های مولکولی کوچک، فناوری‌های مبتنی بر RNAهای کوچک و پروتئین‌های سمی کایمریک با سمیت اختصاصی طراحی‌شده می‌باشند. سموم گیاهی، از جمله ریسین، به دلیل فعالیت ضدتوموری قوی، توجه زیادی را در درمان سرطان به خود جلب کرده‌اند؛ با این حال، هدف‌گیری غیر‌اختصاصی آن‌ها توسعه داروهای مشتق از ریسین را با چالش مواجه ساخته است. هدف از این پژوهش، طراحی و تولید یک پروتئین هیبریدی مبتنی بر زنجیره A سمی ریسین با توانایی شناسایی گیرنده HER2 در سلول‌های سرطانی بود. بدین منظور، زنجیره A ریسین به‌وسیله دو نوع لینکر انعطاف‌پذیر (GGGGS) و سخت (EAAAK) به شش توالی پپتیدی هدف‌گیرنده HER2 متصل شد و در مجموع 12 ساختار هیبریدی طراحی گردید. مدل‌سازی همولوژی و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی به‌منظور ارزیابی پایداری ساختاری انجام شد و برهم‌کنش این ساختارها با گیرنده HER2 با استفاده از داکینگ مولکولی بررسی گردید. نتایج نشان داد که دو ساختار، بیشترین شباهت ساختاری به ریسین آزاد و بالاترین میل اتصال به گیرنده HER2 را دارند. در نهایت، ساختار شماره 10 (CP10) شامل RICINA-GGGGS-MSRTMS به‌عنوان کاندید مناسب جهت بررسی سمیت علیه سلول‌های سرطانی انتخاب شد. توالی کدکننده این پروتئین هیبرید، پس از بهینه‌سازی کدونی برای بیان در باکتری، سنتز و در وکتور pET28a(+) کلون شد و سپس به سویه بیانی Escherichia coli BL21(DE3) منتقل گردید. بیان پروتئین با استفاده از SDS-PAGE و وسترن بلات تأیید شد. تخلیص پروتئین تحت شرایط دناتوره، به‌وسیله کروماتوگرافی تمایلی مبتنی بر His-tag و رزین Ni-NTA انجام گرفت. ارزیابی سمیت پروتئین هیبرید بر رده سلولی SKBR3 با استفاده از آزمون MTT نشان داد که افزایش غلظت پروتئین به‌طور معنی‌داری موجب کاهش زنده‌مانی سلول‌ها می‌شود (P<0.01). این اثر در زمان‌های انکوباسیون طولانی‌تر، به‌ویژه 72 ساعت، تشدید شد، به‌طوری‌که در بالاترین غلظت (20 میکروگرم بر میلی‌لیتر)، زنده‌مانی سلولی به کمتر از 40% کاهش یافت. در مقابل، کمترین تأثیر بر زنده‌مانی سلولی در غلظت پایین‌تر (16/0 میکروگرم بر میلی‌لیتر) و زمان 24 ساعت مشاهده شد. مقادیر IC₅₀ در زمان‌های 24، 48 و 72 ساعت به‌ترتیب 06/50، 5/6 و 49/4 میکروگرم بر میلی‌لیتر محاسبه گردید که بیانگر اثر سیتوتوکسیک قوی این پروتئین هیبریدی است. در مجموع، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که پروتئین هیبرید طراحی‌شده می‌تواند به‌عنوان یک کاندید نویدبخش برای شناسایی و حذف سلول‌های سرطانی HER2-مثبت در مطالعات پیش‌بالینی و بالینی آینده مورد استفاده قرار گیرد.