منذ ما يقرب من 30 عامًا، اكتشف الباحثون جزيئين غير عاديين في حبوب لقاح الجاودار يبدو أنهما يبطئان نمو الورم في الدراسات التي أجريت على الحيوانات. وعلى الرغم من النتائج الواعدة، فقد وصل البحث إلى طريق مسدود لأن العلماء لم يتمكنوا من تحديد الهياكل الدقيقة ثلاثية الأبعاد للجزيئات.
الآن، تمكن الكيميائيون في جامعة نورث وسترن من حل هذا اللغز الذي طال أمده. ومن خلال بناء الجزيئات من الصفر في المختبر، أكدوا الهياكل الدقيقة للسيكالوسيدات A وB لأول مرة.
ومع توفر مخطط جزيئي دقيق، يمكن للباحثين الآن التحقق من كيفية تفاعل هذه المركبات من حبوب لقاح الجاودار، والتي تأتي من محصول الحبوب المزروع على نطاق واسع من أجل الحبوب، مع الجهاز المناعي. ويمكن لهذه المعرفة أن تساعد في نهاية المطاف في توجيه تطوير أساليب جديدة لعلاج السرطان.
ونشرت النتائج في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية.
وقال كارل أ. شيدت من جامعة نورث وسترن، الذي قاد الدراسة: “في الدراسات الأولية، وجد باحثون آخرون أن حبوب لقاح الجاودار يمكن أن تساعد نماذج حيوانية مختلفة على إزالة الأورام من خلال آلية غير معروفة وغير سامة”. “الآن بعد أن أكدنا بنية هذه الجزيئات، يمكننا العثور على العنصر النشط – أو أي جزء من الجزيء يقوم بهذا العمل. وهذه نقطة انطلاق مثيرة لصنع نسخ أفضل من هذه الجزيئات التي يمكن أن تساعد في علاج السرطان.”
شيدت هو أستاذ الكيمياء في كلية واينبرغ للفنون والعلوم في نورث وسترن وأستاذ علم الصيدلة (من باب المجاملة) في كلية الطب في جامعة نورث وسترن فاينبرغ. وهو أيضًا عضو في معهد كيمياء العمليات الحياتية ومركز روبرت إتش. لوري الشامل للسرطان بجامعة نورث وسترن.
دور الطبيعة في اكتشاف المخدرات
العديد من الأدوية المهمة لها جذورها في الطبيعة. لقد درس العلماء منذ فترة طويلة النباتات والفطريات والميكروبات بحثًا عن مركبات يمكن أن تلهم علاجات جديدة.
المورفين، وهو مسكن قوي للألم، يأتي من خشخاش الأفيون. تم عزل التاكسول، وهو دواء مهم للعلاج الكيميائي، لأول مرة من شجرة الطقسوس في المحيط الهادئ. الستاتينات، التي تساعد على خفض نسبة الكوليسترول وتقليل خطر الإصابة بأمراض القلب، مصدرها الفطريات.
وقال شيدت: “المنتجات الطبيعية ليست بالضرورة أدوية فعالة في حد ذاتها، لكنها تؤدي إلى نتائج عظيمة”. “يمكننا أن نجد الإلهام في المنتجات الطبيعية ونستخدم الكيمياء لصنع نسخ أفضل تكون متاحة عن طريق الفم، وتنجو من عملية التمثيل الغذائي، وتحقق الأهداف الصحيحة.”
يمكن لحبوب لقاح الجاودار أن تنضم في النهاية إلى تلك القائمة. يُباع مستخلص حبوب لقاح الجاودار بالفعل كمكمل غذائي يستخدمه الكثير من الأشخاص لدعم صحة البروستاتا. لكن العلماء لم يطوروه بعد إلى علاج دوائي. وكانت العقبة الرئيسية هي عدم وجود صورة واضحة للهياكل ثلاثية الأبعاد للجزيئات.
حل لغز جزيئي طويل لعقود من الزمن
لم تتمكن التقنيات التقليدية، بما في ذلك التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي المتقدم، من تحديد كيفية ترتيب الأجزاء الرئيسية من الجزيئات بشكل كامل. ونتيجة لذلك، قضى العلماء عقودًا من الزمن في النقاش بين نموذجين بنيويين محتملين.
اقرأ أيضًا...
يحتوي كلا الإصدارين على نفس الذرات المتصلة بنفس الطريقة وتشترك في نفس الشكل العام. وكان الفرق هو وجود منطقة حرجة واحدة كصورة معكوسة في كل نموذج. وحتى هذا الاختلاف الدقيق يمكن أن يؤثر بشكل كبير على كيفية تفاعل الجزيء مع الأهداف البيولوجية وما إذا كان ينتج تأثيرًا بيولوجيًا.
قال شيدت: “إنها مثل يديك”. “إنهما صورتان متطابقتان لبعضهما البعض، لكنك تحتاج إلى قفاز مختلف لكل منهما. إذا كان لديك قفازين لليد اليسرى، فلن ينجح الأمر لأنه لا يمكن وضع يديك فوق بعضهما البعض.”
بناء الجزيئات من الصفر
ولحل حالة عدم اليقين، اعتمد فريق نورث وسترن على التخليق الكلي، وهي عملية يقوم فيها الباحثون ببناء جزيء طبيعي خطوة بخطوة في المختبر.
ثبت أن العمل صعب للغاية لأن السيكالوسيدات A وB تحتويان على حلقة نادرة للغاية مكونة من 10 أعضاء في قلبهما. من الصعب تجميع هذا الهيكل المضغوط بإحكام.
تغلب الباحثون على المشكلة من خلال إنشاء حلقة أكبر وأكثر مرونة. ثم قاموا بإثارة تفاعل كيميائي أدى إلى تحويله إلى حلقة أصغر متوترة في خطوة واحدة.
بعد إنتاج كلا الإصدارين المقترحين من الجزيئات، قام الفريق بمقارنتها بعينات مستخرجة من حبوب لقاح الجاودار. واحد فقط مطابق تمامًا، مما يسمح للباحثين بتحديد الهياكل الصحيحة بشكل نهائي.
وقال شيدت “لقد أثبتنا أننا قادرون على صنع جوهر هذا المنتج الطبيعي”. “الآن، نحاول العثور على متعاونين محتملين في علم المناعة الذين يمكنهم مساعدتنا في ترجمة هذا إلى نقطة نهاية سريرية محتملة.”
تم دعم الدراسة، “التوليف والتأكيد الهيكلي للسيكالوسيدات A وB”، من قبل المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة، وزمالة لامبرت في معهد كيمياء العمليات الحياتية، والمؤسسة الوطنية للعلوم.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
