به گزارش ایسنا و به نقل از وب‌سایت رسمی "دانشگاه برن"(University of Bern) سوئیس، چرخه اوره، مسئول حذف ضایعات حاوی نیتروژن ناشی از تجزیه پروتئین در ارگانیسم است. اگر آنزیم "OTC" در این چرخه وجود نداشته باشد، تجمع آمونیاک تا سطوح سمی افزایش می‌یابد. کمبود OTC، شایع‌ترین اختلال در چرخه اوره به شمار می‌رود و تاکنون با دارو قابل درمان نبوده است.

ژن OTC، روی کروموزوم X قرار دارد. این بدان معناست که نشانه‌های اختلال معمولا در نوزادان دختر، ضعیف‌تر است. از سوی دیگر، در نوزادان پسر که یک کروموزوم X و یک کروموزوم Y دارند، کمبود ژن OTC تأثیر چشمگیری دارد. در پسران نوزاد، سمی بودن آمونیاک ناشی از کمبود OTC، اغلب کشنده است. گروه پژوهشی دانشگاه برن به دنبال راه‌هایی برای بررسی داروها در برابر کمبود OTC در آزمایشگاه بودند.

مدل ابتدایی

این گروه پژوهشی ابتدا طی فرآیندی دقیق، سلول‌های کبد را از بافت پوست بیماران تولید کردند. این کار بدین صورت بود که ابتدا، یک نمونه بافت از پوست بیماران مبتلا به کمبود OTC و همچنین از یک گروه شامل افراد سالم گرفته شد. نمونه‌ها طی یک فرآیند پیچیده، به گونه‌ای تغییر یافتند که مانند سلول‌های بنیادی عمل کنند. این فرآیند مهندسی، توسط "شینیا یاماناکا"(Shin'ya Yamanaka) توسعه داده شد و جایزه نوبل پزشکی سال ۲۰۱۲ را برای او به ارمغان آورد.

دکتر "الکساندر لامل"(Alexander Lämmle)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما با استفاده از فناوری سلول‌های بنیادی القایی، موفق شدیم نوعی از سلول‌های کبد را تولید کنیم که تا حد زیادی مانند سلول‌های کبد به دست آمده از بیماران عمل می‌کنند. ما دریافتیم که سلول‌های کبد القایی، اوره کمتری را نسبت به سلول‌های واقعی و سالم کبد دفع می‌کنند. این موضوع، مستقل از این است که آنها از افراد سالم به دست آمده‌اند یا افراد بیمار.

پژوهشگران توانستند دلیل این رفتار را مشخص کنند. سلول‌های بنیادی مهندسی‌شده، با کمبود "آکواپورین ۹"(Aquaporin 9) روبرو بودند که یک پروتئین حامل در غشای سلولی است. دلیل این کمبود، نابالغ بودن سلول‌های مصنوعی کبد است.

کلیدی برای عملکرد سلول مصنوعی کبد

آکواپورین‌ها، انتقال آب و برخی مواد را از طریق غشای سلولی سازمان‌دهی می‌کنند. آکواپورین ۹ مسئول انتقال اوره است. پژوهشگران در مرحله بعد، فرآیندی را توسعه دادند که طی آن، تشکیل آکواپورین ۹ در سلول‌های بنیادی القا شد. در نتیجه، سلول‌های کبد تولید شده با فناوری، رفتار خود را تغییر دادند. آنها مانند سلول‌های سالم توانستند آمونیاک را به اوره تجزیه کنند و به دفع اوره بپردازند. این کار، زمینه را برای آزمایش عملکرد سلول‌های مصنوعی کبد فراهم می‌کند.

آزمایش عوامل درمانی

کمبود OTC با این واقعیت مشخص می‌شود که ساختارهای پیچیده پروتئین OTC به درستی عمل نمی‌کنند. آنها مانند بسیاری از پروتئین‌های بزرگ‌تر، به عوامل کمک‌کننده برای جمع شدن و عملکرد مناسب نیاز دارند.

دکتر "یوهانس هابرله"(Johannes Häberle)، از پژوهشگران این پروژه گفت: پروتئین‌های موسوم به "شپرون"(Chaperone) اطمینان حاصل می‌کنند که مولکول‌های آنزیم به درستی تا می‌شوند و آماده‌سازی آنزیم برای استفاده یا تنظیم مجدد به درستی صورت می‌گیرد. این مدل آزمایشی جدید در حال حاضر برای افراد مبتلا به کمبود OTC استفاده می‌شود تا اطلاعات بیشتری را در مورد کمبود OTC و درمان‌های احتمالی آن ارائه کند.

این پژوهش، در مجله "Hepatology" به چاپ رسید.