نانسی کاراسکو؛ پیشگام پژوهش تیروئید و فیزیولوژی مولکولی

نانسی کاراسکو، استاد و رئیس گروه فیزیولوژی مولکولی و بیوفیزیک دانشگاه وندربیلت، یکی از چهره‌های تأثیرگذار در زیست‌شناسی مولکولی، غدد درون‌ریز و سرطان است. شهرت علمی او بیش از هر چیز به کلون‌کردن سیمپورتر سدیم/یدید (NIS) گره خورده است؛ پروتئینی که انتقال فعال یدید را در تیروئید، پستان در دوران شیردهی و چند بافت دیگر ممکن می‌سازد. پژوهش‌های او در زیست‌شیمی، بیوفیزیک، فیزیولوژی مولکولی، غدد درون‌ریز مولکولی و سرطان، پیامدهایی گسترده برای درک پروتئین‌های انتقالی، انتقال ژن، سلامت عمومی و بیماری‌های تیروئید داشته است. او همچنین در هیئت مشاوره علمی سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا خدمت کرده است.

زندگی و تحصیلات

کاراسکو در مکزیکوسیتی مکزیک زاده شد. او مدرک پزشکی خود را از دانشکده پزشکی و کارشناسی ارشد بیوشیمی را از دانشکده شیمی دانشگاه ملی خودمختار مکزیک، به ترتیب در سال‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۸۱ دریافت کرد. پس از آن، به‌عنوان پژوهشگر پسادکتری به مؤسسه زیست‌شناسی مولکولی راش در نیوجرسی رفت و بورسیه بین‌المللی فوگارتی را از مؤسسه ملی سلامت آمریکا دریافت کرد.

دوره پسادکتری او در آزمایشگاه رونالد کاباک گذشت. در همین دوران، کاراسکو در کنار کارهای دیگر، پادتن‌های تک‌کلونی و چندکلونی هدایت‌شده به جایگاه را علیه لاکتوز پرمیاز اشریشیا کلی تولید کرد. او از این پادتن‌ها برای تعیین آرایش فضایی لاکتوز پرمیاز در غشای اشریشیا کلی استفاده کرد و مسیر جابه‌جایی پروتونی را شناسایی کرد که نیروی لازم برای انباشت لاکتوز در این باکتری را فراهم می‌سازد.

مسیر حرفه‌ای

کاراسکو در سال ۱۹۸۷ به هیئت علمی دانشکده پزشکی آلبرت اینشتین پیوست و در سال ۲۰۱۱ به دانشکده پزشکی ییل رفت. او در ییل، در سال ۲۰۱۸، کرسی استادی C.N.H. Long در فیزیولوژی را بر عهده گرفت.

تابستان ۲۰۱۹، کاراسکو بار دیگر جابه‌جا شد و این بار به دانشگاه وندربیلت رفت؛ جایی که ریاست گروه فیزیولوژی مولکولی و بیوفیزیک را پذیرفت. او همچنین عضو هیئت تحریریه PNAS است.

سیمپورتر سدیم/یدید و دستاوردهای پژوهشی

گروه پژوهشی کاراسکو نخستین گروهی بود که سیمپورتر سدیم/یدید را کلون کرد و ویژگی‌های آن را در سطح مولکولی به‌طور گسترده توصیف نمود. این پروتئین غشای پلاسمایی، انتقال فعال یدید را به درون تیروئید، پستان در دوران شیردهی و بافت‌های دیگر میانجی‌گری می‌کند.

گروه او با بررسی جایگاه‌های اسید آمینه‌ای که در بیماران دچار جهش شده‌اند، اطلاعات مهمی درباره سازوکار عملکرد NIS به دست آورد. پژوهش‌های این گروه همچنین نشان داد که NIS با وجود آنکه یدید را منتقل می‌کند اما کلرید را جابه‌جا نمی‌سازد؛ در عین حال، آنیون‌های دیگری مانند پرکلرات، یکی از آلاینده‌های محیطی، از طریق آن منتقل می‌شوند.

یکی از یافته‌های مهم اخیر کاراسکو و همکارانش، شناسایی جایگاه آلواستریک در NIS بود. وقتی مولکولی مانند پرکلرات این جایگاه را اشغال می‌کند، سازوکار انتقال یدید به‌کلی تغییر می‌کند. این کشف نشان می‌دهد آلودگی پرکلراتی ممکن است برای سلامت انسان خطرناک‌تر از برآوردهای پیشین باشد.

کشف جایگاه آلواستریک در NIS نشان داد که پرکلرات می‌تواند سازوکار انتقال یدید را به‌کلی تغییر دهد.

موش‌های ناک‌اوت NIS که در گروه کاراسکو ساخته شدند، امکان ایجاد مدل حیوانی کم‌کاری تیروئید را بدون استفاده از داروهایی مانند متی‌مازول یا پروپیل‌تیواوراسیل فراهم کردند. این مدل به ابزاری ارزشمند برای بررسی تعامل میان بافت‌های مختلف تحت تنظیم هورمون‌های تیروئیدی تبدیل شده است.

زندگی شخصی

نانسی کاراسکو با ساموئل زیمن، آهنگساز و پزشک تحصیل‌کرده دانشگاه ملی خودمختار مکزیک، ازدواج کرده است. زیمن دکترای آهنگسازی خود را از مدرسه جولیارد گرفته و اکنون در همان مدرسه و نیز مدرسه موسیقی بلر در دانشگاه وندربیلت تدریس می‌کند. کاراسکو و زیمن از روز نخست ورود به دانشکده پزشکی یکدیگر را شناختند. آن‌ها یک پسر به نام اریک زیمن دارند که نحوشناس نظری و عضو هیئت علمی دانشگاه شیکاگو است.

جایزه‌ها و افتخارها

• جایزه پیو (۱۹۸۹)
• جایزه پژوهشگران جوان بکمن، بنیاد بکمن (۱۹۹۱)
• جایزه ماریا سیبیلا مریان (۱۹۹۸)
• جایزه برتری پژوهشی اعضای هیئت علمی مارشال اس. هورویتز (۲۰۰۹)
• جایزه نور زندگی، بنیاد نور زندگی (۲۰۱۰)
• عضویت در آکادمی ملی علوم آمریکا (۲۰۱۵)
• سخنران برجسته سیدنی اچ. اینگبار، انجمن تیروئید آمریکا (۲۰۱۶)
• عضویت در آکادمی ملی پزشکی (۲۰۲۰)

جایزه پیو بر پایه دستاوردهای پژوهش زیست‌پزشکی اعطا می‌شود. جایزه پژوهشگران جوان بکمن از اعضای جوان حوزه‌های شیمی و علوم زیستی در آغاز مسیر حرفه‌ای حمایت می‌کند. کاراسکو نخستین دریافت‌کننده جایزه ماریا سیبیلا مریان بود که در سال ۱۹۹۸ از سوی کالج مطالعات جنسیتی اسن ارائه شد.

جایزه نور زندگی به پژوهش‌هایی تعلق می‌گیرد که درک ما از سرطان‌های تیروئید را گسترش داده‌اند. جایزه سخنران برجسته سیدنی اچ. اینگبار نیز برای افرادی در نظر گرفته می‌شود که سهم عمده‌ای در پژوهش‌های تیروئید داشته‌اند.

علاوه بر این، کاراسکو در هیئت تحریریه مجله The Journal of General Physiology فعالیت دارد و پیش‌تر ریاست انجمن بیوفیزیک‌دانان آمریکای لاتین را بر عهده داشته است.

برخی آثار منتشرشده

1. مارتین و همکاران (۲۰۱۹). «نقش یک موتیف تک‌لوسینی در انتهای کربوکسی در هدف‌گیری جانب قاعده‌ای سیمپورتر Na+/I-». Endocrinology. PMID: 30496374. DOI: 10.1210/en.2018-00603
2. فراندینو و همکاران (۲۰۱۷). «آغازشناسی کبد چرب غیرالکلی ناشی از کم‌کاری تیروئید توسط سازوکارهای درون‌کبدی و برون‌کبدی». Proceedings of the National Academy of Sciences. PMID: 29073114. DOI: 10.1073/pnas.1707797114
3. فراندینو و همکاران (۲۰۱۷). «دریافت بسیار بالای یدید در رژیم غذایی از کم‌کاری شدید تیروئید در موش‌های ناک‌اوت NIS پیشگیری می‌کند». Scientific Reports. PMID: 28706256. DOI: 10.1038/s41598-017-04326-z
4. راورا و همکاران (۲۰۱۷). «سیمپورتر سدیم/یدید: فیزیولوژی مولکولی و کاربردهای پیش‌بالینی و بالینی». Annual Review of Physiology. PMID: 28192058. DOI: 10.1146/annurev-physiol-022516-034125
5. نیکولا و همکاران (۲۰۱۵). «جهش‌یافته V270E موجب کوتاهی رشد می‌شود اما کمبود شناختی ایجاد نمی‌کند». The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. PMID: 26204134. DOI: 10.1210/jc.2015-1824
6. رنیه و همکاران (۲۰۱۶). «پسرفت متاستازهای مغزی سرطان پستان آزمایشگاهی بیان‌کننده NIS در پاسخ به درمان دوگانه رادیویدید و جمسیتابین». Oncotarget. PMID: 27363025. DOI: 10.18632/oncotarget.10238
7. نیکولا و همکاران (۲۰۱۵). «جذب یدید غذایی: بیان و تنظیم سیمپورتر Na+/I- در روده». Vitamins and Hormones. PMID: 25817864. DOI: 10.1016/bs.vh.2014.12.008
8. آریاگادا و همکاران (۲۰۱۵). «یدید اضافی با افزایش گونه‌های فعال اکسیژن، مهار حاد سیمپورتر سدیم/یدید را در سلول‌های تیروئیدی موش نر القا می‌کند». Endocrinology. PMID: 25594695. DOI: 10.1210/en.2014-1371