تليجراف الخليج - طوّر باحثون في جامعة تكساس جزيئات نانوية مستخلصة من بقايا القهوة قد تساعد في الوقاية من مرضي الزهايمر والباركنسون قبل ظهور أعراضهما، في إنجاز علمي يجمع بين الكيمياء الخضراء وعلوم الأعصاب.

ووفق نتائج الدراسة المنشورة في مجلة "Environmental Research"، نجح الفريق البحثي في تطوير "نقاط كمومية كربونية" (CQDs) انطلاقًا من حمض الكافيك، وهو مضاد أكسدة طبيعي موجود في القهوة والتفاح.

بعكس الشائع.. القهوة السوداء قد تقلل خطر الوفاة

وتشهد الأمراض التنكسية العصبية، مثل الزهايمر والباركنسون، ارتفاعًا عالميًا نتيجة التقدّم في السن والتعرض لمواد سامة بيئيًا مثل الباراكوات والكلوربيريفوس، وهما مبيدان يرتبطان بالإجهاد التأكسدي وتراكم بروتينات غير طبيعية في الدماغ، ما يؤدي بمرور الوقت إلى تدمير الخلايا العصبية وظهور أعراض فقدان الحركة والذاكرة.

وتحت إشراف البروفيسور ماهيش ناراين، وبمشاركة طالب الدكتوراه جيوتيش كومار، قام الفريق بتسخين بقايا القهوة إلى 200 درجة مئوية لمدة 4 ساعات، ما أدى إلى إنتاج نقاط كمومية كربونية مشتقة من حمض الكافيك (CACQDs).

وتتميّز هذه الجزيئات بحجمها النانوي (يتراوح بين 2 و20 نانومتر)، ما يمكّنها من اختراق الحاجز الدموي الدماغي، وهو من أكبر التحديات التي تواجه توصيل الأدوية إلى الدماغ.

كما صُممت الجزيئات لمكافحة الأضرار التأكسدية ومنع تكتل البروتينات السامة.

وقال كومار: "هذه الجزيئات لا تقتصر على تخفيف الأعراض، بل تستهدف المسارات البيوكيميائية المسببة للمرض على المستوى الجزيئي".

وأظهرت التجارب المخبرية أن النقاط الكمومية المستخلصة من حمض الكافيك نجحت في حماية خلايا دماغية بشرية من التأثيرات السامة لمبيد الباراكوات، إذ قلّلت من الجذور الحرة، ومنعت تكتل بروتينات "أميلويد بيتا" و"ألفا-سينوكلين"، ولم تُظهر سمّية حتى بتركيز 5 ملغم/مل.

وبما أن حمض الكافيك يعبر الحاجز الدموي الدماغي بطبيعته، يرى الباحثون أن تحويله إلى نقاط كمومية يعزّز من فعاليته الوقائية وقدرته على الوصول إلى أنسجة الدماغ.

وقال ناراين: "نهجنا يقدم خيارًا وقائيًا منخفض الكلفة، وهو أمر بالغ الأهمية في المراحل المبكرة التي لا تزال فيها التغيرات العصبية قابلة للعلاج".

وتكمن أهمية الدراسة في تقديمها بديلاً محتملاً للعلاجات الحالية التي تعاني من محدودية في الفعالية، لا سيما أن أقل من 1% من الأدوية التجريبية تنجح في عبور الحاجز الدموي الدماغي.

وتُقدّر تكلفة هذه الأمراض بمئات مليارات الدولارات سنويًا في الولايات المتحدة وحدها، ما يبرز الحاجة إلى حلول عملية قابلة للتطبيق على نطاق واسع.

بيئيًا، يتوافق إنتاج النقاط الكمومية من بقايا القهوة مع مبادئ الكيمياء الخضراء، حيث يعتمد على تدوير النفايات دون استخدام مواد نادرة أو سامة أو معدات باهظة، ما يجعله مناسبًا للدول النامية والمناطق محدودة الموارد.

وأوضح الفريق أن هذه الجزيئات تتميّز بثباتها الكيميائي، وقابليتها للذوبان في الماء، وخصائصها الفلورية، ما يمنحها إمكانات إضافية في التصوير الدماغي ومتابعة تطور المرض.

ولا تزال الأبحاث في مراحلها الأولية، إذ يسعى الفريق حاليًا للحصول على تمويل لإجراء تجارب على الحيوانات تمهيدًا للدراسات السريرية.

وفي حال نجاح التجارب، يأمل الباحثون في تطوير هذه النقاط الكمومية إلى علاجات وقائية منخفضة الكلفة، مثل مكملات تؤخذ عن طريق الفم أو حقن للفئات المعرضة للخطر، خصوصًا العاملين في الزراعة ممن يتعرضون للمبيدات العصبية.

وقال كومار: "هذا ليس مجرد إنجاز علمي، بل فرصة حقيقية لتحسين الصحة العامة. إذا استطعنا تحويل نفايات القهوة إلى وسيلة لحماية الدماغ، فسنكون قد أنجزنا شيئًا مؤثرًا فعلاً".

4 أكواب من القهوة يوميا قد تقلل "الوهن" لدى كبار السن

ومع تصاعد الأدلة على ارتباط المبيدات الحشرية بالأمراض التنكسية العصبية، يؤكد الباحثون أهمية التدخل المبكر باستخدام أدوات يسهل الوصول إليها، خاصة في المناطق الريفية والمجتمعات منخفضة الدخل.

ويأمل الفريق أن تمهّد هذه التكنولوجيا الطريق نحو جيل جديد من العلاجات الوقائية، في وقت لا يزال الطب الحديث يفتقر إلى أدوات فعالة للحد من تقدم أمراض كالزهايمر والباركنسون.

وعلى الرغم من أن معظم هذه الحالات لا ترتبط بعوامل وراثية، فإن التدخل المبكر قد يمثل مفتاحًا لتقليل العبء العالمي لهذه الاضطرابات العصبية.