تعديل خلايا الخميرة لإنتاج إنزيم بشري يستخدم كدواء فعال

السوسنة - تمكن فريق بحثي من جامعة الرور في مدينة بوخوم الألمانية، ولأول مرة في التاريخ من تعديل خلايا الخميرة وراثيا لإنتاج إنزيم DNase1 الحيوي المسؤول عن تكسير الحمض النووي الزائد في الجسم.

ويمكن أن تساهم هذه العملية في تخفيض تكاليف علاج التليف الكيسي (الفيبروز الكيسي) وتعفن الدم (الإنتان) ومضاعفات كوفيد-19، كبديل للطرق العلاجية باهظة الثمن.

يذكر أن DNase1 هو إنزيم يحطم الحمض النووي الحر، مما يساعد على تخفيف المخاط السميك في الرئتين لدى مرضى التليف الكيسي، أو إذابة الجلطات الدقيقة في حالات الإصابة بالإنتان وكوفيد-19.

وعادة ما يتم إنتاج هذا الإنزيم باستخدام خلايا مبيض الهامستر (خلايا CHO)، وهي عملية غالية ومعقدة، حيث تتطلب تعديلا كيميائيا لضمان انقسام الخلايا إلى ما لا نهاية، كما تستغرق شهورا وتكلف ما يصل إلى 100 ألف دولار لكل كيلوغرام من الإنزيم.

وقام فريق البحث بقيادة البروفيسورة بياتا براند-سابيري والدكتور ماركوس نابيراي باستخدام فطر الخميرة Pichia pastoris، حيث قاموا بإدخال الجين البشري المسؤول عن إنتاج DNase1 في الخميرة باستخدام نبضات كهربائية، مما جعلها قادرة على تصنيع الإنزيم. وبعد ذلك، تمت زراعة الخميرة في مفاعلات حيوية، ثم عزل الإنزيم وتنقيته.

ويتوقع أن تساهم هذه الطريقة الجديدة في إنتاج الإنزيم بكميات كبيرة بتكلفة أقل، مما قد يفتح آفاقا جديدة لعلاج العديد من الأمراض التي تعتمد على هذا الإنزيم.

يذكر أن التليف الكيسي (الفيبروز الكيسي) يصيب حوالي 160 ألف شخص حول العالم، بينما تبلغ تكلفة علاجه باستخدام إنزيم DNase1 ما بين 10 آلاف إلى 30 ألف دولار سنويا لكل مريض.

من المتوقع أن يُخفض إنتاج الإنزيم باستخدام الخميرة التكلفة بنسبة 30-50%، مما سيجعل العلاج متاحا في الدول الفقيرة ولذوي الدخل المحدود.

كما يُظهر الإنزيم نتائج واعدة في علاج الإنتان (تعفن الدم) والجلطات الدماغية ومضاعفات كوفيد- 19، حيث يعمل على تحطيم مصائد الحمض النووي خارج الخلايا (NETs)، وهي شبكات من الحمض النووي يمكن أن تُسبب انسداد الأوعية الدموية.

ويشير الباحثون إلى أن إنزيم DNase1 قد يشكل في المستقبل القريب أساسا للأدوية المستنشقة أو القابلة للحقن عند علاج الجلطات الدماغية والالتهابات والأمراض المعدية ، حيث يُظهر نتائج واعدة في تحسين علاج هذه الحالات المرضية.

نُشرت نتائج هذه الدراسة في مجلة PLOS One.