ارزیابی اثرات برخی پپتید های اتصال یابنده به رسپتور Trk Bبر روی رده های سلولی Sk-ov-3 و Ov-car-3
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته پزشکی (آموزش_و_پژوهش)
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد.
سرطان به عنوان دومین عامل مرگ ومیر بعد از بیماریهای قلبی ساخته شده است،یکی از مهمترین پروتئینهای انکوژن TREKB می باشد که لیگاند اختصاصی آن BDNF(Brain derived neutrophic factor) می باشد وبیان بیش از حد این گیرنده در سرطانهای پروستات و مولتیپل مایلوما و تخمدان و تیروئید مشاهده شده است.
BDNF با اتصال خود به گیرنده TRK B باعث دایمراسیون در این گیرنده و ایجاد سیگنالهایی در مسیرآنژیوژنسیس و افزایش میزان تعداد سلولها می شود ،هدف این مطالعه طراحی پپتیدهایی بر علیه گیرنده TRK B (Tropomyosin Receptor B Kinase) به عنوان مهار کننده می باشد،در این مطالعه ابتدا در قسمت Insilico کتابخانه پپتیدی با روش sequence tolerance و backrub ساخته شد و بهینه سازی انرژی پپتید با با استفاده از روش مونتو کارلوانجام شد و پپتیدهایی با حداکثر پایداری بر اساس انرژی توسط نرم افزارRانتخاب شدند و سپس ساختار سه بعدی پپتیدها با استفاده از روش دینامیک مولکولی با استفاده از نرم افزار7 Hyperchem تعیین گردیدو Docking این پپتید ها توسط نرم افزار HADDOCK تکمیل گردید،نحوه اتصال آنها توسط نرم افزار Lighplot انالیز شد و ساختار سه بعدی این پپتید ها با گیرنده توسط نرم افزار PYMOL نمایش داده شد و در نهایت توالی 2 عدد از بهترین پپتیدها با کمترین انرژی توسط شرکت Tag copeghene دانمارک سنتز شدند .
در قسمت آزمایشگاهی، ابتدا با انجام تست MTT اثر توکسیک پپتید یک و دو در غلظتهای 50 ،200 ،350، 500 نانو مولار و سیکلو تراکسین در غلظت 200 نانو مولار به عنوان کنترل مثبت بر روی رده سلولی ,RPMI822, Sk-ov-3,Ov-car-3U266 مطالعه شد و سپس فلوسایتومتری برای سلولها با کیت ّّّFITC-Annexin V در غلظتهای 450 و 350 نانو مولار برای پپتید یک و دو و در غلظت 200 نانو مولار برای سیکلو تراکسین انجام گردید، سپس پروتینها بعد از تیمار با استفاده از لیز بافر ، لیز شده و پروتئین های آنها استخراج گردید و غلظت پروتئین توسط دستگاه اسپکترومتری برادفورد مشخص شد و سپس Western blotting برای بررسی میزان بیان پروتئینها بعداز تیمار انجام شد.
یافته هانشان داد که پپتیدهای طراحی شده دارای تمایل اتصال بالایی به رسپتور TrkBمی باشند و باعث مهار رشد سلولی در رده سلولی مذکور شده اند و نتایج این مطالعه نشان داد که مهار رسپتور Trk B می تواند به توقف رشد سلول سرطانی منجر شود.
سرطان سلولها به طور غیر عادی تقسیم و تکثیر شده و بافت‌های سالم را از بین برده می شود. سلولهای سرطانی از حالت عادی تقسیم و رشد سلولها جدا می شود. سرطان به عنوان دومین عامل مرگ ومیر در جهان بعد ازسکته قلبی شناخته شده است و در واقع سرطان به علت مرگ بالای آن به عنوان یک عامل کشنده محسوب می شود و طبق آمار جهانی در سال 2011 در حدود 1596670 نفر مبتلا و در حدود 571950 نفر در اثر این بیماری جان خود را از دست داده اند(1). آمار نشان داده است مرگ در اثر سر طان 1 نفر از هر 4 آمریکایی می باشد و در ایران سر طان به عنوان سومین عامل مرگ ومیر می باشد(2). بیشترین سرطانهای شایع شامل سرطان های ریه، معده ، کولورکتال، کبد و سرطان پستان می باشد(3, 4). سرطان دارای دو جنبه محیطی( در حدود 90% ) و ژنتیکی ( در حدود 10%) می باشد که از علتهای محیطی می توان به سیگار، رژیم های غذایی و چاقی، پرتوافکنی، عفونت، استرس، فقدان فعالیت فیزیکی وآلودگی محیطی اشاره نمود(5). تنباکو دارای چندین عامل کارسینوژن شامل نیتروزامین و هیدروکربن های آروماتیک است که ارتباط مستقیم با سرطان ریه و حنجره دارند و رژیم غذایی و کمبود فعالیت فیزیکی علت 30% از سرطان ها می باشد(6, 7). پرتوافکنی یونیزه و غیر یونیزه با سرطان در ارتباط می باشند. شکست DNA بوسیله پرتو افکنی منجر به فعالیت ژنی، خاموش شدن و حذف شدگی در کروموزوم می شود. وراثت در بسیاری از سرطانها نقش مهمی ندارد ولی بعضی از جهش ها در ژن BRCA1 منجر به سرطان پستان و تخمدان می شود که به عدم تعادل تولید سلولها و مرگ سلولی منجر می شود که دو جنبه مهم در چرخه سلولی می باشند(8, 9). عوامل ژنتیکی به 2 گروه طبقه بندی می شوند، انکوژن ها که منجر به رشد سلولی می شود و گروه دیگر که نقش مهمی در مهار رشد و تقسیم سلولی دارند به نام تومور ساپرسور هاشناخته شده اند(10, 11). از مهمترین انکوژن ها می توان RAS ,WNT ,MYC ,ERK و TRK را نام برد(12) و از تومور ساپرسورها می توان به p21, p27 p53, p16, p15, p19 وp18 که در سرطانهای مختلف یافت شده اند اشاره کرد(13, 14). البته لازم به ذکر است که تغییرات ژنتیکی برای ایجاد بعضی از سرطان ها لازم می باشد که این جهش ها به میزان متفاوتی در سرطان های مختلف رخ می دهند. اخیرا نشان داده شده است که تعدادی از پروتو انکوژن ها و تومور ساپرسور ها در سلول به وسیله سیستم تخریبی ubiquitin-proteasome کنترل می شوند(15, 16)، از عوامل دیگری که درایجاد سرطان نقش دارند می توان به تغییرات اپی ژنتیک شامل هایپومتیلاسیون و هایپرمتیلاسیون در سطح DNA اشاره کرد(17, 18)، هایپر متیلاسیون منطقه پروموتور ژن های ساپرسور منجر به کاهش ترجمه این ژنها می شود که به سلول اجازه می دهد بصورت افسار گریخته رشد کند. ژن های جهش یافته در رشد و مرگ سلولی، اندرکنش های سلول –سلول و مسیر های سیگنالینگ سلولی نقش دارند، بی نظمی در چرخه سلولی به عنوان یک عامل خیلی مهم در پاتولوژی سرطان مطرح می باشد(19, 20)، بطوری که جهش درژن هایی از قبیل p53 در 50% از موارد سرطانها دیده شده است(21, 22) در سرطان تغییرات ژنومی، باعث ایجاد موتاسیون هایی می شود که در نهایت منجر به تولید ژن های انکوژن با عملکرد غالب واز دست رفتن عملکرد ژن های ساپرس کننده تومور می شود، که باعث رشد سلولی بیش از حد و غیر نرمال می شود. تومورها به دو گروه طبقه بندی می شوند که شامل تومورهای خوش خیم و بدخیم می باشند(23) سرطان دارای انواع مختلفی می باشد: کارسینوما که از سلو لهای اپی تلیال منشا می گیرند که بیشترین موارد سرطان را شامل می شوند(24, 25)، سارکوما که از بافت های پیوندی مانند استخوان و غضروف و غیره منشاء می گیرند که در حقیقت از سلو لهای مزانشیمی منشا گرفته اندو لوکمیا که از دو نوع از سلولهای هماتوپوئتیک و سلو لهای لنفوما منشا می گیرد و در کودکان حدود 30 % از تومور ها را شامل می شوند، تو مور های سلول زایا در سلو لهای بیضه ، تخمدان و بلاستوما (که از سلو لهای جفتی منشا می گیرد) دیده می شوند(26, 27).
درمان سرطان
امروزه روشهای مختلفی برای درمان سرطان وجود دارد که شامل جراحی، شیمی درمانی، رادیو تراپی، هورمون درمانی و ژن درمانی و اخیرا از داروهای بیولوژیکی مانند مونوکلونال آنتی ابادی، میکرو RNA، نوکلئوتید اسیدها و پپتید تراپی برای درمان سرطان استفاده می شود(28, 29)، که با توجه به پیشرفتی های اخیر در علم پوتئومیکس، امروزه پپتید درمانی به عنوان یک روش درمانی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است(30-32)، با ظهور کتابخانه پپتیدی، پپتید درمانی یک نقش مهم را در درمان بیماریهای مختلف از آلزایمر تا سرطان را ایفا می کنند(33, 34)، در حال حاضر پپتید ها با سایزها ی مختلف به عنوان دارو در بازار موجود می باشند (جدول شماره1)، پپتید ها با دو روش بیوسنتتزی (از طریق قطعات میکروبیال نوترکیب یا طبیعی ) یا شیمیایی (از طریق کونژوکه شدن با مولکولهای کوچک یا الحاق با آمینو اسید های غیر طبیعی با طراحی های مختلف ) سنتز شوند(35, 36)در درمان سرطان سایز کوچک پپتیدها به عنوان یکی از مزایای آنها در درمان مطرح می باشد چون می تواند به راحتی وارد سلول شود و همچنین تحقیقاتی در مورد کاربرد پپتید ها در واکسیناسیون و هدف درمانی دارو (Drug targeting) در سرطان مطرح شده است(3, 37). بیشتر درمانها که اخیرا برای درمان سرطان استفاده می شود دارای اختصاصیت پایین و همچنین دارای عوارض جانبی زیادی می باشند ولی پپتید ها به عنوان دارو دارای مزایایی از قبیل اختصاصیت بالا و عوارض جانبی کمتر می باشند(3, 38, 39) بنابراین به علت افزایش جذب سلولی و مزایای دیگر آن که اشاره خواهد شد در درمان و حتی در واکسیناسیون درمانی هم استفاده می شوند(40)، در مطالعات انجام شده بر روی سرطان، پپتید ها در مواردی به عنوان مهار کننده آنژیوژنسیس استفاده شده اند که باعث مهار اتصال آلفا 5 انتگرین به لیگاندهایش می شود که خود منجر به توقف رشد سلولهای سرطانی می گردد(41)، در مواردی پپتیدها به عوامل سایتو توکسیک مانند دکسوروبیسین متصل و اثر درمانی می گذارد، که در یک مطالعه پپتید ها به منظور افزایش اثر دارو و کاهش سمیت سلولی بکار گرفته شده اند(42)، پپتید های با خاصیت آنتی میکروبیال می توانند به عنوان القاءکننده آپوپتوزیس مورد استفاده قرار گیرند(38, 43)