مقدمه‌ بر دانشی که آینده را به چنگ می‌آورد، بیوتکنولوژی!

 مقدمه‌ بر دانشی که آینده را به چنگ می‌آورد، بیوتکنولوژی!

کد مطلب: ۹۹۰۷۰۱۰۵
بیوتکنولوژی یک علم چند بعدی و دانشی میان رشته‌ای می‌باشد. در یک تعریف ساده، زیست فناوری کاربرد سیستم‌های زنده، ارگانیسم‌ها یا مشتقات بیولوژیک آن‌ها برای تولید محصول می‌باشد. این شاخه از علم سرعت رشد بسیار بالایی دارد منفعت‌های بسیاری برای انسان به همراه داشته است.
پیشرفت‌های این تکنولوژی در رشته‌های مختلفی به‌کار گرفته می‌شود. این یعنی بیوتکنولوژی در طیف گسترده‌ای از رشته‌ها از علوم کشاورزی، بیوتکنولوژی پزشکی ، تا طب و حیطه‌ی درمان و بیوتکنولوژی دارویی کاربرد دارد. بیوتکنولوژی با همکاری رشته‌هایی مثل بیولوژی، میکروبیولوژی، شیمی، بیوشیمی، ژنتیک، بیولوژی ملکولی، ایمونولوژی، کشت بافت و سلول، فیزیولوژی و همچنین مهندسی ژنتیک در صنعت، کشاورزی و داروسازی کاربرد دارد.
با تیم تحلیلی دارو و سلامت شتابدهنده دارویی هنام تا پایان این مقاله همراه باشید!

آشنایی با بیوتکنولوژی

مردم از گذشته‌های دور بدون اطلاع از این حوزه، از تکنیک‌های بیوتکنولوژی استفاده می‌کردند؛ اما امروزه شرکت‌های شتابدهنده دارویی با قدرت وارد این حوزه شده اند. امروزه این فعالیت‌ها در سه دسته قرار می‌گیرند:

  • بیوتکنولوژی باستانی
  • بیوتکنولوژی کلاسیک
  • بیوتکنولوژی مدرن

بیولوژی سنتی به استفاده از میکروب‌هابرای تولید پنیر و تخمیر نان اشاره دارد. درحالی که داستان بیوتکنولوژی مدرن از کشف میکروسکوپ و اکتشافات سلولی آغاز می‌شود. تکنیک‌های مورد استفاده در بیوتکنولوژی مدرن عمدتا شامل موارد زیر می‌شوند:

  • استفاده از DNA نوترکیب در تکثیر و انتقال ژن توسط وکتورهای مختلف بین ارگانیسم‌ها 
  • کشت بافت گیاهی و حیوانی
  • PCR
  • تکنیک‌های مونوکلونال آنتی بادی 
  • تولید دوباره‌ی یک گیاه کامل از چند سلول (تیتوپوتنسی)  
  • پروتوپلاست فیوژن سلول‌های گیاهی و جانوری  
  • تکنولوژی دستکاری جنین  
  • فرآیند تخمیر در مقیاس بالا با استفاده از میکروب‌ها در تولیدات دارویی  
  • تست‌های تشخیصی برای بیماری‌ها 
  • افزودنی‌های مواد غذایی  
  • آنزیم‌ها و هورمون‌ها

طبقه‌بندی بیوتکنولوژی

طبقه‌بندی بیوتکنولوژی
انواع شاخه‌های بیوتکنولوژی

همنطور که قبلا اشاره شد بیوتکنولوژی علمی چند بعدی با کاربردهای متنوع در رشته‌های مختلف می‌باشد. یک طبقه‌بندی رایج برای متمایز کردن رشته‌ها استفاده از رنگ‌ها می‌باشد. در ادامه اشاره‌ی مختصری به اصلاحات رایج این طبقه‌بندی خواهیم داشت:

  • بیوتکنولوژی قرمز (بیوفارما): به محصولات دارویی، پزشکی و دامپزشکی اشاره دارد.
    این حوزه با دستکاری ژنی به توسعه داروهای جدید، درمان‌های احیاگر، تولید واکسن‌ها و آنتی‌بیوتیک‌ها، تکنینک‌های تشخیص ملکولی و تکنیک‌های مهندسی ژنتیک برای درمان بیماری‌ها می‌پردازد.
  • بیوتکنولوژی سفید: بیوتکنولوژی صنعتی می‌باشد.
    این واحد در توسعه فرآیندهای تولید کم مصرف و پربازده می‌کوشد.
  • بیوتکنولوژی سبز: کاربرد بیوتکنولوژی در کشاورزی می‌باشد.
    این حوزه اختصاصا به گیاهان دستکاری ژنی شده و ترنس‌ژنیک می‌پردازد. ژن اضافه شده می‌تواند از همان گونه یا گونه‌های دیگر باشد.
  • بیوتکنولوژی طلایی: بیوتکنولوژی طلایی یا بیوانفورماتیک با نام بیولوژی محاسباتی هم شناخته می‌شود و می‌تواند به عنوان بیولوژی تجسمی تعریف شود. این شاخه با استفاده از تکنیک‌های محاسباتی مشکلات بیولوژِک را پیدا می‌کند و سازماندهی سریع و آنالیز داده‌های بیولوژیک را ممکن می‌کند.

از اعضای دیگر این طبقه‌بندی می‌توان به بیوتکنولوژی خاکستری(محیط زیست)، بیوتکنولوژی زرد( صنایع غذایی) و… اشاره کرد.

مثال‌هایی از بیوتکنولوژی پزشکی

  امروزه قدرت بیوتکنولوژی در تمامی بخش‌های زندگی روزمره تاثیرگذار است. علاوه‌براین تولیدات صنعتی این تکنولوژی شامل پلیمرهای زیستی، میکروملکول‌ها (آنتی بیوتیک‌ها)، پروتئین‌های درمانی، واکسن‌ها و محصولات کشاورزی و غذایی می‌شود.

ژن تراپی

زمینه‌های دیگری هم از این تکنولوژی هستند که پتانسیل بالایی در کمک به درمان و پزشکی دارند. برای مثال ژن‌تراپی رویکرد جالب توجهی است که برای درمان بیماری‌های مختلف ژنتیکی درحال بررسی است. ژن‌تراپی به اصلاح نقوص ژن‌ها می‌پردازد و در درمان بیماری‌هایی که با جهش‌های ژنی همراه هستند می‌پردازد. از جمله این بیماری‌ها می‌توان به فشارخون، دیابت و سرطان اشاره کرد.
فارماکوژنومیکس یکی دیگر از شاخه‌های پرکاربرد بیوتکونولوژی مدرن می‌باشد. محققان فارماکوژنومیکس از اطلاعات استخراج شده از ژنوم بیمار برای اتخاذ بهترین رویکرد درمانی توسط پزشک استفاده می‌کنند.

تاریخچه مختصر بیوتکنولوژی پزشکی

بویر و کوهن
تصویری از هربرت بویر و استنلی کوهن

شاخه‌ی پزشکی علم بیوتکنولوژی در سال ۱۹۷۳ با اقدامات هربرت بویر و استنلی کوهن آغاز شد. آن‌ها تکنیکی برای شناساندن DNA به باکتری E.coli پیدا کردند و اولین باکتری ترنس‌ژنیک را تولید کردند. بعدها از این تکنیک DNA نوترکیب برای اضافه کردن ژن انسولین انسانی به E.coli اسنفاده کردند. به این ترتیب این E.coli بوسیله مهندسی ژنتیک انسولین انسانی تولید کرد. وارنر آبر، دنیل نیتانز و همیلتون اسمیت برپایه تحقیقات DNA نوترکیب کوهن و بایر آنزیم‌های محدودکننده داخل هسته را کشف کردند. آن‌ها برای این کشف برنده جایزه نوبل پزشکی در سال ۱۹۷۸ شدند.

در ویدیویی که داخل کانال تلگرام هنام منتشر شده، توضیحات و اطلاعات بیشتری در زمینه تکنولوژی DNAنوترکیب قابل مشاهده می‌باشد. به کانال تلگرامی هنام مراجعه کنید.

@honamir

بیوتکنولوژی دارویی

همانطور که اشاره شد از کارکردهای این تکنولوژی کاربرد سیستم‌های بیولوژیک، ارگانیسم‌های زنده یا مشتقات آن‌ها برای تولید محصول یا روش‌هایی با کاربرد مشخص، می‌باشد. کارخانه‌های داروسازی بیوتک با دستکاری و اصلاح ارگانسیم‌ها، عمدتا در سطح ملکولی، به تولید محصولات دارویی می‌پردازند. اکثر این کمپانی‌ها از DNA نوترکیب، که مستلزم تغییر ژنی سلول‌هاست، یا مونوکلونال آنتی‌بادی‌ها برای ساخت تکنولوژی خود استفاده می‌کنند.
محصولات بیوتک تولید شده توسط این کمپانی‌ها به‌طور گسترده در پیشگیری، تشخیص و درمان بسیاری از بیماری‌ها استفاده می‌شوند.

مشخصه اصلی محصولات

فرمولاسیون‌های مرسوم دارویی ملکول‌های نسبتا ساده‌ای هستند. روش ساخت این ملکول‌ها معمولا شامل تکنیک‌های آزمون وخطا برای درمان علائم بیماری‌ها می‌شود. در سمت دیگر، ملکول‌های پیچیده‌ی بیولوژیک، عمدتا از جنس پروتئین، قرار دارند؛ که معمولا برای حذف مکانسیم‌های عامل بیماری استفاده می‌شوند. البته این در همه‌ی موارد صحت ندارد. برای مثال در دیابت تیپ۱ انسولین تنها برای از بین بردن علائم استفاده می‌شود و دلایل بیماری درمان نمی‌شوند. از بیوتکنولوژی دارویی برای ساخت ملکول‌های پیچیده‌ی بزرگ با کمک سلول‌های زنده (باکتری، مخمر، سلول‌های جانوری و گیاهی) استفاده می‌شود.
برعکس ملکول‌های کوچک که به شکل تبلت به بیمار داده می‌شوند، ملکول‌های بزرگ عمدتا تزریقی هستند.
کاربرد برخی از بایوداروها در جدول زیر آورده شده است:

شتابدهنده دارویی - جدول

بایوداروها

بایوداروها داروهایی هستند که با کمک تکنیک‌های بیوتکنولوژی ساخته می‌شوند. تعداد زیادی از داروهای بیوتکنولوژِیک که بوسیله‌ تکنیک‌های بیوتک (DNA نوترکیب و مونوکلونال آنتی‌بادی) ساخته شده‌اند، در مارکت حضور دارند. این داروها انقلابی در درمان بیماری‌های بدخیم، دیابت و بیماری‌های دیگر ایجاد کردند. به یک مثال کوچک در این زمینه می‌پردازیم: در کودکان کاهش تولید هورمون hGH در بدن سبب توقف رشد می‌شود. برای حل این مشکل دانشمندان از هورمون استخراج شده از جسد انسان استفاده می‌کردند. hGH مشتق شده از جسد مستعد آلودگی‌های ویروسی بود. این ویروس‌ها به اعصاب حمله می کردند و منجر به بیماری‌های مرگبار در بیماران می‌شدند. بیوتکنولوژی مدرن با hGH نوترکیب درمان طولانی مدت این کودکان بیمار را به خوبی متحول کرده‌ است.

اصلاح ژنی

در این تکنولوژی اصلاح ژنی میکروارگانیسم‌ها یعنی ژن‌هایی را از ارگانسیم‌های دیگر گرفته و با مهندسی ژنتیک وارد ارگانسیم‌های دیگر کرد تا خصوصیات دلخواه ما را ایجاد کنند. مثل تولید محصولات بایوسنتیتک توسط E.coli و مخمر. حیوانات و گیاهان ترنس‌ژنیک مثل Bt corn هم از اعضای این طبقه هستند. عموما از سلول‌های تغییریافته پستاندارن، مثل سلول تخمدان همستر چینی، هم برای تولید داروهای خاص استفاده می‌شود. بیوتکنولوژی گیاهان شاخه‌ی دیگری از این تکنولوژی است که بر روی توسعه گیاهانی خاص فعالیت می‌کند. این گیاهان حاوی محصولات دارویی مثل مونوکلونال آنتی‌بادی‌ها، پرونتین‌های درمانی یا واکسن‌های خوراکی هستند.    

بیوتکنولوژی گیاهان - شتابدهنده دارویی

مزایای ترکیب تکنولوژی بیوتکنولوژی و داروسازی

وقتی دو رشته‌ی داروسازی و بیوتکنولوژی در یک شرکت شتابدهنده دارویی همراه می‌شوند مزایای بسیاری برای حوزه‌ی درمان به‌همراه دارند. این کار با مطالعات فارماکوژنومیکس ممکن می‌شود. فارماکوژنومیکس به برسی تاثیرات ژنتیک روی نحوه پاسخ هر فرد به داروها می‌پردازد.

  1. بایو داروها با هدف طراحی و تولید داروهای سازگار با ژنتیک هر فرد تولید می‌شوند. در نتیجه کمپانی‌های داروسازی بیوتک ممکن است برای مشاهده ماکسیموم اثر دارویی، داروهای سفارشی را مخصوص هر فرد درست کنند.
  2. در این روش پزشک از ژنتیک بیمار و نحوه‌ی متابولیسم داروها در بدن او باخبر است. درنتیجه داروهای بیوتکنولوژی دارویی در دوز مناسب به بیمار داده می‌شوند. این مورد نشان‌دهنده نمونه‌ای از نقش‌آفرینی بیوتکنولوژی در پزشکی شخصی‌سازی شده می‌باشد.
  3. یک مزیت دیگر بیوتکنولوژی دارویی بهینه‌سازی واکسن‌ها می‌باشد. کمپانی‌های بیوتک واکسن‌های ایمن‌تری را طراحی و تولید می‌کنند. این فرآیند با استفاده از ارگانیسم‌هایی که توسط مهندسی ژنتیک بی‌خطر شده‌اند، صورت می‌گیرد. درنتیجه واکسن‌های بیوتک کمترین ریسک عفونت‌زایی را درپی دارند.

کلام پایانی

در آینده از بایوداروها در درمان بیماری‌هایی مثل ایدز، انواع مختلف سرطان، آسم، پارکینسون و الزایمر توسط شرکت‌های شتابدهنده دارویی استفاده خواهد شد. دسته‌های مختلفی از محصولات بیوتکنولوژی وجود دارد که برای پیشگیری و درمان شرایط مختلف پاتولوژی استفاده می‌شوند. این محصولات شامل آنتی‌بیوتیک‌ها، فاکتورهای خونی، هورمون‌ها، فاکتورهای رشد، سایتوکاین‌ها، آنزیم‌ها، واکسن‌ها و مونوکلونال آنتی‌بادی‌ها می‌شوند که در مقالات بعدی به تفصیل به آن‌ها خواهیم پرداخت. برای خواندن ادامه مقالات با نشریه ما همراه باشید!      

شتابدهنده دارویی هنام فارمد، آماده پذیرش طرح‌ها و ایده‌های استارتاپی شما در حوزه توسعه فناوری‌های بیوتکنولوژیک و بیوتکنولوژی دارویی است. کافیست وارد وبسایت شده و ایده خود را ثبت کنید.
از صفر راه اندازی استارتاپ تا صد رسیدن به درآمد و صادرات همراه شما هستیم.
شرکت شتابدهنده دارویی هنام فارمد

منابع

  1. ROLE OF BIOTECHNOLOGY IN PHARMACEUTICAL RESEARCH: A COMPREHENSIVE REVIEW
  2. What is Biotechnology
  3. Medical Biotechnology


تبلیغات دیجی کول

مرضیه نظری

من مرضیه هستم، دانشجوی داروسازی ورودی ۹۵ دانشگاه آزاد تهران.به عقیده من ما در برهه ای هستیم که قراره شاهد آغاز تغییرات زیاد و نقش پررنگ استارت آپ ها و شتاب دهنده ها در حوزه های دارویی تو کشورمون باشیم. من سال هاست در زمینه زبان انگلیسی فعالیت می کنم و امیدوارم بتونم با کمک این توانایی اخبار خارجی استارت آپ های برجسته و تغییرات دنیای امروز رو به خوبی به شما منتقل کنم. پس با ما باشید تا ببینیم تو دنیا چی میگذره!

Write a Review

پیشنهاد می‌کنیم این‌ها را هم بخوانید:

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *