عضو هیئت علمی دانشگاه شیراز گفت: برای نخستین بار، پژوهشگران دانشکده علوم دانشگاه شیراز با ایجاد نوآوری در فناوری تولید آزمایشگاهی انسولین نوترکیب انسانی، این دارو را در میزبان باکتریایی با موفقیت تولید کردند.
به گزارش ایسنا رضا یوسفی گفت: پژوهش پیرامون تولید آزمایشگاهی انسولین نوترکیب انسانی، با همکاری محسن اکبریان، دانشجوی دکتری سلولی-مولکولی دانشگاه شیراز در آزمایشگاه شیمی پروتئین دانشکده علوم این دانشگاه انجام شده است .
او اضافه کرد: این پژوهش بخشی از پروژه بزرگ آزمایشگاه شیمی پروتئین با هدف بهینه سازی تولید آزمایشگاهی انسولین انسانی و آنالوگ‌های آن است که در قالب همکاری با کرسی یونسکوی دانشگاه تهران در تحقیقات بین رشته ای و با محوریت دیابت، مستقر در مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک دانشگاه تهران، در حال انجام است .
استاد دانشکده علوم دانشگاه شیراز گفت: حدود یک قرن از کشف انسولین به عنوان هورمون تنظیم کننده قند خون می گذرد. به دلیل گسترش روزافزون بیماری دیابت در جامعه انسانی این هورمون در صدر فهرست پرفروش‌ترین داروهای پروتئینی و پپتیدی در جهان قرار دارد.
او ادامه داد: به واسطه وظایف فیزیولوژیک مهم انسولین و همین طور به دلیل اهمیت بالای این دارو برای جامعه انسانی، تا کنون چهار جایزه نوبل به پژوهشگرانی اعطا شده است که مطالعات مهمی بر روی این هورمون پپتیدی داشته اند. از منظر ساختاری انسولین متشکل از زنجیره پپتیدی آلفا ( ۲۱ آمینواسید) و زنجیره پپتیدی بتا (۳۰ امینو اسید) است که با دو پیوند دی سولفیدی به همدیگر متصل هستند.
این استاد دانشگاه شیراز گفت: این هورمون درسلول های جزایر لانگرهانس پانکراس به شکل کمپلکس هگزامری (شش تایی) ساخته و ذخیره می شود و پس از رها شدن در خون به مولکول های مونومر (یک تایی) فعال تبدیل می گردد. محرک های نظیر گلوکز وپروتئین های موجود در غذا باعث ترشح هورمون انسولین از پانکرانس به خون می شوند. ضمن اتصال مولکول مونومر انسولین به پروتئین گیرنده غشای آن در سطح سلول امکان جذب قند آزاد موجود در خون بوسیله بافت های بدن فراهم می شود. هرگونه نقص در ساختار، تولید، ترشح و توانایی این هورمون در فعال سازی گیرنده های غشایی به بیماری دیابت شیرین منجر می شود .
یوسفی اضافه کرد: در بیماران مبتلا به دیابت شیرین نوع ۱ توانایی تولید انسولین به میزان زیادی کاهش می یابد و یا تماماً از بین می رود. این افراد به طور روزانه با تزریق انسولین سعی دارند تا علائم این بیماری را از بین ببرند. در بیماران دیابت نوع ۲ حساسیت بدن به انسولین کم می شود و تعدادی از مبتلایان به این نوع دیابت نیز به تزریق انسولین وابسته هستند.
او گفت: در صورتی‌که بیماران دیابتی با تزریق روزانه انسولین سطح قند خون را تنظیم نکنند بالا بودن طولانی مدت قند آثار مخرب و جبران ناپذیری بر دیگر اندام های بدن از جمله مغز، چشم، کلیه و سیستم قلب و عروقی خواهد داشت. مقایسه جمعیت جهانی ۱۰۸ میلیونی مبتلایان به عارضه دیابت در سال ۱۹۸۰ به جمعیت بالغ بر ۴۲۰ میلیونی این بیماران در زمان حاضر نشان از عدم کنترل و پیشرفت سریع این بیماری در جامعه انسانی دارد. سابقه خانوادگی (ژنتیک)، چاقی، عدم تحرک، مصرف زیاد مواد خوراکی پر کالری، استعمال دخانیات، التهاب، کم خوابی و استرس از عوامل مؤثر در ابتلاء به دیابت نوع ۲ هستند. استرس های اکسایشی همراه با ایجاد رادیکال‌های آزاد مسبب پیشرفت عارضه دیابت هستند که با مصرف غذاهای صنعتی حاوی مواد نگهدارنده، مصرف مواد آرایشی و بهداشتی غیر استاندارد، عدم آرامش محیط و قرار گرفتن بیش از حد در معرض پرتوهای الکترومغناطیسی حاصل می شود .
انسولین، پر مصرف ترین داروی پپتیدی جهان
استاد دانشگاه شیراز گفت: رشد سریع این بیماری متابولیکی در جامعه انسانی، انسولین را به پر مصرف ترین داروی پپتیدی جهان تبدیل نموده است. امروزه بیش از ۸۰ درصد انسولین مصرفی دنیا بوسیله شرکت Novo Nordisk کشور دانمارک تولید و عرضه می شود و میزان فروش جهانی این دارو در زمان حاضر حدود ۳۰ میلیارد دلار است.
یوسفی اضافه کرد: امروزه از میزبان های باکتریایی، سلول های موجودات پستاندار و قارچ ها جهت تولید انسولین نوترکیب انسانی استفاده می شود ولی مشکلات و محدودیت های جدی در روش های تولیدی باعث شده است که مقدار فعلی تولید پاسخگوی نیاز روز افزون این داروی مهم و حیاتی نباشد. میزان بیان ناچیز این هورمون در میزبان های فوق الذکر، تجزیه سریع و مسیر پیچیده و طولانی خالص سازی انسولین، تمایل زیاد این هورمون به لخته شدن و ایجاد فیبر آمیلوییدی از مشکلات جدی است که تولید صنعتی انسولین را با چالش های زیادی مواجه می سازد.
وی گفت: اخیراً پژوهشگران دانشکده علوم دانشگاه شیراز ضمن ایجاد نوآوری در فناوری تولید آزمایشگاهی انسولین نوترکیب انسانی، این داروی ضد دیابتی را در میزبان باکتریایی با موفقیت تولید نموده اند. پژوهشگران دانشگاه شیراز ژن دو زنجیره پپتدی آلفا و بتای انسولینی را به طور جداگانه به ژن یکی از پروتئین های لنز چشم (آلفا کریستالین) متصل نموده‌اند و در ادامه، پلاسمیدهای حاوی ژن های هیبریدی را به میزبان باکتریایی انتقال داده‌اند. به طور اجمال روشی که این گروه پژوهشی برای تولید انسولین نوترکیب انسانی بکار گرفته است، در شکل زیر به نمایش گذاشته شده است.
یوسفی گفت: همان طور که در این شکل آمده است میزبان باکتریایی، دو زنجیره آلفا و بتای انسولینی را به شکل مولکول های هیبریدی با پروتئین لنز چشم تولید می کند. در مرحله بعد، این پژوهشگران به روش برش شیمیایی، دو زنجیره آلفا و بتای انسولینی را از پروتئین حامل (پروتیین آلفا کرستالین لنز چشم) رها ساخته اند. به گفتۀ این پژوهشگران، یکی از مراحل مهم در تولید انسولین اتصال صحیح دو زنجیره آلفا و بتا جهت ایجاد مولکول های فعال انسولینی است که به مرحله الحاق زنجیره ای معروف می باشد. این گروه پژوهشی بعد از خالص سازی زنجیرهای آلفا و بتای انسولین انسانی، از فعالیت چاپرونی پروتئین لنز چشم (آلفا کریستالین) برای تولید مولکول‌های فعال انسولینی استفاده کرده‌اند.
او ادامه داد: پژوهشگران دانشگاه شیراز نشان داده اند که پروتئین چاپرون لنز چشم به میزان قابل توجهی بازده تولید مولکول های فعال انسولینی را در مرحله موسوم به الحاق زنجیره ای بالا می برد. این گروه پژوهشی عنوان نموده اند که روش به کار گرفته شده در این پژوهش قابلیت به کارگیری در تولید صنعتی انسولین و برخی دیگر داروهای پپتدی مشابه را نیز داراست .
دانشگاه شیراز، پیشتاز در علوم پروتئینی و پپتیدی ایران
به گزارش ایسنا، با توجه به اهمیت ویژه حوزه پروتئین و پپتید نخستین کنفرانس علوم پروتئینی و پپتیدی ایران به میزبانی و ابتکار دانشگاه شیراز 19 و 20 آذرماه سال 1393 و سومین کنفرانس ملی علوم پروتئینی و پپتیدی هم ۵ و ۶ اردیبهشت ماه امسال با حضور ۳۰۰ پژوهشگر داخلی و خارجی در دانشگاه شیراز برگزار شد.