الأبتمرات (بالإنجليزية: Aptamers)‏ هي تعبير عن سلسلة حمض نووي قصيرة أوجزيئات ببتيدية والتي تشكل رابطة مع جزئ معين. يتم الحصول على هذه الأبتمرات عن طريق أخذها بشكل عشوائي من مناطق تجمع الأحماض النووية، ويمكن العثور على الأبتمرات بشكل طبيعي في جزء من الحمض النووي المراسل ويدعى بـ (رايبوس ويتش). تستخدم الأبتمرات في الأبحاث الأولية أوالأساسية وأيضا تستعمل لأأغراض مخبرية مثل صناعة الأدوية. من الممكن ربط الأبتمرات بالرايبوسومات، الأمر الذي يؤدي لانفساخ ذاتي عند وجود الجزي المطلوب. هذه المركبات الجزيئية لها - بالإضافة لما تجاوز - استعمالات للأغراض البحثية، الصناعية والمخبرية.

وبمزيد من الدقة، يمكن تصنيف الأبتمرات حسب التالي:

• أبتمرات الحمض النووي المنقوص أوالحمض النووي الرايبوزي. وتتكون من (قصيرة عادة) سلسة ألياف أحماض نووية أوجزيئات ببتيدية.
• أبتمرات ببتيدية. وتتكون من نطاق واسع من الببتيدات، والتي بدورها مرتبطة من كلتا نهايتيها الاثنتين بمنصة بروتينات.

أبتمرات الأحماض النووية

أبتمرات الأحماض النووية هي تعبير عن نوع من الأحماض النووية التي تم هندستها والتي مرت بمراحل متعددة من الاختيار داخل المختبر أوما يعهد بتممطتا (التطور المنهجي للمعقودات عن طريق التخصيب الأسي)لترتبط بالكثير من الجزيئات، مثل الجزيئات الصغيرة، البروتينات، الأحماض النووية وحتى الخلايا، الأنسجة والكائنات الحية. الأبتمرات مفيدة في التقنية الحيوية والتطبيقات العلاجية والتي توفر خصائص إعادة التعهد على الجزيئات والتي تنافس الجزيئات الحيوية المستخدمة على نطاق واسع، المضادات الحيوية. بالإضافة لتميزها في إعادة التعهد، الأبتمرات لديها ميزة على عكس المضادات الحيوية وهي أنها من الممكن حتى تتم هندستها بشكل تام في أنبوب اختبار، وأيضاً يتم إنتاجها بسهولة عن طريق التكوين الكيميائي، وتمتلك خصائص مرغوب بها كخاصية تخزين الخصائص، ولا تظهر استمناع النظام المناعي لها إلا بشكل طفيف أوعلى الإطلاق.

في عام 1990، قام معملان اثنان بشكل مستقل عن الآخر بتطوير تقنية الاختيار: المعمل المضىي، عن طريق استعمال كيفية تممطتا لعملهم لاختيار جزيئات الحمض النووي الرايبوزي لقاء ت4 سلاسل جزيئات الحمض النووي المنقوص; أما معمل زوستاك، سكوا اللفظ بالاختيار المخبري، باختيار جزيئات الحمض النووي الرايبوزي لقاء الكثير من الأصباغ العضوية. بالإضافة لما تجاوز فقد قام معمل زوستاك بسك اللفظ أبتمر (من اللاتينية، أبتوس، وتعني 'يناسب') لهذه الجزيئات الحمضية النووية. بعد مرور سنتين، قام معمل زوستاك بالتعاون مع فهماء جايليد، بشكل مستقل عن الآخر، باستعمال خطط الاختيار المخبري لتطوير سلسلة جزيئية أحادية من الحمض النووي المنقوص للأصباغ العضوية وتجلط الدم، الثرومبين، على التوالي. لم يتبين وجود أي اختلاف بين أبتمرات الحمض النووي المنقوص والحمض النووي الرايبوزي، باسثناء تميز الحمض النووي المنقوص بالثباتية والاستقرار.

ومن المثير للدهشة، حتى فكرة الانتقاء المخبري كانت قد تم التوصل لها قبل عشرين عاما أويزيد عندما استخدم سول سبيجلمان فيروس (ق بيتا) في المضاعفة كطريقة ليطور جزئ ذاتي التضاعف. بالإضافة لذلك، قبل سنة من نشر طريقة لانتقاء المخبري وكيفية تممطتا استخدم جيرالد جويس طريقة سماها 'التطور الموجة' ليستبدل بذلك نشاط الرايبوسوم الانفساخي.

منذ اكتشاف الأبتمرات، قام الكثير من الباحثين باستعمال الأبتمرات كوسيلة للتطبيق والاكتشاف. وفي عام 2001، تمت أتمتة (جعل الشئ ذاتي العمل) عملية الانتقاء المخبري بواسطة معمل إلنجتون في جامعة تكساس في أوستن، وفي شركة سوما لوجيك، مما قلل وقت العملية من ستة أسابيع إلى ثلاثة أيام.

مع حتى الهندسة الاصطناعية للأحماض النووية الجزيئية مثيرة جداً في فهم الأحياء والتقنية الحيوية، إلا حتى فكرة الأبتمرات لم تظهر للعالم حتى عام 2002 عندما قام فريقان بقيادة رونالد بريكر وإفجني ندلر باكتشاف الجين المنظم للحمض النووي ويدعى رايبوس ويتش الذي يجعل الجزيئات المشابهة تمتلك خاصية إعادة التعهد ومن ثم لصنع الأبتمرات. وبالإضافة لاكتشاف هذا النسق الجيني الجديد، فإن هذا يضيف المزيد من الثناء لعالم الحمض النووي الرايبوزي كمبدأ مسلم به لأصل الحياة على الأرض.

ومؤخراً، ظهرت فكرة الأبتمرات الذكية، والجزيئات الذكية بشكل عام. حيث تكون متوازنة بشكل مسبق، ومعدل ثابت وحرارة معينة لتفاعل أبتمر معين. والتقنية اللازمة لانتقاء الأبتمرات الذكية هي الحركة الشعرية الكهربية. بحيث تتكون هذه الأبتمرات بعد عدة مراحل من الانتقاء.

ومؤخراً، تم اكتشاف علاج قائم على فكرة الأبتمرات وقد كسب جائزة بصفته أول دواء قائم على الأبتمرات يتم اعتماده من هيئة الغذاء والدواء الأمريكية، فيما يتعلق بعلاج الفساد البقعي، ويدعى ماكوجن مزود من قبل الصيدليات. باللإضافة لذلك، كامبريدج، م أ أركمكس، هي شركة رائدة في تطوير الأبتمرات كعلاج موجه للوقاية والشفاء من الأمراض المزمنة والمستعصية. أرس1779، مرشح، قوي، مختار، كغريم لعامل ويل براند. أرس1779، هوعلاج ينصح به في حالات متلازمة التاجي الشرياني الحادة، حيث يتم إدخاله تحت الجلد. تم الانتهاء من الفترة الأولى لاختبار هذا العلاج في دسمبر 2006 وسيتم البدء في الفترة الثانية في في نهاية عام 2007.

الأبتمرات الغير معدلة يتم تصفيتها من مجرى الدم بشكل سريع، مع نصف حياة مقدر بعدة دقائق أوحتى إلى ساعات، والسبب الرئيسي لذلك هوتدهور الإنزيم النووي والتخلص منه من الجسم بواسطة الكلى، وذلك هوسبب الوزن الجزيئي الخفيف للأبتمرات. أما تطبيقات الأبتمرات الغير معدلة فهجرز على علاج الأمراض العابرة مثل تجلط الدم أوعلاج الأعضاء كالعين حيث النقل الداخلي ممكن.

هذا التخلص السريع يمكن الانتفاع منه في التطبيقات كالتشخيص الفيفوي. مثال على ذلك هوارتباط الأبتمرات الملزم والتي يتم تطويره من قبل شرينج أ س لتشخيص السرطان. الكثير من التعديلات، مثل 2 - الهرم الفلوري، ربط جزيئات غليكول الإيثلين (مجمعة كحوليات تحوي مجموعة الهيدروكسيل)، الخ. كلا الطريقتين مستعمل في علاج التبقع وهوأبتمر مرخص من قبل هيئة الغذاء والدواء الأمريكية، وهومرخص للفهماء الذي من الممكن إطالة عمره إلى بضعة أيام أوعلى مقياس أسبوعي.

بالإضافة إلى العلاجات المرتكزة على الأبتمرات، قام الكثير من الباحثين مثل معمل إلنجتون والبولدر، شركة سوما لوجيك بتطوير تقنيات تشخيصية للخلايا التي تحوي على بروتين جانبي وتدعى البروتيوميات، وتشخيص طبي لمقارنة الانقراض السقمي لقاء الوضع الصحي.

كمصدر لكل من الاختيار المخبري وتجارب تممطتا، قام معمل إلنجتون بتطوير قاعدة بيانات تصنف جميع التجارب التي أجريت على الأبتمرات، ويمكن العثور عليها في المسقط https://web.archive.org/web/20070401155603/http://aptamer.icmb.utexas.edu/

الأبتمرات الببتيدية

الأبتمرات الببتيدية هي بروتينات صممت لتثبط تفاعلات بروتينية أخرى داخل الخلايا. وتتألف من حلقات ببتيدية عديدة مرتبطة من كلتا نهايتيها إلى قاعدة بروتينية. هذا الهجريب المضاعف يمثل زيادة هائلة في القدرة الترابطية للأبتمرات الببتيدية إلى مراحل تجاري المضادات الحيوية (ليس إلى فترة كبيرة جداً).

هذه الحلقة المتعددة تتكون أساساً من عشرة إلى عشرين حمض أميني، والقاعدة البروتينية قد تكون أي بروتين ذا ذائبية عالية وله خصائص تحمل. حالياً، البروتين البكتيري ثيرودكسين-أ هوالقاعدة البروتينة الأكثر استعمالاً، ويتم إدخال الحلقة المتعددة لتخفيف المكان النشط، والذي هوتعبير عن حلقة -سيس-جلي-برو-سيس- في البروتين الجامح (ذا النشاط العالي)، السيستينان (سيستين تعبير عن بروتين) حلقاتها الجانبية قادرة على تشكيل جير كبريتي.

انتقاء الأبتمرات الببتيدية يتم عن طريق أنظمة عديدة، ولكن أبرزها هي طريقة الخميرة مزدوجة التهجين.

اختيار الجزيئات الضابطة للأبتمرات الببتيدية قد تم شرحه. عن طريق عرض سبعة أحماض أمينية ببتيدية من قاعدة بروتينية طويلة بناء على بناء مثلوث راباميسين، التفاعلات بين الببتيدات العشوائية والجزئ الهدف من الممكن التحكم فيها عن طريق جزئ الراباميسين أوعن طريق نظير اللامناعة القمعية.

اكتشاف العلامات الحيوية المبسطة للأبتمرات

اكتشاف العلامات الحيوية المبسطة للأبتمرات هي تقنية لاكتشاف العلامة الحيوية. اكتشاف العلامات الحيوية المبسطة للأبتمرات مبنية على عدة أجيال من أبتمر أوسلسلة من الأبتمرات للتفريق بين الأهداف الجزيئية للخلايا حيث تبسط الاكتشاف الأسي للعلامات الحيوية. وتتضمن ثلاث مراحل أساسية (1) التفريق الاختياري متعدد المراحل للأبتمرات للعلامة الحيوية للجزئ الهدف; (2) إقصاء الأبتمرات من العلامات الحيوية من الخلايا المطلوبة; (3)تعريف الطيف لأوزان العلامات الحيوية. الخاصية المهمة لاكتشاف العلامات الحيوية المبسطة للأبتمرات هوأنها تنتج أبتمرات بالتوازي مع اكتشاف العلامات الحيوية. في اختراع العلامات الحيوية المبسطة للأبتمرات، الأبتمرات تتطور لسطح علامة حيوية خلوية في وضعها الأساسي والتأكيدي. بالإضافة العلامات الحيوية المبسطة، أبتمرات مماثلة يمكن استعمالها مباشرة للإقصاء الخلوي، التمثيل الخلوي، وتتبع الخلايا في الفيفو. وأيضاً يمكن استعمالهم في تعديل أنشطة الخلايا المستقبلة وتقوم بتكوين عوامل مختلفة (مثل سي الحمض النووي الرايبوزي والأدوية) إلى الخلايا.

مراجع