شتر ها و کوسه ها ناجی میلیون ها انسان از مرگ حتمی! - مجله تار و سه تار

هر چهار ماه یک بار، آرون لوبو، پاتولوژیست معروف، یکی از پنج کوسه ای که در آزمایشگاهش در دانشگاه ویسکانسین نگهداری می نماید را در یک تور می اندازد و در کمال دقت واکسنی را به کوسه تزریق می نماید. این واکسن کوسه را در مقابل سرطان های انسانی و شاید بعضی بیماری های عفونی مثل کووید 19 ایمن می نماید. چند هفته بعد و پس از آنکه سیستم ایمنی بدن کوسه فعال شد، لوبو، نمونه کوچکی از خون کوسه را جمع آوری می نماید.

در گوشه دیگری از آمریکا، ایمنولوژیستی به نام هید پلو همین فرآیند را برروی آلپاکا (نوعی شتر)، در مزرعه ای در ماساچوست غربی، انجام می دهد. این متخصصان هر دو در پی یک چیز هستند: آنتی بادی های کوچکی که تنها در بدن حیوانات خاصی ساخته می شوند و می توانند نقش پررنگی در سلامت انسان ایفا نمایند.

بیشتر آنتی بادی ها، به میزان پروتئین ها سنگین هستند، ولی آنتی بادی های بدن شترها، کوسه ها و گونه های مشابه آنها، ساده تر و کوچکترند. از زمان کشف این موضوع در اواخر دهه 1980، محققان دریافته اند که این آنتی بادی ها یک نکته جادویی دارند و می توانند به بخش های پنهان مولکول ها چسبیده و به صورت عمیق تری به بافت ها نفوذ نموده و پتانسیل آن ها برای درمان بیماری ها را افزایش دهند.

لوبو دراین باره گفته: این آنتی بادی ها می توانند به گوشه ها و شکاف های کوچکی از پروتئین های مختلف که آنتی بادی های انسانی قادر به دسترسی به آن ها نیستند، نفوذ نمایند.

در دهه های اخیر، تحقیق در خصوص این آنتی بادی های کوچک افزایش یافته و از آنجا که کار آسانی است، می توان با هزینه ای کم، حجم بالایی از آن ها را فراوری کرد. تمام این ویژگی ها سبب می گردد تا این آنتی بادی ها گزینه خوبی برای درمان بسیاری از بیماری ها، از اختلالات انعقادی گرفته تا کووید 19 باشند و محققان بعلاوه درحال استفاده از آن ها برای تشخیص بیماری هایی مثل سرطان و البته به عنوان کلید تحقیقاتی مثل نقشه برداری از درون سلول ها هستند.

لوبو دراین باره گفته: تحقق این وعده ممکن است سال ها طول بکشد، ولی محققان هیجان زیادی دارند و به نظر من این پتانسیل خوبی برای نجات دنیا دارد.

کشف این آنتی بادی های عجیب

اولین اکتشاف درباره این آنتی بادی های غیرعادی در سال 1989 و به وسیله گروهی از دانشجویان دانشگاه فری در بروکسل بلژیک انجام شد. از آنجا که در آن موقع ریسک انجام آزمایش برروی خون انسان، به علت احتمال نهاده شدن در معرض ویروس HIV بالا بود و دانشجویان حاضر به کشتن موش برای انجام این آزمایش ها نبودند، استاد دانشگاه، پیشنهاد استفاده از خون یکی از پستانداران بزرگ را ارائه کرد و مقداری از نمونه خون شتر در اختیار شاگردانش قرار داد.

جالب اینجا بود که آنتی بادی ها در خون شتر در پروتئین های زنجیره سنگین یافت شد و نمونه خون تازه شتر دیگری نیز مورد آزمایش نهاده شد و معین شد که شتر ها با زنجیره های پروتئینی سنگین، آنتی بادی فراوری می نمایند.

طبق گفته یکی از محققان، آنتی بادی های شتر را نیز مثل آنتی بادی انسان ها و یا موش ها، می توان به قطعات کوچکتر و موثرتر قسمت کرد. این قطعات که دامنه های متغیر نامیده می شوند، هدف تجاری هر آنتی بادی ای هستند و می توانند مثل حسگر آنتی بادی به بخش هایی از پاتوژن ها یا سموم و هرماده ای که به عنوان تهدید احتمالی تشخیص داده می گردد، بچسبند.

در آنتی بادی های طبیعی که مثلا بدن شتر نیز آن ها را فراوری می نماید، این دامنه متغیر به صورت جفت ظاهر می گردد؛ یکی از زنجیره سنگین و دیگری از زنجیره ای سبک؛ اما دامنه متغیر زنجیره سنگین، تک قلو است. چند سال بعد محققان دیگری گزارش کردند که بد کوسه ها هم آنتی بادی هایی با زنجیره های سنگین می سازد.

مزایای آنتی بادی های کوچک

دانشمندان نکات زیادی در خصوص مزایای این آنتی بادی های کوچک آموخته اند که بعضی از آن ها بسیار کاربردی است: برخلاف آنتی بادی های بزرگ، این قطعات ریز آنتی بادی در دمای اتاق هم پایدار هستند و نیازی به نگهداری از آن ها در فریزر یا حمل و نقل در دمای پایین نیست. آنتی بادی های کوچک کوسه حتی در صورت جوشاندن نیز تغییری در عملکردشان ایجاد نخواهد شد.

این درحالی است که آنتی بادی های بزرگ پستانداران، باید در دمای پائینی نگهداری شوند که اقدامی پیچیده و پرهزینه خواهد بود؛ ولی آنتی بادی های کوچک را می توان با بهره گیری از باکتری، در حجمی بزرگ فراوری نموده و در زمان و هزینه صرفه جویی زیادی داشت.

این آنتی بادی های کوچک، به درستی و به صورت اتوماتیک سرهم می شوند و شکل درست خود را حفظ می نمایند و جایگزین امیدوارنماینده ای برای آنتی بادی های بزرگ هستند که قطعات بیشتری دارند و ممکن است به اشتباه تغییر حالت دهند. همین تغییر حالت ممکن است به وسیله سیستم ایمنی به عنوان یک مولکول غریبه تشخیص داده شده و باعث ایجاد یک واکنش منفی ایمنی در بدن گردد که عواقبی جدی را برای سلامت فرد به همراه خواهد داشت.

اما ویژگی برجسته آنتی بادی های کوچک، تطبیق پذیری آنهاست که به راحتی می توانند شکل های مختلفی را بپذیرند و وارد نقاط تنگ چه در بافت بدن یا چه در قسمت های کوچک مولکول ها شوند.

آنتی بادی های ضد سرطان

تحقیقات درباره این آنتی بادی های کوچک غیرعادی حالا به ثمر نشسته و در سال 2019، اولین آنتی بادی کوچک برای درمان های پزشکی به نام کابلیوی (Cablivi) از موسسه غذا و داروی آمریکا مجوز دریافت کرد. این آنتی بادی یک اختلال نادر خونی که منجر به لخته شدن خون در رگ های کوچک می گردد را درمان می نماید و در این درمان از اجسام نانو برای اتصال به پروتئین موجود در پلاکت ها استفاده می گردد که مانع از چسبیدن آن ها به یکدیگر خواهد شد.

آنتی بادی های کوچک، می توانند تبدیل به ابراز ارزشمندی برای درمان سرطان شوند؛ آنتی بادی های بزرگ در حال حاضر در ایمونوتراپی برای درمان بعضی سرطان ها استفاده می شوند و در بعضی موارد، آنتی بادی سلول های سرطانی را علامت گذاری نموده تا سلول های سیستم ایمنی بدن بتوانند سلول های سرطانی را تشخیص داده و آن ها را از بین ببرند. در بعضی موارد دیگر نیز ممکن است سلول های ایمنی را به سلول های سرطانی نزدیک نموده تا بدن بتواند بهتر با سرطان مبارزه کند.

این آنتی بادی های کوچک هم می توانند همین کار را انجام دهند و در عین حال به شیوه های دیگری مثل هدف قراردادن پروتئین ها برای کاهش رشد تومور ها یا مسدود کردن رگ های خونی از تغذیه تومورها، مورد استفاده قرار بگیرند. آنتی بادی های کوچکتر احتمالا کمتر از آنتی بادی های ایمونوتراپی، پاسخ ایمنی منفی ایجاد می نمایند که این منجر به بهبود چشمگیر درمان خواهد شد.

در عین حال این آنتی بادی های کوچک به پزشکان یاری می نماید تا سرطان ها را سریع تر تشخیص داده و سلول های بیمار را با دقت بیشتری شناسایی نمایند. آن ها با چسباندن مولکول های ردیاب رادیواکتیو به آنتی بادی های معینی، سلول های سرطانی را دنبال می نمایند.

غلبه بر ویروس ها

دانشمندان با بهره گیری از آنتی بادی های کوچک برای مبارزه با بیماری های عفونی از جمله کووید 19 بهره می برند. وای هونگ تام، محقق بیماری های عفونی در دانشگاه ملبورن در کوشش است تا نانو اجسامی فراوری کند که به بخشی از اسپایک پروتئین SARS-CoV-2 چسبیده تا از ورود ویروس به سلول های بدن جلوگیری نمایند.

آنتی بادی های کوچک ممکن است به وسیله تکنولوژی mRNA حمل شده تا آنتی بادی ها در داخل سلول های بدن افراد سرهم شوند. تزریق واکسن ممکن است بتواند علیه دیگر بیماری های عفونی و مقابله با سمومی مثل بوتولیسم و یا حتی دارو های درمانی برای سرطان یا سایر بیماری ها نیز به کار بیاید.

با مصرف یک قرص ساده می توان این آنتی بادی های کوچک را مستقیما به روده رساند تا بخش زیادی از پاتوژن ها از جمله روتاویروس که به وسیله دستگاه گوارش وارد بدن می شوند را مسدود کرد. محققان حالا در حال توسعه رویکرد های نوی مثل ایجاد نانوبادی های مصنوعی و توسعه موش هایی با سیستم ایمنی شتر برای تحقیقاتشان هستند.

چرا فقط شتر و کوسه؟

دانشمندان هنوز نمی دانند که چرا فقط شتر ها و ماهی های غضروفی مثل کوسه، تنها حیواناتی هستند که آنتی بادی هایی با زنجیره سنگین می سازند. کوسه ها قدیمی ترین موجودات زنده ای هستند که آنتی بادی بخشی از سیستم ایمنی بدنشان را تشکیل می دهد و آنتی بادی هایشان به مراتب پایدارتر از آنتی بادی شترهاست. دانشمندان حدس می زنند که کوسه ها به علت غلظت بالای اوره در خونشان، به این آنتی بادی ها متکی هستند.

کوسه ها 350 میلیون سال قبل از شتر ها تکامل یافته اند؛ هرچند که زنجیره های سنگین آنتی بادی در بدن شتر ها نیز نسبتا قدیمی هستند و در شتر های دنیا قدیم و شتر های نسل نو (مثل لاما ها و آلپاکاها) نیز یافت می شوند که این حکایت از آن دارد که آنتی بادی ها در اوایل دوران تکامل شتر ها در بدنشان پیشرفته اند. زنجیره های سنگین آنتی بادی در بدن کوسه ها احتمالا قدیمی ترین مولکول های ایمنی هستند که هنوز وجود دارند، ولی به نظر می رسد که آنچه در آینده شاهدش خواهیم بود بسیار هیجان انگیز خواهد بود.

دانلود

فیلم اصلی