نبات زينة يقدم حلاً لإنتاج غذاء خالٍ من البكتيريا

باستخدام بذوره في إنتاج جسيمات الفضة النانوية

نبات أكاليفا
نبات أكاليفا
TT

نبات زينة يقدم حلاً لإنتاج غذاء خالٍ من البكتيريا

نبات أكاليفا
نبات أكاليفا

تمكن باحث مصري من استخدام مستخلص بذور نبات أكاليفا، المصنف نباتاً للزينة، لتحضير جسيمات فضية نانوية لها القدرة على تثبيط نشاط البكتيريا، بما يؤهلها للاستخدام في الصناعات الغذائية.
ويتجه نشاط الصناعات الغذائية حالياً إلى استبدال مواد طبيعية بالمواد الحافظة الكيميائية ، عبر ما بات يعرف بـ«الكيمياء الخضراء»، وشارك في هذا الاتجاه د. علي محمد الهجرسي الباحث بقسم كيمياء وتصنيف النباتات بشعبة الصناعات الصيدلية بالمركز القومي للبحوث، عبر إنتاج جسيمات الفضة النانوية من نبات أكاليفا.
ويقول الهجرسي: «عُرف عن معدن الفضة منذ القدم قدرته على قتل الكائنات الدقيقة والطحالب، حتى إن الناس كانوا يضعون في قِرب الماء المصنوعة من جلد الشاة، قطعاً معدنية من عملات الفضة أثناء الرحلات الطويلة لتحتك مع بعضها فيحدث ذوبان لجزء بسيط من الفضة في الماء في صورة مسحوق ناعم جداً يكون وسيلة في قتل البكتيريا وتطهير الماء، وقدم حديثاً علم النانو فرصة أفضل لاستخدام هذا المعدن في إنتاج جسيمات نانوية تعطيه فاعلية أكبر في قتل البكتيريا».
ويقول الهجرسي لـ«الشرق الأوسط»، إن «استخدام جسيمات الفضة النانوية كقاتل للبكتيريا ليس جديداً، ولكن الجديد الذي يتنافس فيه الباحثون هو البحث عن مصادر طبيعية وغير تقليدية لإنتاج هذه الجسيمات، وكانت مساهمتنا في هذا الاتجاه عبر استخدام نبات أكاليفا».
والمعروف عن نبات أكاليفا أنه يتميز شكلاً بجمال أوراقه بما يجعله خياراً مناسباً للاستخدام كسياج في الحدائق والمتنزهات، ويستخدم في الصناعات الصيدلية لاحتوائه على مركبات فعالة في التئام الجروح، وإزالة السموم، كما تستخدم مركباته في علاج اضطرابات الجهاز الهضمي وارتفاع ضغط الدم، والتهابات الجلد الفطرية، والجديد الذي يقدمه الباحث هو استخدمه في الصناعات الغذائية.
وخلال البحث المنشور في دورية Bioscience Research، قام الباحث بتحضير مركبات الفضة النانوية من خلات الأيثيل (مركب عضوي يكون على شكل سائل عديم اللون له رائحة مميزة)، التي استخلصها من بذور نبات أكاليفا وقام بتقييم نشاطها ضد البكتيريا المسببة للأمراض والفطريات في الصناعات الغذائية، مقارنة بنشاط مستخلص خلات الإيثيل للنبات نفسه دون تحضيره في شكل جسيمات فضية نانوية.
وأظهرت النتائج التي رصدها الباحث أن الجسيمات النانوية الفضية التي تم تحضيرها من خلات الإيثيل المستخلصة من بذور النبات كان لها نشاط مضاد للجراثيم والفطريات بشكل أكثر كفاءة.
ويوضح الهجرسي، أن «نتيجة البحث دفعتنا للتوصية باستخدام مركبات الفضة النانوية المحضرة من خلات الإيثيل المستخلصة من بذور نبات أكاليفا في مجال الصناعات الغذائية، والتي تفقد نحو 25 في المائة من إنتاجها كل عام بسبب تلوث الأغذية بمسببات الأمراض، وفي مقدمتها بعض أنواع البكتيريا مثل (السلمونيلا)»، أو الفطريات. وبالإضافة لفاعلية تلك المركبات في قتل البكتيريا، فإنها «تتميز بسهولة التحضير، كما أنها تصب في اتجاه الكيمياء الخضراء، وهو ما يعظم من قيمتها»، كما يؤكد الباحث.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

التنشيط الزائد للجهاز المناعي الفطري قد يسبب السرطان

رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة
رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة
TT

التنشيط الزائد للجهاز المناعي الفطري قد يسبب السرطان

رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة
رسم تصويري للإنترفيرون الذي يفرزه نظام المناعة لمحاربة الفيروسات الدخيلة

تؤكد دراسة أميركية جديدة على الدور المزدوج الذي يلعبه الجهاز المناعي الفطري (الطبيعي)، ليس فقط بوصفه حارساً ضد مسببات الأمراض، ولكن أيضاً، من جهة أخرى، بوصفه مساهماً محتملاً في الإصابة بالسرطان عندما يُنشَّط باستمرار بسبب عدم الاستقرار الجيني.

وتلعب الإشارات المناعية عادة دوراً رئيسياً في الحفاظ على استقرار الجينوم خلال تضاعف «الحمض النووي (دي إن إيه - DNA)».

وجاءت نتائج الدراسة لتضيف رؤى حيوية لفهمنا البيولوجيا البشرية الأساسية، كما أنها قد تلقي أيضاً ضوءاً جديداً على بدايات نشوء الورم الخبيث، وتقدم فرصاً محتملة لعلاجات جديدة.

لقد طورت الكائنات الحية مسارات معقدة لاستشعار الحمض النووي التالف وإرسال الإشارات إليه وإصلاحه. وهناك جوانب جديدة حول دور الجهاز المناعي الفطري في الاستجابة للتعامل مع هذا الضرر، سواء في سياق الإصابة بالسرطان، وفي تعزيز صحة الإنسان بشكل عام.

تنشيط الجهاز المناعي... والسرطان

تكشف الدراسة الجديدة، التي قادها المؤلف الأول الدكتور هيكسياو وانغ، من «برنامج البيولوجيا الجزيئية» في «مركز ميموريال سلون كيترينغ للسرطان» الأميركي في نيويورك، ونُشرت في مجلة «Genes & Development» يوم 25 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، عن وجود صلة بين الإشارات المناعية الفطرية وتطور الورم في أنسجة الثدي.

وتشير البيانات البحثية إلى أنه عندما ينشأ عدم الاستقرار في الجينوم، فإن التنشيط المزمن للجهاز المناعي الفطري يمكن أن يزيد بشكل كبير من احتمالات الإصابة بالسرطان.

وركزت الدراسة على مركب بروتيني معقد يسمى «مركب بروتين إصلاح كسور الحمض النووي (دي إن إيه) مزدوج السلسلة (Double-strand break repair protein Mre11)»، وهو إنزيم يرمَّز في البشر بواسطة الجين «MRE11» الذي يلعب دوراً محورياً في الحفاظ على استقرار الجينوم من خلال استشعار وإصلاح «كسور الحمض النووي مزدوج السلسلة».

طفرة بروتينية وتطور الورم

ولدراسة كيف يمكن أن تؤدي المشكلات المتعلقة بهذا البروتين إلى الإصابة بالسرطان، تلاعب الفريق بنسخ من البروتين في «عضويات الأنسجة الثديية (وهي أعضاء نموذجية مصغرة مزروعة في المختبر)»، وقد زُرعت في فئران المختبر.

* تطور الورم: عندما نُشّطت الجينات السرطانية، طورت الفئران التي تحتوي عضويات تحمل «مركب بروتين إصلاح» متحولة مختبرياً، أوراماً بمعدل أعلى بكثير (نحو 40 في المائه) مقارنة بنحو 5 في المائة فقط لدى الفئران الطبيعية. ويؤكد هذا الاختلاف الصارخ على دور «مركب بروتين الإصلاح» في الحفاظ على الاستقرار الجينومي وقمع تكوّن الورم.

* عدوانية الورم: كانت الأورام التي نشأت لدى الفئران التي تحتوي عضويات تحمل «مركب بروتين إصلاح» متحولة، أكثر عدوانية بشكل ملحوظ من تلك الموجودة لدى نظيراتها الطبيعية. وهذا يشير إلى أن فقدان، أو طفرة، «مركب بروتين الإصلاح» لا يزيدان فقط من احتمالية بدء السرطان، ولكنهما قد يساهمان أيضاً في ظهور نمط سرطاني أكثر توغلاً أو سريع التقدم.

كما توفر هذه النتائج رابطاً واضحاً بين أوجه القصور في «مركب بروتين الإصلاح» وعدم الاستقرار الجيني وارتفاع خطر الإصابة بالسرطان؛ مما يسلط الضوء على الدور الحاسم الذي يلعبه المركب في الحماية من تطور الورم. وقد يساعد فهم هذه العلاقة في إعداد استراتيجيات علاجية محتملة لاستهداف ضغوط التكاثر السرطاني ومسارات تنشيط المناعة في تلك السرطانات المرتبطة بخلل في عمل «مركب بروتين الإصلاح».

نقص البروتين يهدد الجينوم

يعتمد هذا البحث الجديد على دراسة سابقة قادها الدكتور كريستوفر واردلو من «برنامج علم الأحياء الجزيئي» في «مركز ميموريال سلون كيترينغ للسرطان» التي نشرت في مجلة «Nature Communications» يوم 10 أكتوبر (تشرين الأول) عام 2022.

وركزت تلك الدراسة على دور «مركب بروتين الإصلاح» في الحفاظ على سلامة الجينوم. ووجدت أنه عندما يكون المركب غير نشط أو ناقصاً فإنه يؤدي إلى تراكم الحمض النووي في سيتوبلازم الخلايا، وتنشيط الإشارات المناعية الفطرية. وكشف هذا الجانب من البحث عن ارتباط مهم بين طفرات «المركب» وتنشيط الاستجابة المناعية.

وأدى «المركب المتحور» إلى زيادة تنشيط الجينات المحفزة بالإنترفيرون (ISGs) وهو ما يشير إلى أنه عندما يكون المركب غير فعال فإن الجهاز المناعي الفطري يُنشَّط بشكل غير طبيعي، حتى في غياب محفز فيروسي أو مسبب للأمراض خارجي نموذجي.

والإنترفيرونات جزيئات إشارات تطلقها الخلايا عادة استجابة للعدوى الفيروسية والتحديات المناعية والضغوط الخلوية، ويشير تنشيطها في سياق طفرات «مركب بروتين الإصلاح» إلى أن الخلية تدرك عدم الاستقرار الجيني بوصفه شكلاً من أشكال الإجهاد يتطلب استجابة مناعية.

إمكانات العلاج

وقد سلطت هاتان الدراستان (وغيرهما) معاً ضوءاً جديداً على كيفية عمل «مركب بروتين الإصلاح» لحماية الجينوم عند تكاثر الخلايا، وكيف أنه يمكن عندما لا يعمل بشكل صحيح أن يحفز الجهاز المناعي الفطري بطرق يمكن أن تعزز السرطان.

وقد يؤدي فهم هذه الآليات إلى استراتيجيات تخفف من «تنشيط المناعة المزمن»، مما قد يمنع تطور الأورام، أو يقدم طرقاً علاجية جديدة، كما يفتح طريقاً واعدة للعلاجات التي قد تمنع سوء التنظيم الجيني، أو تخفف من الاستجابات المناعية الضارة.