أين يذهب الدواء في الجسم؟ بالنسبة لمعظم الأدوية، لا يستطيع العلماء الإجابة على هذا السؤال إلا بالتخمين المدروس. في حين أن الطرق التقليدية تقيس تركيز الدواء في أعضاء مثل الكبد، إلا أنها لا تستطيع تحديد الخلايا التي يرتبط بها الدواء بالضبط - أو الكشف عن مواقع التأثير غير المتوقعة.
"عادةً ما تكون لدينا فكرة ضئيلة جدًا عن كيفية تفاعل الدواء بالفعل مع جزيئه المستهدف بمجرد دخوله الجسم"، كما تقول البروفيسورة لي يي، حاملة كرسي ن. بول ويتير في معهد سكريبس للأبحاث وباحثة في معهد هوارد هيوز الطبي. "لقد كان صندوقًا أسود حتى الآن".
طورت يي وزملاؤها تقنية تصوير رائدة تجعل الخلايا الفردية التي ترتبط بها الأدوية في جميع أنحاء جسم الفأر مرئية. في دراسة نُشرت اليوم في مجلة Cell، استخدموا طريقتهم - المسماة vCATCH - لرسم خريطة لدواءين شائع وصفهما لعلاج السرطان. وكشفت النتائج أن أحد الأدوية ارتبط بشكل غير متوقع في القلب والأوعية الدموية، مما قد يفسر مخاطره القلبية الوعائية. يمكن أن يساعد تطبيق هذا النهج لدراسة مواقع الارتباط للأدوية الجديدة أثناء مرحلة التطوير في تقليل هذه المخاطر.
تُظهر التجارب السريرية ما إذا كان الدواء فعالًا في علاج مرض ما وما هي الآثار الجانبية الشائعة. ومع ذلك، كان من المستحيل حتى الآن تحديد ما يفعله الدواء بالضبط في كل خلية من خلايا الجسم. اعتمدت الطرق السابقة لتتبع الأدوية إما على سحق عينات الأنسجة للتحليل أو على تقنيات منخفضة الدقة مثل التصوير الإشعاعي. في كلتا الحالتين، لم يتمكن الباحثون إلا من تقدير الأجهزة التي انتقل إليها الدواء بشكل تقريبي، وليس الخلايا التي انتقل إليها بالضبط.
في عام 2022، قدم مختبر يي طريقة CATCH: وهي طريقة لجعل الخلايا التي ترتبط بها الأدوية على سطح الأعضاء مثل الدماغ مرئية. في العمل الجديد، قاموا بتوسيع هذا النهج ليعمل في كل مكان، بما في ذلك داخل الأعضاء الأكبر مثل الدماغ والقلب والرئة.
تعمل طريقة CATCH مع الأدوية التساهمية، وهي الأدوية التي تشكل روابط دائمة مع جزيئاتها المستهدفة. يضيف العلماء مجموعة كيميائية صغيرة إلى هذه الأدوية قبل حقنها في الفئران. ثم ترتبط الأدوية كالمعتاد، وبعد إزالة الأنسجة، يعالجها الباحثون بصبغة فلورية وجزيء نحاس. يتيح ذلك تفاعلًا كيميائيًا سريعًا حيث يتم ربط الصبغة بالمجموعة الكيميائية للدواء. وبهذه الطريقة، يمكن تحديد مكان كل جزيء دواء فردي. تم تطوير هذا التفاعل الانتقائي للغاية "الكيمياء النقرية"، حيث يتم تجميع المواد الكيميائية مثل قطع الليغو، في معهد سكريبس للأبحاث بواسطة ك. باري شاربلس، أستاذ الكيمياء في WM Keck، الذي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2022 لهذا الاختراع.
