از ظرفیت‌های زیستی تا پزشکی آینده

به گزارش روابط عمومی و اطلاع‌رسانی فرهنگستان علوم، در نشست «پپتیدهای درمانی؛ پلی میان زیست‌شناسی و پزشکی آینده» که توسط گروه زیست‌پزشکی فرهنگستان علوم برگزار شد، ظرفیت‌های علمی و فناورانه پپتیدهای درمانی، کاربردهای این ترکیبات در درمان بیماری‌ها و چشم‌انداز استفاده از فناوری‌های نوین از جمله نانوفناوری و هوش مصنوعی در طراحی و توسعه پپتیدهای درمانی بررسی شد.

دکتر زهره افتخاری عضو هیئت‌علمی انستیتو پاستور ایران و همکار مدعو گروه زیست‌پزشکی فرهنگستان علوم در این نشست با تشریح ویژگی‌های پپتیدها اظهار کرد: پپتیدها زنجیره‌هایی از اسیدهای آمینه هستند که با وجود ساختار نسبتاً ساده، از عملکردهای زیستی متنوعی برخوردارند. قابلیت اتصال به گیرنده‌ها، آنزیم‌ها، کانال‌های یونی و غشاهای سلولی و همچنین امکان طراحی و اصلاح ساختار، این ترکیبات را به یکی از زمینه‌های مهم در توسعه داروهای نوین تبدیل کرده است.

وی با اشاره به منابع گسترده طبیعی پپتیدهای زیست‌فعال افزود: موجودات زنده از جمله انسان، گیاهان، باکتری‌ها، حشرات، عقرب‌ها، مارها، عنکبوت‌ها و موجودات دریایی، مجموعه‌ای گسترده از مولکول‌های زیست‌فعال را در اختیار پژوهشگران قرار داده‌اند. این ترکیبات می‌توانند مبنایی برای شناسایی، طراحی و مهندسی پپتیدهای جدید با کاربردهای درمانی باشند.

در ادامه این نشست، روند توسعه داروهای پپتیدی و کاربردهای آن‌ها در حوزه‌های مختلف پزشکی بررسی شد. بر اساس مطالب ارائه‌شده، بیش از ۸۰ داروی پپتیدی تأییدشده برای درمان در دسترس است و شمار قابل توجهی از ترکیبات پپتیدی نیز در مراحل بالینی و پیش‌بالینی توسعه قرار دارند.

دکتر افتخاری با اشاره به تنوع کاربردهای این ترکیبات گفت: پپتیدهای درمانی در حوزه‌هایی همچون بیماری‌های متابولیک، عفونت‌های میکروبی، سرطان، بیماری‌های خودایمن، تنظیم پاسخ ایمنی و بیماری‌های مرتبط با کانال‌های یونی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.

وی افزود: یکی از حوزه‌های موفق کاربرد پپتیدهای درمانی، بیماری‌های متابولیک است که در آن تنظیم قند خون، اشتها، دریافت غذا و متابولیسم انرژی مورد توجه قرار دارد. توسعه آنالوگ‌های پپتیدی با ماندگاری بیشتر نیز از مسیرهای مهم داروسازی نوین محسوب می‌شود.

بخش دیگری از این ارائه به پپتیدهای ضدمیکروبی اختصاص داشت. در این بخش، افزایش مقاومت میکروبی و کاهش اثربخشی برخی آنتی‌بیوتیک‌ها به‌عنوان یکی از چالش‌های مهم درمان عفونت‌ها مورد توجه قرار گرفت.

بر اساس مطالب ارائه‌شده، پپتیدهای ضدمیکروبی می‌توانند از طریق مکانیسم‌هایی مانند اختلال در غشای میکروبی، نفوذ به سلول و اثرگذاری بر اهداف داخل سلولی عمل کنند. با این حال، مسائلی مانند سمیت، پایداری و هزینه تولید از چالش‌های مهم توسعه این ترکیبات به شمار می‌روند.

در ادامه، کاربرد پپتیدها در حوزه سرطان بررسی شد. به گفته دکتر افتخاری، این ترکیبات می‌توانند برای هدف‌گیری سلول‌های سرطانی، مهار مسیرهای پیام‌رسانی سلولی، تحریک مرگ سلولی، انتقال دارو و شناسایی سلول‌های سرطانی مورد استفاده قرار گیرند. وی با اشاره به اهمیت هدف‌گیری در درمان سرطان افزود: پپتیدهای هدفمند می‌توانند با اتصال به گیرنده‌های اختصاصی، دارو را به سلول هدف منتقل کرده و امکان افزایش تجمع دارو در بافت موردنظر را فراهم کنند.

در این بخش، نتایج پژوهشی مرتبط با MeuKTx و فرمولاسیون نانوپپتیدی آن نیز ارائه شد و یافته‌های مربوط به اثرات این ترکیب بر مرگ سلولی و فروپتوز در مطالعات آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت.

بخش دیگری از این نشست به نقش پپتیدها و پروتئین‌ها در طراحی واکسن اختصاص داشت. شناسایی اپی‌توپ‌های ایمنی‌زا، طراحی واکسن‌های اپی‌توپی، افزایش اختصاصیت پاسخ ایمنی، مهندسی توالی پپتیدها و استفاده از نانوحامل‌ها و ادجوانت‌ها از جمله محورهای مطرح‌شده بود. همچنین ظرفیت هوش مصنوعی و بیوانفورماتیک برای پیش‌بینی اپی‌توپ‌های مناسب، بررسی اتصال به MHC و طراحی سریع کاندیداهای واکسن مورد توجه قرار گرفت. در این چارچوب، واکسن‌های شخصی‌سازی‌شده، به‌ویژه در حوزه سرطان، از زمینه‌های مورد توجه برای پژوهش‌های آینده معرفی شدند.

دکتر افتخاری در ادامه به کاربردهای تشخیصی پپتیدها اشاره کرد و گفت: پپتیدها علاوه بر کاربرد درمانی می‌توانند به‌عنوان نشانگر زیستی، عامل تصویربرداری، مولکول شناسایی‌کننده سلول و ابزار تشخیص هدفمند مورد استفاده قرار گیرند. به گفته وی، ترکیب قابلیت‌های تشخیصی و درمانی پپتیدها می‌تواند زمینه توسعه رویکردهای درمان‌تشخیصی (Theranostics) را فراهم کند.

در بخش دیگری از این نشست، نقش هوش مصنوعی در کشف و طراحی پپتیدها مورد بررسی قرار گرفت. پیش‌بینی ساختار، طراحی توالی، پیش‌بینی فعالیت زیستی، شناسایی اهداف، غربالگری کاندیداها و بهینه‌سازی پپتید از جمله کاربردهای این فناوری عنوان شد.

همچنین توسعه پلتفرم‌های هوش مصنوعی چندوجهی و تفسیرپذیر برای پیش‌بینی ایمنی، سمیت، فارماکوکینتیک و اثربخشی نانوداروهای مورد استفاده در درمان سرطان به‌عنوان یکی از مسیرهای آینده این حوزه مطرح شد.

در بخش پایانی نشست، مسیر تبدیل یک پپتید از مرحله کشف تا محصول دارویی مورد بررسی قرار گرفت. این مسیر شامل شناسایی، طراحی هدفمند، بهینه‌سازی، فرمولاسیون، مطالعات پیش‌بالینی، کارآزمایی بالینی و در نهایت ورود به بازار است.

در این ارائه تأکید شد که تحقق این فرایند نیازمند همکاری میان حوزه‌های مختلف علمی و فناورانه از جمله زیست‌شناسی، زیست‌فناوری، داروسازی، پزشکی، دامپزشکی، نانوفناوری، بیوانفورماتیک و صنعت است.

همچنین پایداری پایین برخی پپتیدها، تجزیه سریع در بدن، دشواری رسانش، هزینه تولید، مقیاس‌پذیری، ایمنی و سمیت احتمالی و پیچیدگی مطالعات بالینی از جمله چالش‌های توسعه داروهای پپتیدی عنوان شد. بر همین اساس، تأکید شد که کشف یک پپتید، تنها نخستین مرحله در مسیر طولانی تبدیل آن به یک داروی قابل استفاده است.

در پایان این نشست، بر اهمیت بهره‌گیری از ظرفیت‌های زیستی طبیعت و تلفیق آن با زیست‌فناوری، نانوفناوری و هوش مصنوعی برای طراحی و توسعه درمان‌های هدفمند و فناوری‌های پزشکی آینده تأکید شد.