تمكّن فريق بحثي بجامعة بريتيش كولومبيا في أوكاناغان من الكشف عن الآلية البيولوجية التي تُنتج بها النباتات مركب mitraphylline النادر، المعروف بخصائصه المضادة للسرطان والمضادة للالتهابات. هذا الإنجاز العلمي يفتح الأبواب أمام تطوير طرق مستدامة لإنتاج مركبات طبيعية ذات قيمة دوائية عالية باستخدام تقنيات الإنزيمات النباتية، وهو يوفّر بدائل صديقة للبيئة لإنتاج الأدوية.

جدول المحتويات

🧪 خلفية عن مركب الـ Mitraphylline وأهميته الطبية

مركب mitraphylline ينتمي إلى فئة نادرة من المركبات النباتية المعروفة باسم spirooxindole alkaloids. تتميز هذه المركبات بهيكلها الكيميائي المكوّن من حلقات ملتوية ودوامية، وهذا الشكل الفريد يمنحها قدرات قوية على التأثير الحيوي، خصوصاً مكافحة الأورام والالتهابات. حتى الآن، كان العلماء يعرفون فوائد هذه المركبات الطبية، لكنهم لم يفهموا كيف تقوم النباتات بتكوين هذه الهياكل الجزيئية المعقدة.

النقص في المعرفة أثر سلبًا على إمكانية الاستفادة من هذه المركبات لأن:

يُنتج الـ mitraphylline بكميات ضئيلة جدًا في بعض أنواع الأشجار الاستوائية مثل Mitragyna (kratom) وUncaria (cat’s claw)، وهما ينتميان إلى عائلة البن.
الإنتاج الكيميائي التقليدي لهذه المركبات في المختبرات صعب ومكلف، ولا يحقق الاستدامة.

🧠 حل لغز بيولوجي قديم: تحديد الإنزيمات المسؤولة

في عام 2023، أحرز فريق البحث المتخصص في كلية العلوم بجامعة UBC أوكاناغان تقدماً نوعياً بقيادة الدكتورة ثو-ثوي دانغ، عندما تمكنوا من تحديد أول إنزيم نباتي قادر على تشكيل الحلقة المميزة الملتوية ( spiro ) للمركبات من هذه الفئة.

وبناءً على هذا الاكتشاف، قاد الطالب الدكتوراه توان-انه نجوين فريقاً إضافياً لتحديد اثنين من الإنزيمات الرئيسة التي تشارك في تصنيع mitraphylline:

• إنزيم ينظم ترتيب الذرات في الجزيء ثلاثي الأبعاد بشكل صحيح.
• إنزيم آخر يُشكّل الطي النهائي للجزيء ليأخذ هيئته القابلة للتفاعل بيولوجياً.

وصف الدكتور دانغ هذا الاكتشاف بأنه يشبه العثور على روابط ناقصة في خط إنتاج معقد، موضحاً أن هذا العمل يجيب على سؤال كان يحيّر العلماء حول كيفية بناء الطبيعة لهذه الجزيئات المعقدة، ويوفر طريقة جديدة لمحاكاتها في المختبرات.

📊 ما الذي كشفه هذا البحث؟

هذا الإنجاز منح العلماء خارطة طريق جديدة لإنتاج مركب mitraphylline عبر تقنيات متطورة تعتمد على إعادة التفاعل الطبيعي داخل الخلايا النباتية بدلاً من الاستخراج التقليدي أو التصنيع الكيميائي المعقد. وبفضل هذه الإنزيمات، يمكن:

تطوير طرق صديقة للبيئة لإنتاج مركبات دوائية نادرة.
تحسين الإنتاج الصناعي لهذه المركبات بتكلفة أقل وكفاءة أعلى.
فتح آفاق لإنتاج جزيئات جديدة مشتقة ذات خصائص علاجية محتملة.

🌱 نحو إنتاج صيدلاني أكثر خضرة واستدامة

أوضح الطالب نجوين أن هذه الاكتشافات تمثل نموذجًا للـ Green Chemistry، وهو مجال يسعى للاستفادة من العمليات الطبيعية في تصنيع الأدوية دون الإضرار بالبيئة. ويُعتبر هذا تحدياً كبيراً في عالم الأدوية، حيث تترك التفاعلات الكيميائية الصناعية أحياناً آثاراً بيئية سلبية.

وبفضل التعاون الوثيق بين أعضاء الفريق البحثي والبيئة البحثية الداعمة في UBC أوكاناغان، تمكن هؤلاء الباحثون من تطوير هذه الرؤية، وتجاوز العقبات التي تعيق تصنيع المركبات النباتية النادرة.

خلفية رمادية فاتحة
خلاصة صحية: حل لغز تركيب مركبات spirooxindole في النباتات يمهّد الطريق لصناعة أدوية مكافحة السرطان بطرق مستدامة.

🩺 التعاون العالمي وأفق المستقبل

هذا البحث لم يكن عملاً معزولاً، فحقق التعاون بين مختبر الدكتورة دانغ في UBC أوكاناغان وفريق الدكتور ساتيا ناديكوديتي في جامعة فلوريدا طفرة في مجال فهم الكيمياء النباتية.

التمويل والمساندة جاءت من عدة جهات منها:

• برنامج التعاون الدولي لعلوم الطبيعية والهندسة في كندا.
• مؤسسة كندا للابتكار.
• برنامج باحثي مايكل سميث للصحة في بريتيش كولومبيا.
• الدعم من المعهد الوطني للأغذية والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية.

وتتطلع الفرق البحثية إلى المراحل التالية التي ستركز على تطوير الإنزيمات النباتية لصنع مجموعة أوسع من المركبات العلاجية، مما قد يعزز فرص ابتكار أدوية جديدة ذات تأثيرات علاجية متقدمة.

🧬 كيف يمكن لهذه الاكتشافات تعزيز الصحة والطب؟

الفهم العميق للإنزيمات التي تصنع المركبات النباتية النادرة كالـ mitraphylline يمكّن من:

تحسين فعالية الأدوية عبر تأمين مصادر موثوقة ومستمرة.
تقليل الاعتماد على النباتات البرية التي تنتج كميات صغيرة جدًا من هذه المركبات.
دفع البحث العلمي نحو تعديل إنزيمي حيوي يسمح باستخلاص جزيئات معقدة قد لا توجد طبيعياً بكميات قابلة للاستخدام.

هذه الخطوات تساهم في تقدم الطب الدوائي، خصوصًا في مجال علاج الأمراض المزمنة والسرطانية.

خلفية رمادية فاتحة
لماذا هذا مهم صحيًا؟ توضيح الآليات النباتية يوفر دقة في صناعة أدوية مضادة للسرطان ذات كفاءة أعلى وبتأثير بيئي أقل.

خاتمة

توصل الباحثون في جامعة بريتيش كولومبيا – أوكاناغان إلى فهم معمق للعمليات البيوكيميائية التي تسمح للنباتات بإنتاج مركب mitraphylline النادر، والمرتبط بخصائص مهمة لمكافحة السرطان والالتهابات. بفضل هذه المعرفة الجديدة، يمكن المضي قدماً في تصنيع مستدام وفعال لهذا المركب، ما يعزز جهود تطوير أدوية طبيعية تحمل فوائد صحية واسعة.

هذا الكشف العلمي يبرهن أن الطبيعة ما تزال تقدم لنا أسراراً ثمينة، وأن العلم الحديث قادر على فك رموز هذه الأسرار وتحويلها إلى أدوات طبية متطورة، لصالح الصحة العامة والبيئة معاً.