بيوتكنولوژي چيست قسمت چهارم
واكسنهاينوتركيب
ميتوان گفت كه در توليد همهگونه ازواكسنها از تكنيكهاي بيوتكنولوژي بهرهگرفته شده و ميشود. ليكن اوجتوانمنديهاي بيوتكنولوژي نوين را ميتوان در واكسنهاي نوتركيب نسل چهارم (ونيز DNA واكسنها) مشاهده كرد.تابحال براي توليد واكسنها از ميكروارگانيسمهاي ضعيف شده يا كشته شده يااجزاء آنها كه بصورت طبيعي از آنها استخراج ميشدند استفاده ميشد و اين امردر موارد قابل توجهي باعث ايجاد عوارض جانبي در افراد ميگرديد. ليكنباتوسعه تكنيكهاي DNAنوتركيب، واكسنهاي نسل چهارم توليد شدند كه در آنها تنها ازجزء مؤثر در ايجاد ايمني (جزء ايمونوژن) ميكروارگانيسمها استفاده ميشود.نمونه آن واكسن سابيونيتي مؤثر در برابر هپاتيت Bميباشد.
فرآيند توليد يك واكسن نوتركيب بسيار طولانيو پيچيده ميباشد. در ابتدا بيوتكنولوژيستها بايد ايمونوژنترين جزءميكروارگانيسمها را كه معمولاً پروتئينها يا گليكوپرتئينهاي غشائي هستند طبقفرآيندهاي بسيار طولاني و پيچيده شناسائي كنند و پس از آن با شناسائي محل وتوالي ژن آن در ژنوم ميكروارگانيسم اقدام به تكثير آن بخش كرده و قطعاتتكثير شده را درون پلاسميدهاي ويژه كلونينگ قرار دهند و سپس اقدام بهانتقال پلاسميدهاي نوتركيب به سلول ميزبان مناسب براي توليد آن پروتئينبنمايند.
درصورت موفقيت در توليد اقتصادي يك پروتئينكانديد براي واكسن يك بانك سلولي و يك بانك پلاسميد از سلولهاي نوتركيبايجاد شده و ساختارهاي پلاسميدي آنها ايجاد ميشود كه براي مراحل بعد مورداستفاده قرار گيرد.
براي تأييد اين واكسن از نظر مؤثر بودن،كارآئي و بيضرر بودن براي انسان (يا دام) (ClinicalTrials) مراحل زيادي بايد طيشود كه چندين سال بطول ميكشد.
براي توليد صنعتي و تجاري يك واكسن نيازبه سرمايهگذاري فراواني ميباشد. بخشي از اين سرمايهگذاري بايد براي ايجاديك محيط كاملاً استاندارد مطابق با شرايط (GoodManufacturingPractices)GMP و تسهيلات و تأسيساتاستاندارد مطابق با GMP و افراد كاملاً متخصص وآموزش ديده و ايجاد يك سيستم با ثبات حفظ كيفيت گردد.
واكسنهاي
DNA با پيشرفت تكنيكهاي بيوتكنولوژي نسلبعدي واكسنها پيشنهاد شدند كه در آنها بجاي توليد بخش ايمونوژن عامل بيماريزادر كارخانهها با ارسال اطلاعات ژنتيكي (DNA) لازم براي توليد ايناجزاء درون سلولهاي بدن به توليد اين ايمونوژنها در بدن پرداخته ميشود. ازمهمترين مزاياي اين واكسنها درعين مشكل بودن طراحي و توليد آنها پايداربودن ايمني حاصله و كنترل بيشتر بر نحوه ايمنيزائي در بدن ميباشد.
بيومدسينيا بيوفارماسئوتيكال
بسياري از بيماريهاي رايج انساني بدليلنقص ژنتيكي در توليد يك پروتئين فانكشنال در سلولهاي بدن ميباشد. اينبيماريها كه شيوع زيادي در جوامع انساني دارند اغلب داراي آثار اقتصادي -اجتماعي بيشتري نسبت به ساير بيماريها هستند. بعنوان مثال بيماريهائي مانندهموفيلي، تالاسمي، كمخونيها، انواع نقصهاي سيستم ايمني، اختلالات رشد وديابت و...
باپيشرفتهاي اخير در زمينه علوم زيستي بيوتكنولوژيستها قادر شدهاند تا باشناسائي اين اختلالات و ژنهاي مربوطه به توليد پروتئينهايي بپردازند كهبدن اين بيماران قادر به توليد آنها نيست يا ميزان توليد آنها كافي نيست.از جمله اين پروتئينها ميتوان به انواع فاكتورهاي خوني، اريتروپوئيتين،انواع اينترلوكينها، انواع هورمونها مانند انسولين، هورمون رشد اشاره كرد كهدرحال حاضر در كارخانههاي بيوتك در مقياس صنعتي درحال توليد هستند. توليداين پروتئينها هرچند كه هزينهبري زيادي را بهمراه دارد اما باعث كاهشچشمگير مرگومير ناشي از اختلالات ژنتيكي شده است.
بازار توليد اين مواد درحال حاضر بالغ برميلياردها دلار است و داراي رشد روزافزوني نيز ميباشد. درحاليكه رشد سالانهصنعت دارو 3% ميباشد، رشد سالانه صنعت داروهاي بيوتكنولوژي 25% ميباشد.
ژنوميكس Genomics
پروژه ژنوم انساني بزرگترين وباارزشترين پروژه در علومزيستي بوده است كه تابحال اجرا شده و در حقيقاتمنشاء پديد آمدن علم ژنوميكس نيز محسوب ميشود. HGP باهدف تعيين تواليژنوم (محتواي ژنتيكي) انسان در سال 1996 شروع شده و درسال 2001 با اتمامنسخه اوليه به اوج خود رسيد . با كامل شدن پروژه ژنوم انسان دانشمندانبه محل دقيق ژنهاي انسان پيخواهند برد و با شناسائي ژنوتيب مربوط بهتمام جنبههاي فنوتيپ انسان به كليد اصلي صفات انساني دست پيدا خواهندكرد. شناسائي اين ژنها دانشمندان را قادر خواهد ساخت كه به رفع تمام نقائصژنتيكي انسانها بپردازند و نيز منشاء تمام حالات جسمي و روحي و رفتاري انسانرا شناسائي كرده و در دست خود بگيرند.
هماكنون ژنهاي جديدي براي اختلالات جسميو حتي روحي مانند بيماريهاي قلبي و عروقي، اسيكزوفرني و... شناسائي شدهاست و پيمودن اين راه باسرعت هرچه تمام ادامه دارد. اينك قدمهاي زياديبه انتهاي اين مرحله سرنوشتساز از تاريخ بشر باقي نمانده است و همگيدانشمندان منتظر بهثمر رسيدن دستاوردهاي اين پروژه در آينده بسيار نزديكميباشند.
يكي از ابزارها و شاخههاي بيوتكنولوژي كهاخيراً به شكوفائي رسيده است بيوانفورماتيك ميباشد كه كار تجزيه و تحليلدادههاي بدست آمده از HGP و... را انجام داده وآنها را تبديل به اطلاعات باارزش و قابل استفاده براي دانشمندان مختلفمينمايد.
موضوع مرتبط با اين امر موضوع كشف SNPها ميباشد. SNPها تفاوتهاي تكنوكلئوتيدي هستند كه بين دو فرد، از نظر يكژن بين آنها وجود دارد. شناسائي اين تفاوتها ارزش فراواني دارد. چراكه بطورمثال فردي كه داراي هوش بيشتر يا دندان مستحكمتر نسبت به فرد ديگري استممكن است تنها در يك نوكلئوتيد از يك ژن با يكديگر تفاوت داشته باشند وشناسائي مكان و نوع اين تفاوت ارزش اقتصادي زيادي براي كاشف و انحصارگرآن دارد. بهمين دليل هماكنون شكارچيان ژن درحال شناسايي قومها ونژادهائي هستند كه در يك يا چند زمينه خاص داراي خصوصيات برتر ميباشند.
ميتوان گفت كه در توليد همهگونه ازواكسنها از تكنيكهاي بيوتكنولوژي بهرهگرفته شده و ميشود. ليكن اوجتوانمنديهاي بيوتكنولوژي نوين را ميتوان در واكسنهاي نوتركيب نسل چهارم (ونيز DNA واكسنها) مشاهده كرد.تابحال براي توليد واكسنها از ميكروارگانيسمهاي ضعيف شده يا كشته شده يااجزاء آنها كه بصورت طبيعي از آنها استخراج ميشدند استفاده ميشد و اين امردر موارد قابل توجهي باعث ايجاد عوارض جانبي در افراد ميگرديد. ليكنباتوسعه تكنيكهاي DNAنوتركيب، واكسنهاي نسل چهارم توليد شدند كه در آنها تنها ازجزء مؤثر در ايجاد ايمني (جزء ايمونوژن) ميكروارگانيسمها استفاده ميشود.نمونه آن واكسن سابيونيتي مؤثر در برابر هپاتيت Bميباشد.
فرآيند توليد يك واكسن نوتركيب بسيار طولانيو پيچيده ميباشد. در ابتدا بيوتكنولوژيستها بايد ايمونوژنترين جزءميكروارگانيسمها را كه معمولاً پروتئينها يا گليكوپرتئينهاي غشائي هستند طبقفرآيندهاي بسيار طولاني و پيچيده شناسائي كنند و پس از آن با شناسائي محل وتوالي ژن آن در ژنوم ميكروارگانيسم اقدام به تكثير آن بخش كرده و قطعاتتكثير شده را درون پلاسميدهاي ويژه كلونينگ قرار دهند و سپس اقدام بهانتقال پلاسميدهاي نوتركيب به سلول ميزبان مناسب براي توليد آن پروتئينبنمايند.
درصورت موفقيت در توليد اقتصادي يك پروتئينكانديد براي واكسن يك بانك سلولي و يك بانك پلاسميد از سلولهاي نوتركيبايجاد شده و ساختارهاي پلاسميدي آنها ايجاد ميشود كه براي مراحل بعد مورداستفاده قرار گيرد.
براي تأييد اين واكسن از نظر مؤثر بودن،كارآئي و بيضرر بودن براي انسان (يا دام) (ClinicalTrials) مراحل زيادي بايد طيشود كه چندين سال بطول ميكشد.
براي توليد صنعتي و تجاري يك واكسن نيازبه سرمايهگذاري فراواني ميباشد. بخشي از اين سرمايهگذاري بايد براي ايجاديك محيط كاملاً استاندارد مطابق با شرايط (GoodManufacturingPractices)GMP و تسهيلات و تأسيساتاستاندارد مطابق با GMP و افراد كاملاً متخصص وآموزش ديده و ايجاد يك سيستم با ثبات حفظ كيفيت گردد.
واكسنهاي
DNA با پيشرفت تكنيكهاي بيوتكنولوژي نسلبعدي واكسنها پيشنهاد شدند كه در آنها بجاي توليد بخش ايمونوژن عامل بيماريزادر كارخانهها با ارسال اطلاعات ژنتيكي (DNA) لازم براي توليد ايناجزاء درون سلولهاي بدن به توليد اين ايمونوژنها در بدن پرداخته ميشود. ازمهمترين مزاياي اين واكسنها درعين مشكل بودن طراحي و توليد آنها پايداربودن ايمني حاصله و كنترل بيشتر بر نحوه ايمنيزائي در بدن ميباشد.
بيومدسينيا بيوفارماسئوتيكال
بسياري از بيماريهاي رايج انساني بدليلنقص ژنتيكي در توليد يك پروتئين فانكشنال در سلولهاي بدن ميباشد. اينبيماريها كه شيوع زيادي در جوامع انساني دارند اغلب داراي آثار اقتصادي -اجتماعي بيشتري نسبت به ساير بيماريها هستند. بعنوان مثال بيماريهائي مانندهموفيلي، تالاسمي، كمخونيها، انواع نقصهاي سيستم ايمني، اختلالات رشد وديابت و...
باپيشرفتهاي اخير در زمينه علوم زيستي بيوتكنولوژيستها قادر شدهاند تا باشناسائي اين اختلالات و ژنهاي مربوطه به توليد پروتئينهايي بپردازند كهبدن اين بيماران قادر به توليد آنها نيست يا ميزان توليد آنها كافي نيست.از جمله اين پروتئينها ميتوان به انواع فاكتورهاي خوني، اريتروپوئيتين،انواع اينترلوكينها، انواع هورمونها مانند انسولين، هورمون رشد اشاره كرد كهدرحال حاضر در كارخانههاي بيوتك در مقياس صنعتي درحال توليد هستند. توليداين پروتئينها هرچند كه هزينهبري زيادي را بهمراه دارد اما باعث كاهشچشمگير مرگومير ناشي از اختلالات ژنتيكي شده است.
بازار توليد اين مواد درحال حاضر بالغ برميلياردها دلار است و داراي رشد روزافزوني نيز ميباشد. درحاليكه رشد سالانهصنعت دارو 3% ميباشد، رشد سالانه صنعت داروهاي بيوتكنولوژي 25% ميباشد.
ژنوميكس Genomics
پروژه ژنوم انساني بزرگترين وباارزشترين پروژه در علومزيستي بوده است كه تابحال اجرا شده و در حقيقاتمنشاء پديد آمدن علم ژنوميكس نيز محسوب ميشود. HGP باهدف تعيين تواليژنوم (محتواي ژنتيكي) انسان در سال 1996 شروع شده و درسال 2001 با اتمامنسخه اوليه به اوج خود رسيد . با كامل شدن پروژه ژنوم انسان دانشمندانبه محل دقيق ژنهاي انسان پيخواهند برد و با شناسائي ژنوتيب مربوط بهتمام جنبههاي فنوتيپ انسان به كليد اصلي صفات انساني دست پيدا خواهندكرد. شناسائي اين ژنها دانشمندان را قادر خواهد ساخت كه به رفع تمام نقائصژنتيكي انسانها بپردازند و نيز منشاء تمام حالات جسمي و روحي و رفتاري انسانرا شناسائي كرده و در دست خود بگيرند.
هماكنون ژنهاي جديدي براي اختلالات جسميو حتي روحي مانند بيماريهاي قلبي و عروقي، اسيكزوفرني و... شناسائي شدهاست و پيمودن اين راه باسرعت هرچه تمام ادامه دارد. اينك قدمهاي زياديبه انتهاي اين مرحله سرنوشتساز از تاريخ بشر باقي نمانده است و همگيدانشمندان منتظر بهثمر رسيدن دستاوردهاي اين پروژه در آينده بسيار نزديكميباشند.
يكي از ابزارها و شاخههاي بيوتكنولوژي كهاخيراً به شكوفائي رسيده است بيوانفورماتيك ميباشد كه كار تجزيه و تحليلدادههاي بدست آمده از HGP و... را انجام داده وآنها را تبديل به اطلاعات باارزش و قابل استفاده براي دانشمندان مختلفمينمايد.
موضوع مرتبط با اين امر موضوع كشف SNPها ميباشد. SNPها تفاوتهاي تكنوكلئوتيدي هستند كه بين دو فرد، از نظر يكژن بين آنها وجود دارد. شناسائي اين تفاوتها ارزش فراواني دارد. چراكه بطورمثال فردي كه داراي هوش بيشتر يا دندان مستحكمتر نسبت به فرد ديگري استممكن است تنها در يك نوكلئوتيد از يك ژن با يكديگر تفاوت داشته باشند وشناسائي مكان و نوع اين تفاوت ارزش اقتصادي زيادي براي كاشف و انحصارگرآن دارد. بهمين دليل هماكنون شكارچيان ژن درحال شناسايي قومها ونژادهائي هستند كه در يك يا چند زمينه خاص داراي خصوصيات برتر ميباشند.
+ نوشته شده در ساعت توسط MMD bostani
|