تمكن فريق بحثي من جامعة واشنطن للطب من كشف النقاب عن الآلية الجزيئية الدقيقة التي ينظم من خلالها فيتامين K عملية تخثر الدم في الجسم، هذا الاكتشاف الذي نشر في مجلة Nature المرموقة يمثل طفرة علمية في فهمنا للعمليات البيوكيميائية المعقدة التي تحكم نظام التخثر الدموي.
كيف ينظم فيتامين k تخثر الدم
كشفت الدراسة عن التفاصيل الدقيقة لطريقة عمل إنزيم "فيتامين K-دependent gamma carboxylase" (VKGC) وهو إنزيم غشائي أساسي في عملية تخثر الدم، ويعمل هذا الإنزيم على تنشيط بروتينات التخثر في الكبد، وتحفيز عملية "غاما كربوكسيلاشن" الكيميائية وضبط التوازن الدقيق بين التخثر والنزيف
واستخدم الباحثون تقنية المجهر الإلكتروني فائق البرودة (Cryo-EM) التي حصل مبتكروها على جائزة نوبل في الكيمياء عام 2017، إن هذه التقنية مكنت العلماء من تصوير الإنزيم بدقة غير مسبوقة تصل إلى المستوى الذري، ورصد التغيرات التركيبية للإنزيم في حالاته الوظيفية المختلفة، وفهم التفاعلات الجزيئية الدقيقة التي تحدث عند الأغشية الخلوية.
آثار هذا الاكتشاف في تطوير أدوية تخثر دون آثار جانبية
إن هذا الاكتشاف سيساهم بشكل كبير في تحسين أدوية مميعات الدم الحالية، وتطوير جيل جديد من مميعات الدم (مثل الوارفارين) بأقل آثار جانبية، وتحسين جرعات الأدوية المضادة للتخثر بشكل أكثر دقة، وتقليل حالات النزيف غير المرغوب فيه لدى المرضى.
وتتجاوز أهمية هذا الاكتشاف نطاق تخثر الدم، حيث أن عملية "غاما كربوكسيلاشن" التي ينظمها VKGC، تشارك في تنظيم الاستجابة المناعية وعمليات موت الخلايا المبرمج ونضج الحيوانات المنوية وإفراز الأنسولين والحفاظ على سلامة الأوعية الدموية.
علاجات جديدة أكثر دقة تراعي الفروق بين المرضى
وإن هذا الاكتشاف سيفتح الباب أمام تصميم أدوية أكثر دقة تستهدف الإنزيم بشكل انتقائي، وتطوير علاجات جديدة لاضطرابات النزيف الوراثية، وتحسين علاج الجلطات الدموية الخطيرة.
أما في المجال البيولوجي فسيقدم البحث رؤى جديدة حول كيفية تطور السموم في الطبيعة (مثل سموم القواقع البحرية)، وآليات عمل بعض البروتينات السامة وإمكانية استغلال هذه الآليات في تطوير أدوية جديدة.
ويقول البروفيسور وايكاي لي قائد فريق البحث: "إن هذا الاكتشاف يمثل نقلة نوعية في فهمنا للتفاعلات الكيميائية داخل الأغشية الخلوية، وسيساهم في تطوير جيل جديد من العلاجات الدقيقة التي تراعي الفروق الفردية بين المرضى".