علمیان برای نخستین بار تصاویر از مکانیزم پنهان سرطان ضبط کردند
این تحقیق که در ۲۸ فوریه ۲۰۲۵ منتشر شده، نشان می‌دهد پلیمراز تتا هنگام اتصال به رشته‌های دی‌ان‌ای پارسیده، دگرگونی ساختاری قابل‌توجهی را تجربه می‌کند. با ترسیم حالت فعال وِ الحاقی این آنزیم، پایه‌ای برای طراحی درمان‌های هدفمندتر و موثرتر در برابر سرطان فراهم شده است.
به گزارش آینده، گابریل لندر (Gabriel Lander)، نویسنده ارشد مطالعه، بیان می‌کند: «اکنون تصویری شفاف‌تر از نحوه عملکرد پلیمراز تتا در اختیار داریم که امکان مسدودسازی دقیق‌تر فعالیت آن را می‌دهد.»
🔗 بیشتر بخوانید: عدم ابتلا به عفونت بیمارستانی با فناوری فضایی_آینده
پلیمراز تتا: بازیگری کلیدی در بقای سلول‌های سرطانی
از منظر فنی، پلیمراز تتا یک آنزیم است؛ نوعی پروتئین که واکنش‌های شیمیایی، از جمله فرآیندهای ترمیم سلولی را تسریع می‌کند. آسیب دی‌ان‌ای چالش دائمی برای سلولهاست که میلیون‌ها بار در روز در سراسر بدن رخ می‌دهد.
سلول‌ها معمولاً از مکانیزم‌های بسیار دقیق برای رفع این خرابی‌ها استفاده می‌کنند، اما برخی سرطان‌ها — به‌ویژه ناشی از جهش‌های BRCA1 یا BRCA2 مانند برخی سرطان‌های پستان و تخمدان — این قابلیت را ندارند. در عوض، آن‌ها بر روشی مستعد خطا متکی هستند که توسط پلیمراز تتا مدیریت می‌شود.
🔗 بیشتر بخوانید: آیا وزن و شاخص توده بدنی معیار درستی در سلامتی است؟_آینده
کریستوفر زریو (Christopher Zerio)، نویسنده اول مطالعه و محقق پسادکتر سابق در آزمایشگاه لندر، افزود: «پلیمراز تتا یک مقصد مهم است و بسیاری از شرکت‌های داروسازی آن را راهی امیدوارکننده برای درمان سرطان‌هایی با مسیرهای ترمیم دی‌ان‌ای معیوب می‌دانند.»
اگرچه پژوهش‌های پیشین بخش‌هایی از ساختار این آنزیم را ترسیم کرده‌اند، اما نحوه تعامل آن با دی‌ان‌ای به خوبی شناخته نشده بود.
🔗 بیشتر بخوانید: تخمین جدید: تعداد اشتراک‌های استارلینک در ایران به ۴۰ تا ۵۰ هزار رسیده
زریو می‌گوید: «آنچه ناشناخته مانده بود، نحوه واقعی است که پلیمراز تتا دی‌ان‌ای را پردازش می‌کند، که برای توسعه دارو ضروری است.»
ثبت پلیمراز تتا در لحظه عملکرد
تحقیقات قبل نشان داده که این آنزیم در دو صورت وجود دارد: تترامر (شامل چهار کپی) و دیمر (شامل دو کپی). اما دلیل یا روش تغییر شکل بین این دو حالت ناشناخته بود.
پیش از این مطالعه، ساختار پلیمراز تتا تنها در حالت غیرفعال ثبت شده بود و شکاف علمی بزرگی در مورد نحوه تعامل آنزیم با دی‌ان‌ای باقی مانده بود.
لندر توضیح می‌دهد: «می‌دانیم که تعامل رخ می‌دهد، اما بدون دیدن آن، این مکانیزم همچنان یک راز است.»
با بهره‌گیری از میکروسکوپ الکترونی کریو و آزمایش‌های بیوشیمیایی، تیم پژوهش در میانه فرآیند ترمیم دی‌ان‌ای توسط پلیمراز تتا به کشف شگفت‌انگیزی دست یافت. هرگاه آنزیم به رشته‌های پارسیده متصل می‌شد، بلافاصله از حالت تترامریک به یک پیکربندی دیمری که پیش از این مشاهده نشده بود، دگرگون گردید.
در حالت فعال، پلیمراز تتا دی‌ان‌ای را از طریق یک فرآیند دو مرحله‌ای ترمیم کرد. در 단계 اول، آنزیم دنباله‌های هم‌ساز کوتاه به نام «میکروهومولوژی‌ها» (microhomologies) در رشته‌های شکسته را جستجو می‌کند. به محض شناسایی توالی هم‌ساز، پلیمراز تتا قطعات دی‌ان‌ای را به هم نزدیک نگه می‌دارد تا بدون نیاز به انرژی اضافی به هم الحاق شوند. برخلاف بسیاری از آنزیم‌ها که برای عملکرد خود به تامین انرژی نیاز دارند، پلیمراز تتا بر جاذبه طبیعی میان توالی‌های هم‌ساز دی‌ان‌ای تکیه می‌کند و اجازه می‌دهد به‌صورت خودبه‌خود در جای خود قرار گیرند.
زریو تأکید می‌کند: «اگر بتوانیم این فرآیند را مسدود کنیم، می‌توانیم سرطان‌های وابسته به پلیمراز تتا را نسبت به درمان حساس‌تر سازیم.»
پلیمراز تتا در سطوح پایین در سلول‌های سالم تولید می‌شود و همین امر آن را به مقصدی امیدوارکننده برای درمان سرطانی تبدیل می‌کند. برخلاف سلول‌های سرطانی که به این آنزیم وابسته‌اند، سلول‌های سالم بر مکانیزم‌های ترمیم دقیق‌تر و وابسته به انرژی متکی هستند که دقت ترمیم دی‌ان‌ای را تضمین می‌کند. از آنجا که سلول‌های سالم برای بقا نیازی به پلیمراز تتا ندارند، inhibیت فعالیت آن به احتمال زیاد آسیب گسترده‌ای به بافت‌های سالم وارد نمی‌کند.
لندر یادآوری می‌کند: «اکثر داروهای ضدسرطان پروتئین‌هایی را هدف قرار می‌دهند که سلول‌های سالم نیز به آن‌ها نیاز دارند. هدف‌گیری خاص پلیمراز تتا باید تنها سلول‌های سرطانی را از بین ببرد و احتمال عوارض جانبی در طول درمان را کاهش دهد.»
داروهای مهارکننده پلیمراز تتا در حال حاضر در آزمایش‌های بالینی قرار دارند، اما برای اثربخشی کامل باید با درمان‌های دیگر ترکیب شوند. در حالی که این مطالعه می‌تواند پایه توسعه داروهای دقیق‌تر را فراهم کند، تحقیقات بیشتر نقش‌های احتمالی دیگر این آنزیم در کارکردهای سلولی را آشکار خواهد ساخت.