أبروتينين

دواء الأبروتينين (AP، تراسيلول، سابقًا من إنتاج باير والآن من إنتاج مجموعة نورديك للأدوية) هو مثبط بروتيني صغير للتربسين البنكرياسي البقري ( BPTI )، أو مثبط التربسين الأساسي للبنكرياس البقري ، وهو جزيء مضاد لانحلال الفيبرين يثبط التربسين والإنزيمات البروتينية ذات الصلة . تحت الاسم التجاري تراسيلول ، استُخدم الأبروتينين كدواء يُعطى عن طريق الحقن لتقليل النزيف أثناء العمليات الجراحية المعقدة ، مثل جراحة القلب والكبد. يتمثل تأثيره الرئيسي في إبطاء انحلال الفيبرين ، وهي العملية التي تؤدي إلى تحلل جلطات الدم. كان الهدف من استخدامه هو تقليل الحاجة إلى نقل الدم أثناء الجراحة، بالإضافة إلى تقليل تلف الأعضاء الناتج عن انخفاض ضغط الدم بسبب فقدان الدم الشديد. تم سحب الدواء مؤقتًا من الأسواق العالمية في عام 2007 بعد أن أشارت الدراسات إلى أن استخدامه يزيد من خطر حدوث مضاعفات أو الوفاة؛ ^{[ 1 ]} وقد أكدت دراسات المتابعة هذه النتائج. تم تعليق مبيعات تراسيلول في مايو 2008، باستثناء استخدامها لأغراض بحثية محدودة للغاية. وفي فبراير 2012، تراجعت اللجنة العلمية لوكالة الأدوية الأوروبية (EMA) عن موقفها السابق بشأن أبروتينين، وأوصت برفع التعليق. ^{[ 2 ]} أصبحت شركة نورديك موزعًا لأبروتينين في عام 2012. ^{[ 3 ]}

الأبروتينين هو عديد ببتيد كروي أحادي السلسلة (مونومر) مشتق من نسيج رئة الأبقار. يبلغ وزنه الجزيئي 6512 دالتون، ويتكون من 16 نوعًا مختلفًا من الأحماض الأمينية مرتبة في سلسلة طولها 58 حمضًا أمينيًا ^{[ 4 ] [ 5 ]} ، والتي تلتف لتشكل بنية ثلاثية مستقرة ومضغوطة من النوع "الغني بالكبريتيد الصغير"، تحتوي على 3 روابط ثنائية الكبريتيد، وبنية بيتا حلزونية ملتوية ، وحلزون ألفا طرفي كربوكسيلي . ^{[ 6 ]}

تسلسل الأحماض الأمينية لبروتين BPTI البقري هو RPDFC LEPPY TGPCK ARIIR YFYNA KAGLC QTFVY GGCRA KRNNF KSAED CMRTC GGA. ^{[ 7 ]} يحتوي هذا البروتين على 10 سلاسل جانبية موجبة الشحنة من الليسين (K) والأرجينين (R)، و4 سلاسل جانبية سالبة الشحنة فقط من الأسبارتات (D) والغلوتامات (E)، مما يجعله بروتينًا قاعديًا قويًا ، وهو ما يفسر كلمة " قاعدي" في اسمه. (نظرًا للكائن الحي الذي يُستخلص منه عادةً، يُشار إلى BPTI أحيانًا باسم مثبط التربسين البنكرياسي البقري ).

يعود الاستقرار العالي للجزيء إلى ثلاث روابط ثنائية الكبريت تربط جزيئات السيستين الستة المكونة للسلسلة (Cys5-Cys55، Cys14-Cys38، وCys30-Cys51). ^{[ 8 ]} يرتبط السلسلة الجانبية الطويلة والقاعدية لليسين 15 على الحلقة المكشوفة (أعلى اليسار في الصورة) بإحكام شديد في جيب التخصص في الموقع النشط للتريبسين، مما يثبط عمله الإنزيمي. يُصنَّع BPTI كسلسلة طليعية أطول، تلتف ثم تُشطر إلى السلسلة الناضجة المذكورة أعلاه.

يُعد BPTI العضو الكلاسيكي في عائلة البروتينات من مثبطات سيرين بروتياز من نوع كونيتز . وتشمل وظائفه الفيزيولوجية التثبيط الوقائي لإنزيم التربسين الهضمي الرئيسي عند إنتاجه بكميات صغيرة، وذلك عن طريق شطر طليعة التربسينوجين أثناء تخزينه في البنكرياس.

الأبروتينين مثبط تنافسي للعديد من بروتيازات السيرين ، وتحديدًا التربسين والكيموتريبسين والبلازمين بتركيز حوالي 125,000 وحدة دولية/مل، والكاليكرين بتركيز 300,000 وحدة دولية/مل. ^{[ 5 ]} يؤدي تأثيره على الكاليكرين إلى تثبيط تكوين العامل الثاني عشر النشط (XIIa) . ونتيجة لذلك، يتم تثبيط كل من المسار الداخلي للتخثر وتحلل الفيبرين. كما أن تأثيره على البلازمين يبطئ تحلل الفيبرين بشكل مستقل. ^{[ 4 ]}

في جراحة القلب التي تنطوي على مخاطر عالية لفقدان الدم بشكل كبير، قلل الأبروتينين بشكل ملحوظ من النزيف والوفيات ومدة الإقامة في المستشفى. ^{[ 5 ]} كما تم الإبلاغ عن آثار مفيدة في جراحة العظام عالية الخطورة. ^{[ 5 ]} في زراعة الكبد ، طغت المخاوف بشأن السمية على التقارير الأولية عن الفائدة. ^{[ 9 ]}

في تحليل تجميعي أُجري عام 2004، انخفضت الحاجة إلى نقل الدم بنسبة 39% في جراحة مجازة الشريان التاجي (CABG). ^{[ 10 ]} وفي جراحة العظام، تأكد انخفاض عمليات نقل الدم أيضاً. ^{[ 11 ]}

أُثيرت مخاوف بشأن سلامة الأبروتينين. ^{[ 5 ]} تحدث الحساسية المفرطة (رد فعل تحسسي شديد) بمعدل 1:200 عند الاستخدام الأول، ولكن لا تُجرى فحوصات المصل (قياس الأجسام المضادة للأبروتينين في الدم) عمليًا للتنبؤ بخطر الحساسية المفرطة نظرًا لصعوبة تفسير نتائج هذه الفحوصات بشكل صحيح. ^{[ 5 ]}

قد يحدث التخثر ، الذي يُفترض أنه ناتج عن فرط تثبيط نظام انحلال الفيبرين، بمعدل أعلى، ولكن حتى عام 2006 كانت الأدلة على هذه العلاقة محدودة. ^{[ 5 ] [ 10 ]} وبالمثل، في حين كان من المعروف أن المؤشرات الكيميائية الحيوية لوظائف الكلى تتدهور أحيانًا، لم يكن هناك دليل على أن هذا يؤثر بشكل كبير على النتائج. ^{[ 5 ]} أظهرت دراسة أُجريت على مرضى جراحة القلب ونُشرت في عام 2006 أن هناك بالفعل خطرًا للإصابة بالفشل الكلوي الحاد ، واحتشاء عضلة القلب ، وفشل القلب ، بالإضافة إلى السكتة الدماغية والاعتلال الدماغي . ^{[ 12 ]} يوصي مؤلفو الدراسة بمضادات انحلال الفيبرين القديمة (مثل حمض الترانيكساميك ) التي لم تُوثق فيها هذه المخاطر. ^{[ 12 ]} قام نفس الفريق بتحديث بياناتهم في عام 2007 وأظهروا نتائج مماثلة. ^{[ 13 ]}

في سبتمبر/أيلول 2006، انتقدت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية شركة باير إيه جي لعدم كشفها، خلال شهادتها، عن وجود دراسة استرجاعية بتكليف من الإدارة شملت 67,000 مريض، تلقى 30,000 منهم الأبروتينين، بينما تلقى الباقون مضادات أخرى لانحلال الفيبرين. وخلصت الدراسة إلى أن الأبروتينين ينطوي على مخاطر أكبر. وقد نبه أحد الباحثين المشاركين في الدراسة إدارة الغذاء والدواء إلى وجودها. ورغم إصدار إدارة الغذاء والدواء بيانًا أعربت فيه عن قلقها، إلا أنها لم تغير توصيتها بأن الدواء قد يفيد فئات فرعية معينة من المرضى. ^{[ 14 ]} وفي تحديث استشاري للصحة العامة بتاريخ 3 أكتوبر/تشرين الأول 2006، أوصت إدارة الغذاء والدواء بأن "ينظر الأطباء في قصر استخدام التراسيلول على الحالات التي تكون فيها الفائدة السريرية المتمثلة في تقليل فقدان الدم ضرورية للإدارة الطبية وتفوق المخاطر المحتملة"، وأن يراقبوا المرضى بعناية. ^{[ 15 ]}

في 25 أكتوبر/تشرين الأول 2007، أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية بيانًا بخصوص التجربة العشوائية "الحفاظ على الدم باستخدام مضادات انحلال الفيبرين" (BART) على مرضى جراحة القلب. تشير النتائج الأولية إلى أن الأبروتينين، مقارنةً بأدوية أخرى مضادة لانحلال الفيبرين (حمض إبسيلون-أمينوكابرويك وحمض الترانيكساميك)، قد يزيد من خطر الوفاة. ^{[ 16 ]} وفي 29 أكتوبر/تشرين الأول 2006، أصدرت إدارة الغذاء والدواء تحذيرًا من أن الأبروتينين قد يُسبب سمية خطيرة في الكلى والقلب والأوعية الدموية. وأبلغت الشركة المُصنِّعة، باير، إدارة الغذاء والدواء أن دراسات رصد إضافية أظهرت أنه قد يزيد من احتمالية الوفاة، وتلف الكلى الحاد، وفشل القلب الاحتقاني، والسكتات الدماغية. وحذرت إدارة الغذاء والدواء الأطباء من ضرورة قصر استخدام الأبروتينين على الحالات التي تكون فيها الفائدة السريرية المتمثلة في تقليل فقدان الدم ضرورية للإدارة الطبية وتفوق المخاطر المحتملة. ^{[ 17 ]} في 5 نوفمبر 2007، أعلنت شركة باير أنها ستسحب دواء أبروتينين من الأسواق بسبب دراسة كندية أظهرت أنه يزيد من خطر الوفاة عند استخدامه لمنع النزيف أثناء جراحة القلب. ^{[ 18 ]}

أظهرت دراستان نُشرتا في أوائل عام 2008، قارنتا بين الأبروتينين وحمض الأمينوكابرويك ، زيادة في معدل الوفيات بنسبة 32% ^{[ 19 ]} و64% ^{[ 20 ]} على التوالي. ووجدت إحدى الدراستين زيادة في خطر الحاجة إلى غسيل الكلى وإعادة التروية الدموية. ^{[ 20 ]}

لم يتم الإبلاغ عن أي حالات لانتقال مرض اعتلال الدماغ الإسفنجي البقري عن طريق الأبروتينين، على الرغم من سحب الدواء في إيطاليا بسبب المخاوف من ذلك. ^{[ 5 ]}

يمكن إضافة كميات صغيرة من الأبروتينين إلى أنابيب الدم المسحوب لتمكين القياس المختبري لبعض البروتينات سريعة التحلل مثل الجلوكاجون .

في علم الأحياء الخلوي، يستخدم الأبروتينين كمثبط للإنزيم لمنع تحلل البروتين أثناء تحلل أو تجانس الخلايا والأنسجة.

يمكن وسم الأبروتينين باستخدام إيزوثيوسيانات الفلورسين. يحتفظ المركب الناتج بخصائصه المضادة للتحلل البروتيني وقدرته على الارتباط بالكربوهيدرات ^{[ 21 ]} ، وقد استُخدم ككاشف كيميائي نسيجي فلوري لتلوين السكريات المقترنة (المواد المخاطية) الغنية بحمض اليورونيك أو حمض السياليك. ^{[ 22 ]}

عُزل الأبروتينين، الذي سُمّي في البداية "مثبط الكاليكرين"، لأول مرة من الغدد النكفية للأبقار عام 1930. ^{[ 23 ]} وبشكل مستقل كمثبط للتريبسين من بنكرياس الأبقار عام 1936. ^{[ 24 ]} ونُقّي من رئة الأبقار عام 1964. ^{[ 25 ]} ولأنه يثبط إنزيمات البنكرياس، فقد استُخدم في البداية لعلاج التهاب البنكرياس الحاد ، حيث يُعتقد أن تدمير الغدة بواسطة إنزيماتها الخاصة جزء من آلية المرض. ^{[ 26 ]} وبدأ استخدامه في العمليات الجراحية الكبرى في ستينيات القرن العشرين. ^{[ 27 ]}

يُعدّ بروتين BPTI من أكثر البروتينات دراسةً من حيث البيولوجيا البنيوية ، والديناميكيات التجريبية والحسابية، والطفرات، ومسار الطي . وكان من أوائل البروتينات التي تم تحديد بنيتها البلورية، وذلك في عام 1970 في مختبر روبرت هوبر ، ^{[ 28 ]} وتمّ فكّ شفرة نمط تفاعله الشبيه بالركيزة في سياق مُركّب التربسين البقري في عام 1974. ^{[ 29 ]} واكتسب شهرةً لاحقاً لكونه أول بروتين يتم تحديد بنيته باستخدام مطيافية الرنين النووي المغناطيسي ، وذلك في مختبر كورت ووثريش في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ في أوائل ثمانينيات القرن العشرين. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

نظرًا لكونه بروتينًا صغيرًا ومستقرًا، تم تحديد بنيته بدقة عالية بحلول عام 1975، ^{[ 32 ]} فقد كان أول جزيء ضخم ذي أهمية علمية تتم محاكاته باستخدام حسابات الديناميكا الجزيئية ، وذلك في عام 1977 على يد ج. أندرو ماكامون وبروس جيلين، في مجموعة كاربلوس بجامعة هارفارد. ^{[ 33 ]} أكدت تلك الدراسة حقيقةً كانت مفاجئة آنذاك، تم التوصل إليها في دراسة الرنين المغناطيسي النووي ^{[ 34 ]،} وهي أن حتى السلاسل الجانبية العطرية المتراصة جيدًا في باطن البروتين المستقر يمكن أن تنقلب بسرعة كبيرة (في نطاق زمني يتراوح بين الميكروثانية والمللي ثانية). تم تحديد ثوابت معدل التبادل الهيدروجيني لمجموعات NH الببتيدية الفردية على طول السلسلة باستخدام الرنين المغناطيسي النووي، وتراوحت هذه الثوابت من سرعة فائقة لا يمكن قياسها على السطح الأكثر تعرضًا إلى عدة أشهر بالنسبة للمجموعات الأكثر دفنًا المرتبطة بروابط هيدروجينية في مركز الصفيحة بيتا، وتتوافق هذه القيم أيضًا بشكل جيد مع درجة الحركة التي لوحظت في محاكاة الديناميكا.

كان لبروتين BPTI دورٌ هام في تطوير المعرفة حول عملية طي البروتين ، وهي عملية التجميع الذاتي لسلسلة عديد الببتيد في ترتيب محدد ثلاثي الأبعاد. وقد تبين أن مشكلة تحقيق التزاوج الصحيح بين السلاسل الجانبية الستة للسيستين صعبةٌ للغاية، خاصةً بالنسبة للسلسلتين المتجاورتين المدفونتين بالقرب من نهايتي سلسلة BPTI، مما يتطلب وسيطًا غير طبيعي لطي التسلسل الناضج في المختبر (اكتُشف لاحقًا أن التسلسل الأولي يطوى بسهولة أكبر في الجسم الحي ). وقد ظهر بروتين BPTI على غلاف مجلد موسوعة طي البروتين الذي ألفه توماس كريتون عام 1992. ^{[ 35 ]}

أشارت دراسة علمية أُجريت على الفئران إلى أن العلاج بالأبروتينين يمنع اختلال الحاجز الدموي الدماغي أثناء الإصابة بفطر المبيضات المستخفية . ^{[ 36 ]} وتشير دراسة أخرى أُجريت على مزارع الخلايا إلى أن الدواء يثبط تكاثر فيروس سارس-كوف-2. ^{[ 37 ]}

• قاعدة بيانات MEROPS الإلكترونية للببتيدازات ومثبطاتها: I02.001