Coelastrella sp. extract attenuates inflammatory responses and NF-κB p65 nuclear accumulation in LPS- stimulated RAW 264.7 macrophages

الالتهاب هو استجابة الجسم العاجلة والضرورية للإصابة أو العدوى، وهو بمثابة نظام إنذار بيولوجي يستدعي الخلايا المناعية لمحاربة الغزاة والبدء في أعمال الإصلاح. ومع ذلك، عندما يظل هذا النظام قيد التشغيل لفترة طويلة جدًا أو يتفاعل بقوة مفرطة، يمكنه إتلاف الأنسجة السليمة وتغذية الأمراض المزمنة التي تتراوح من مشاكل القلب إلى التهاب المفاصل. وأحد المحركات الرئيسية لهذا التفاعل المفرط هو مسار إشارات داخل الخلايا المناعية يعمل مثل مفتاح رئيسي، حيث يقوم بتشغيل الجينات التي تنتج المواد الكيميائية الالتهابية. وقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن المواد الطبيعية الموجودة في النباتات والطحالب يمكنها أحيانًا تهدئة هذا المفتاح، مما يوفر بديلًا أكثر لطفًا للأدوية القوية التي غالبًا ما تحمل آثارًا جانبية ثقيلة. وكان التحدي يكمن في تحديد أي المصادر الطبيعية تعمل بالضبط، وكيف تعمل، وما إذا كان بإمكانها تهدئة الجهاز المناعي بأمان دون إيقافه تمامًا.

وجه الباحثون في جامعة "سون مون" (Sun Moon) في كوريا الجنوبية اهتمامهم إلى نوع محدد من الطحالب الخضراء في المياه العذبة تسمى Coelastrella sp.، وهي كائن دقيق صغير أظهر إمكانات واعدة كمصدر لمركبات تعزز الصحة. وقد سعوا لمعرفة ما إذا كان المستخلص المصنوع من هذه الطحالب يمكن أن يهدئ استجابة مناعية مفرطة النشاط في بيئة مختبرية. ولاختبار ذلك، استخدموا نموذجًا قياسيًا للخلايا المناعية تُعرف باسم "البلعميات" (macrophages)، وهي خط الدفاع الأول في الجسم. وفي التجربة، تعرضت هذه الخلايا لمحفز بكتيري يجبرها على حالة من التأهب العالي، مما يحاكي عدوى شديدة. يتسبب هذا المحفز في غمر الخلايا لمحيطها بأكسيد النيتريك، وهو غاز يساعد في محاربة البكتيريا ولكنه قد يكون ضارًا إذا زاد عن حده، كما ينتج أنواع الأكسجين التفاعلية، وهي جزيئات غير مستقرة تسبب الإجهاد التأكسدي. وقد قدم الباحثون مستخلص الطحالب الخاص بهم ليروا ما إذا كان بإمكانه خفض هذه المستويات الخطيرة دون قتل الخلايا نفسها.

قام الفريق أولاً بتحضير المستخلص عن طريق نقع مسحوق الطحالب المجفف بالتجميد في خليط من الماء والإيثانول، باستخدام الموجات الصوتية للمساعدة في استخراج المركبات النشطة. ووجدوا أن السائل الناتج كان غنيًا بالبوليفينول والفلافونويد، وهما فئتان من المركبات الطبيعية المعروفة بقدرتها على تحييد الجزيئات الضارة. وعندما اختبروا المستخلص على الخلايا المناعية، اكتشفوا نافذة تركيز آمنة حيث لم تضرر الخلاما بسبب المادة ولكنها كانت لا تزال ذات تأثير قوي. عند هذه المستويات الآمنة، قلل المستخلص بشكل كبير من كمية أكسيد النيتريك التي تنتجها الخلايا. كما خفض مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية، وهي الجزيئات غير المستقرة التي يمكن أن تسبب تلفًا في هياكل الخلايا. وكان الانخفاض في هذه النواتج الثانوية الضارة واضحًا وقابلًا للقياس، مما يشير إلى أن المستخلص كان يهدئ بفعالية الاستجابة الهجومية للخلية تجاه المحفز البكتيري.

وبعيدًا عن مجرد تنظيف الفوضى الكيميائية، بدا أن المستخلص يوقف المشكلة من مصدرها من خلال التدخل في التعليمات الداخلية للخلية. راقب الباحثون الرسائل الجينية داخل الخلايا التي تأمرها ببناء البروتينات الالتهابية. ووجدوا أن المستخلص خفض إنتاج الرسائل لعدة علامات التهابية رئيسية، بما في ذلك بروتين يسمى iNOS، الذي يصنع أكسيد النيتريك، وجزيئات إشارات مختلفة مثل الإنترلوكين-6 وعامل نخر الورم ألفا (tumor necrosis factor-alpha). كما قلل المستخلص من كمية البروتينات الفعلية التي تبنيها هذه الجينات. وكان الانخفاض الأكثر أهمية قد لوحظ في التعليمات الخاصة بالإنترلوكين-1 بيتا (interleukin-1-beta) وبروتين المفتاح الرئيسي المعروف باسم NF-κB p65. ومن خلال خفض مستويات هذه البروتينات، أخبر المستخلص الخلية فعليًا بأن تتراجع، فتنتج إشارات التهابية أقل مما كانت ستنتجه لولا ذلك.

ولفهم كيفية إيقاف المستخلص لإشارة الالتهاب بدقة، راقب العلماء مكان وجود بروتين المفتاح الرئيسي، NF-κB p65، داخل الخلية. في الظروف العادية، يستقر هذا البروتين بهدوء في جسم الخلية، ولكن عندما تتعرض الخلية لهجوم، ينتقل إلى النواة، وهي مركز التحكم، لتشغيل الجينات الالتهابية. استخدم الباحثون صبغة متوهجة خاصة لتتبع هذا الانتقال ووجدوا أن مستخلص الطحالب أبقى جزءًا كبيرًا من البروتين خارج النواة. فبدلاً من الاندفاع إلى مركز التحكم لبدء الإنذار، ظل البروتو في المناطق الخارجية للخلية. هذا الحظر الفيزيائي منع تنشيط الجينات الالتهابية، وهو ما يفسر سبب انخفاض مستويات البروتينات الالتهابية بشكل حاد.

تخلص الدراسة إلى أن مستخلص Coelastrella sp. يعمل كدفاع متعدد الطبقات ضد الالتهاب. فهو لا يكتفي فقط بتحييد المواد الكيميائية الضارة بعد صنعها، بل يوقف أيضًا الخلية عن صنعها من الأساس عن طريق منع حركة بروتين المفتاح الرئيسي. وبينما أشار الباحثون إلى أن عملهم كان محدودًا بالخلايا في طبق المختبر وأنهم لم يحددوا بعد الجزيء المنفرد المسؤول بدقة عن هذا التأثير، فإن النتائج توفر أساسًا قويًا لمزيد من الدراسة. لقد نجح المستخلص في تقليل الإجهاد التأكسدي، وخفض إنتاج أكسيد النيتريك، ومنع تنشيط الجينات الالتهابية، كل ذلك دون إلحاق الضرر بالخلايا. وهذا يشير إلى أن هذه الطحالح الدقيقة تمتلك إمكانات كمورد طبيعي لتطوير طرق جديدة لإدارة الالتهاب، مما يفتح مسارًا نحو علاجات تعمل مع بيولوجيا الجسم بدلاً من تجاوزها.