Grape Stem Extracts from Vitis vinifera cv. Areni Noir and cv. Rkatsiteli: Rkatsiteli Shows Stronger Antiproliferative Activity and Drives BCL-2/p53-Mediated Apoptosis in MCF-7 Breast Cancer Cells

في كل عام، ينتج عن صناعة النبيذ كمية هائلة من المواد المتبقية. فمقابل كل طن من العنب الذي تتم معالجته، ينتهي الأمر بنحو ثلثه كنفايات، تتكون في الغالب من البذور والقشور والسيقان. وفي أرمينيا، حيث تُعد صناعة النبيذ تقليداً متجذراً، غالباً ما تظل هذه المنتجات الثانوية دون استخدام، مما يشكل خطراً على التربة والمياه. ومع ذلك، تكمن داخل هذه المادة المهملة إمكانات خفية. فقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن العنب يحتوي على مركبات طبيعية قوية تسمى "البوليفينول". تعمل هذه المركبات كمضادات للأكسدة، مما يساعد في تحييد الجزيئات الضارة في الجسم، وقد أظهرت نتائج واعدة في إبطاء نمو الخلا السرطانية. وكان التحدي يكمن في تحديد أي أصناف العنب تمتلك أكثر المركبات فائدة، وكيف تعمل تلك المواد الكيميائية فعلياً داخل الخلية الحية.

قرر فريق من الباحثين في أرمينيا استقصاء صنفين محددين من العنب ينموان في بلادهم: "أريني نوار" (Areni Noir) الأحمر و"ركاتيتسيلي" (Rkatsiteli) الأبيض. وركزوا دراستهم على السيقان، وهي الأجزاء الخشبية من الكرمة التي تُلقى عادةً بعد الحصاد. كان الهدف هو معرفة ما إذا كانت مستخلصات هذه السيقان يمكن أن توقف نمو خلايا سرطان الثدي، وإذا كان الأمر كذلك، فهم الآلية البيولوجية الكامنة وراء ذلك. وقد عملوا مع خط خلوي محدد لسرطان الثدي يُعرف باسم "MCF-7"، وهو نموذج قياسي يُستخدم في المختبرات لدراسة كيفية تأثير العلاجات المحتملة على نمو الأورام. وكان الباحثون مهتمين بشكل خاص ببروتينين رئيسيين داخل الخلايا: أحدهما يعمل مثل "المكبح" لإيقاف موت الخلايا، والآخر يعمل كـ "مستشعر" لتحفيز موت الخلايا عندما تكون تحت وطأة الإجهاد. ومن خلال مقارنة صنفي العنب، أملوا في إيجاد مصدر طبيعي يمكنه إمالة الكفة نحو تدمير الخلايا السرطانية.

بدأ العلماء بإنشاء مستخلصات سائلة من السيقان المجففة لكلا نوعي العنب باستخدام مزيج من الماء والكحول. ثم قاموا بتحليل التركيب الكيميائي لهذه السوائل لمعرفة ما تحتويه. وأظهرت النتائج أن كلا المستخلصين غنيان بمجموعة متنوعة من المركبات الطبيعية، بما في ذلك مختلف الأحماض والفلافونويدات. ومع ذلك، لم يكن الصنفان متطابقين؛ فقد وُجد أن سيقان "ركاتيتسيلي" غنية بشكل خاص بمجموعة من المركبات تسمى "فلافان-3-أول" (flavan-3-ols)، بينما احتوت سيقان "أريني نوار" على مستويات أعلى من حمض محدد يُعرف باسم "حمض الغاليك". وبالرغم من هذه الاختلافات في وصفاتها الكيميائية، أظهر كلا المستخلصين قدرة مماثلة على العمل كمضادات للأكسدة في أنبوب اختبار، مما يعني أنهما متساويان في القدرة على تحييد الجذور الحرة في تفاعل كيميائي بسيط.

وعندما اختبر الباحثون هذه المستخلصات على خلايا سرطان الثدي، ظهر فرق واضح. فبينما أبطأ كلا المستخلصين نمو الخلايا، كان المستخلص الناتج من سيقان "ركاتيتسيلي" أكثر فعالية بشكل ملحوظ؛ حيث قلل عدد خلايا السرطان الحية أكثر مما فعل مستخلص "أريني نوار". وبسبب هذا الأداء الأقوى، اختار الفريق التركيز في استقصائهم الأعمق على مستخلص "ركاتيتسيلي" لفهم كيفية عمله بدقة. ولاحظوا أن المستخلص لم يقم ببساطة بتسميم الخلايا فوراً، بل عمل كعامل بطيء المفعول يعطل قدرة الخلايا على التكاثر بمرور الوقت.

وللكشف عن الآلية، نظر الفريق إلى البيئة الداخلية للخلايا. ووجدوا أن مستخلص "ركاتيتسيلي" تسبب في زيادة محكومة في الإجهاد التأكسدي، وهي حالة تنتج فيها الخلية جزيئات تفاعلية أكثر من المعتاد. واستجابة لذلك، عززت الخلايا أنظمة دفاعها الخاصة، وتحديداً عبر زيادة نشاط إنزيم يسمى "سوبر أكسيد ديسميوتاز" (superoxide dismutase). وقد أشار هذا التفاعل إلى أن المستخلص لم يكن يدمر الخلايا عشوائياً فحسب، بل كان يحفز استجابة إجهاد محددة. والأهم من ذلك، فحص الباحثون البروتينات التي تتحكم فيما إذا كانت الخلية ستعيش أو تموت، ووجدوا أن المستخلص قلل بشكل كبير من مستويات البروتين الذي يحمي عادةً الخلايا السرطانية من الموت، بينما زاد في الوقت نفسه من مستويات البروتين الذي يعطي إشارة للموت الخلوي. هذا التحول في التوازن بين إشارات البقاء والموت هو سمة مميزة لعملية تسمى "الموت الخلوي المبرمج" (apoptosis)، حيث يتم برمجة الخلية لإغلاق نفسها.

ولرؤية ما إذا كانت هذه المركبات الطبيعية يمكن أن تتفاعل فيزيائياً مع البروتينات التي تستهدفها، استخدم الباحثون عمليات محاكاة حاسوبية. قاموا بنمذجة كيفية ملاءمة المواد الكيميائية الرئيسية الموجودة في سيقان العنب للهياكل الجزيئية لبروتينات إشارات البقاء والموت. وحددت عمليات المحاكاة ثلاثة مركبات محددة — اثنان من سيقان العنب وواحد مرتبط بهما — أظهرت قدرة قوية على الارتباط بهذه البروتينات المستهدفة. وقد برز أحد هذه المركبات، وهو مركب يسمى "حمض الأولينوليك" (oleanolic acid)، لقدرته على الجمع بين قوة الارتباط وملف تعريف يشير إلى أنه سيكون آمناً ومستقراً في الجسم. كما أظهر مركب آخر، يسمى "بوليداتين" (polydatin)، نتائج واعدة أيضاً. وتدعم هذه النتائج فكرة أن خليط المواد الكيميائية في مستخلص سيقان العنب يعمل من خلال استهداف عدة أهداف في وقت واحد، بدلاً من هدف واحد فقط.

تخلص الدراسة إلى أن سيقان عنب "ركاتيتسيلي"، وهي منتج ثانوي غالباً ما يتم التخلص منه في صناعة النبيذ، تعد مصدراً قيماً لمركبات طبيعية قادرة على التدخل في نمو خلايا سرطان الثدي. وتشير الأبحاث إلى أن هذه السيقان تعمل عن طريق تنشيط إشارات الخلية الداخلية لإيقاف الانقسام وبدء الموت، وهي عملية مدفوعة بتحول محدد في البروتينات التي تنظم بقاء الخلية. وبينما تقتصر هذه النتائج حالياً على التجارب المختبرية ونماذج الكمبيوتر، إلا أنها تسلط الضوء على إمكانية تحويل النفلات الزراعية إلى مصدر لأدوية طبيعية جديدة. ويشير المؤلفون إلى أن هناك حاجة لمزيد من العمل لعزل المركبات المسؤولة بدقة واختبارها في الكائنات الحية، لكن النتائج تقدم سبباً مقنعاً للنظر عن كثب فيما يتبقى بعد صنع النبيذ.