عالم من أصل فيتنامي يكشف سر قدرة النباتات على إنتاج مركبات مضادة للسرطان

اكتشف علماء فيتناميون في كندا وزملاء من مختلف أنحاء العالم الإنزيم السري الذي يساعد النباتات على إنتاج الميترافيلين، وهو مركب نادر يتمتع بخصائص مضادة للسرطان.

أعلن باحثون في جامعة كولومبيا البريطانية (UBC) أوكاناجان، كندا، للتو عن اكتشاف آلية نباتية تنتج الميترافيلين، وهو مركب طبيعي نادر يتمتع بخصائص قوية مضادة للسرطان ومضادة للالتهابات.

هذا العمل هو نتيجة تعاون بين فريق الدكتورة ثو - ثوي دانج في جامعة كولومبيا البريطانية أوكاناجان وفريق الدكتور ساتيا ناداكودوتي في جامعة فلوريدا (الولايات المتحدة الأمريكية)، بدعم من مجلس البحوث في العلوم الطبيعية والهندسية في كندا (NSERC)، ومؤسسة كندا للابتكار (CFI)، وبرنامج علماء الصحة مايكل سميث في كولومبيا البريطانية، والمعهد الوطني للأغذية والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA NIFA).

طالب الدكتوراه توان آنه نجوين (يسار) وطالبة الدكتوراه ثو ثوي دانج يفحصان عينات نباتية في المختبر. الصورة: جامعة كولومبيا البريطانية أوكاناجان

العثور على "الحلقة المفقودة" في سلسلة المركبات العلاجية الطبيعية

ينتمي الميترافيلين إلى مجموعة قلويدات سبيروكسيندول، وهي مجموعة من الجزيئات ذات بنية ملتوية خاصة وتأثيرات بيولوجية قوية. على الرغم من معرفتها منذ زمن طويل، ظلت عملية تكوين هذا النوع من المركبات في الطبيعة لغزًا حتى تمكنت مجموعة الدكتورة ثو - ثوي دانغ، رئيسة مجموعة أبحاث التكنولوجيا الحيوية للمنتجات الطبيعية في جامعة كولومبيا البريطانية أوكاناغان، من تحديد أول إنزيم قادر على "لف" الجزيئات لتكوين بنية ملتوية في عام ٢٠٢٣.

وبناء على هذه النتيجة، قاد طالب الدكتوراه توان آنه نجوين المرحلة التالية واكتشف إنزيمين رئيسيين يعملان معًا في تخليق الميترافيلين، حيث يحدد أحد الإنزيمين البنية ثلاثية الأبعاد، بينما يكمل الإنزيم الآخر خطوة الالتواء النهائية لإنشاء الجزيء الكامل.

قال الدكتور دانج: "يشبه هذا الاكتشاف إيجاد الحلقة المفقودة في خط التجميع. فهو يُساعد في تفسير كيفية تكوين الطبيعة لهذه الجزيئات المعقدة، ويُمهد الطريق لمحاكاة هذه العملية في المختبر".

يتواجد الميترافيلين بشكل طبيعي بكميات صغيرة جدًا في بعض النباتات الاستوائية من عائلة القهوة، مثل ميتراجينا (الكراتوم) وأونكاريا (مخلب القط). (المصدر: Shutterstock).

يوجد الميترافيلين بكميات ضئيلة فقط في بعض النباتات الاستوائية من عائلة القهوة، مثل ميتراجينا (الكراتوم) وأونكاريا (مخلب القط)، مما يجعل استخلاصه أو تركيبه على نطاق واسع أمرًا صعبًا ومكلفًا للغاية في السابق. وقد مهد تحديد إنزيمين رئيسيين الطريق لإنتاج هذا المركب الطبيعي بكفاءة أكبر وبطريقة صديقة للبيئة.

وفقًا لطالب الدكتوراه توان آنه نجوين، تُعدّ هذه خطوةً مهمةً نحو الكيمياء الخضراء، التي تُساعد على إنتاج مُركّبات دوائية قيّمة باستخدام الطرق البيولوجية بدلًا من الكيمياء المُركّبة. كما يعكس هذا النجاح بيئة البحث المُنفتحة والتعاونية بين الطلاب وأعضاء هيئة التدريس في جامعة كولومبيا البريطانية أوكاناجان لحل المُشكلات العالمية.

وأعربت الدكتورة دانج عن فخرها بهذا الاكتشاف الذي يعد دليلاً على أن النباتات هي عبقرية الكيمياء الطبيعية، وقالت إن الخطوة التالية لها وفريق البحث التابع لها هي إيجاد طرق لتطبيق هذه الإنزيمات لإنشاء مركبات علاجية أكثر قيمة.

رحلة فك شفرة "المصنع البيولوجي" للطبيعة

الدكتورة ثو ثوي دانج - دانغ ثي ثو ثوي، هي طالبة سابقة في مجال التكنولوجيا الحيوية في جامعة العلوم الطبيعية (جامعة العلوم الطبيعية، جامعة فيتنام الوطنية، مدينة هوشي منه).

درست للحصول على درجة الماجستير ثم دافعت عن درجة الدكتوراه في علم الأحياء الجزيئي / الكيمياء الحيوية في جامعة كالجاري (ألبرتا، كندا) وأكملت برنامج أبحاث ما بعد الدكتوراه في الكيمياء الحيوية في مركز جون إينيس (المملكة المتحدة).

تذكرت فرصة سعيها وراء مهنة بحثية، وقالت إنها منذ صغرها كانت على دراية بثقافة استخدام الأعشاب في الطب الشعبي، وتعرفت مبكرًا على تقنية زراعة أنسجة النباتات الطبية وهي لا تزال طالبة. إلا أن نقطة التحول لم تأتِ إلا عندما كانت طالبة في الدراسات العليا، عندما رأت بالصدفة مختبرًا مجاورًا يُجري أبحاثًا حول التخليق الحيوي للمركبات الطبيعية في النباتات.

عندها أدركت أنه بالإضافة إلى المعرفة الأساسية في فسيولوجيا النبات التي تعلمتها، كان هناك أيضًا مجال جديد حيث يدرس الناس كيف تنتج النباتات مركبات قيمة.

ومن هناك، قررت مواصلة البحث للعثور على جينات وأنزيمات جديدة تشارك في التخليق الحيوي للقلويدات، وهي مجموعة من المركبات ذات النشاط البيولوجي القوي وإمكانات التطبيقات الصيدلانية.

لسنوات عديدة، ركزت الدكتورة ثوي على فك رموز مسارات التخليق الحيوي للقلويدات في النباتات، مستخدمةً علم الأحياء الجزيئي، وتحليل تسلسل الحمض النووي الريبي، والبيانات الجينومية، وهياكل الإنزيمات، لفهم كيفية إنتاج النباتات الطبية لمركبات قيّمة. وهي أيضًا مؤلفة مشاركة في العديد من براءات الاختراع المتعلقة بإنتاج مركبات مضادة للسرطان من النباتات.

لطالما تساءلت: "لماذا، باستخدام الماء والضوء والهواء فقط، تستطيع النباتات إنتاج مركبات قادرة على علاج أمراض معقدة كالسرطان؟"، كما قالت. ووفقًا لها، إذا كان كل جزيء منزلًا، فإن الإنزيمات في النباتات هي البناة الماهرة. مهمة الباحث هي فهم ما يفعله كل من هذه "البناة"، وبأي ترتيب، حتى يتمكنوا من محاكاة أو تحسين العملية التي خلقتها الطبيعة.

وتشكل هذه المعرفة الأساس لها ولزملائها لإعادة إنشاء عملية إنشاء المكونات النشطة الطبيعية في المختبر، مما يساعد على الحد من استغلال النباتات الطبية الثمينة، والحد من استخدام المواد الكيميائية السامة، وفي الوقت نفسه فتح الطريق لإنشاء مركبات مماثلة ذات نشاط أقوى.

في جامعة كولومبيا البريطانية (UBC) أوكاناجان، أسست مختبر أبحاث المركبات النشطة بيولوجيًا في النباتات (PlantBioCoRe)، والذي يجمع بين الكيمياء الحيوية والكيمياء وعلم المعلومات الحيوية وعلم الوراثة الجزيئي لفهم الآليات التي تنتج المركبات النشطة بيولوجيًا في الأعشاب.

حقق فريقها نتائج مبهرة عديدة، منها نتائج جديدة حول المسار الأيضي للمواد المضادة للسرطان من نبات كامبتوثيكا أكوميناتا. يُسهم هذا الاكتشاف في تطوير أدوية سهلة الاستخدام، وسهلة التطبيق سريريًا، ونُشرت في مجلات عالمية، وسُجلت لبراءات اختراع.

وبعد أن أتيحت لها الفرصة لتبادل المعرفة الأكاديمية مع الباحثين المحليين، مثل جامعة هانوي للصيدلة، وجامعة العلوم الطبيعية، وجامعة VNU-HCM، أو معهد تاي نجوين للعلوم، أدركت أن في فيتنام هناك العديد من مشاريع البحث القيمة حول النباتات الطبية.

وأضافت "أتمنى أن أساهم ولو بجزء بسيط في إثراء المعرفة وتطبيق الموارد النباتية في وطني".

المصدر: https://khoahocdoisong.vn/nha-khoa-hoc-goc-viet-giai-ma-bi-an-cach-cay-co-tao-hop-chat-chong-ung-thu-post2149060401.html