تولید پادتن ایدز از توتون

محققان انستیتو تحقیقات پیشرفته فرون‌هافر آلمان در قالب بخشی از یک پروژه بزرگ داروسازی گیاه‌محور، موفق شده‌اند با ایجاد تغییر و اصلاحات ژنتیکی گیاه توتون زراعی، به تولید پادتن‌هایی دست یابند که می‌تواند نقش مهمی در کنترل و بی‌اثر کردن آلودگی ویروس اچ آی وی ایفا کند.

محققان معتقدند نتیجه این تحقیقات در واقع گام‌های اولیه برای کمک به ایجاد اصول بنیادین مورد نیاز برای تولید پادتن خنثی‌کننده اچ آی وی موسوم به دو جی دوازده از فر‌آیند مهندسی ژنتیک گیاه توتون تلقی می‌شود. این در حالی است که آنها اکنون و به دنبال نتایج امیدوارکننده اولیه مشغول تأمین مواد مورد نیاز برای آزمایش‌های بالینی محصول خود هستند.

هر ساله حدود 2.7 میلیون نفر به ویروس اچ آی وی آلوده می‌شوند و پادتن‌هایی همچون‌ دو جی دوازده می‌تواند حفاظت در مقابل فر‌آیند انتقال این ویروس را از راه چسبیدن به پروتئینی موسوم به 120 gp فراهم کند که از پروتئین‌های مستقر روی سطح ویروس ایدز به شمار می‌رود.

به این ترتیب و با اسیر شدن پروتئین همراه ویروس اچ آی وی توسط پادتن مزبور، راه ورود ویروس ایدز به سلول‌های هدف بسته می‌شود و در نتیجه شانس آلودگی کاهش می‌یابد. در این میان چالش مهمی‌که پیش‌روی تهیه پادتن‌های محافظی از این گروه قرار دارد این است که در حال حاضر اغلب پادتن‌ها در محیط‌های کشت سلولی پستانداران تولید می‌شوند و این فر‌آیندی به مراتب پیچیده و هزینه‌بر است.

این در حالی است که اکنون و با نتایج به دست آمده از سوی محققان، تولید پادتن‌هایی به شیوه «زراعت مولکولی» در گیاهان، راه‌حل جایگزینی به شمار می‌رود که از نظر هزینه، بسیار کمتر و در عین حال در مقیاسی به مراتب بزرگ‌تر، قابلیت اجرا دارد.

در همین رابطه و به همت محققانی از بخش تحقیقات زیست‌شناسی مولکولی و بوم‌شناسی کاربردی انستیتو فرون‌‌هافر آلمان زمینه توسعه فناوری زراعت مولکولی فراهم شده است و با همکاری حدود 38 گروه صنعتی و دانشگاهی و به عنوان بخشی از پروژه داروسازی گیاه‌محور اروپا از این فناوری در نبرد علیه ویروس مهلک اچ آی وی استفاده کرده‌اند، اما هر کشت و زرعی نیاز به برداشت محصول دارد و از این رو، دانشمندان برای برداشت کردن پادتن‌های حاصل از مزرعه گیاهی، نخست مجبورند که ژن‌های این پادتن را از سلول‌های مصون و مقاوم انسانی جداسازی کرده و در مرحله بعد آنها را به ژنوم رقمی ‌از توتون زراعی موسوم به پتی‌ هاوانا 1 SR منتقل کنند.

به گفته محققان پروژه، گیاهانی که به این ترتیب دستخوش تغییر و اصلاح ژنتیکی شده‌اند ضمن گذران فر‌آیند رشد و نمو خود به تولید پروتئین پادتن نیز می‌پردازند. محققان معتقدند فاز کاری مهم پیش روی آنها در واقع به بعد از مراحل جداسازی و دستکاری ژنتیکی مربوط می‌شود و در واقع نحوه بازیابی و جمع‌آوری پادتن‌های حاصل از این گیاهان توتون و فر‌آیند صورت گرفته در این مرحله، موضوع مورد توجه دیگر محققان نیز بوده است.

دکتر استفان هلویگ، مدیرتولید پروژه در این باره خاطر نشان می‌‌کند که برای جداسازی این پروتئین‌ها از چند صد کیلو مواد گیاهی، محققان فر‌آیندی تمام و کمال و نیز سامانه‌ای مخصوص را برای استخراج پادتن و همچنین خالص‌‌سازی و پالایش آن توسعه بخشیده‌اند.

در این اجراهای آزمایشی آنها با هدف توسعه یک سامانه آزمایشی مدل ، به جمع‌آوری داده‌های آمایشی و فنی پرداختند تا این سامانه بتواند استانداردهای بالای مورد نیاز در فر‌آیند تولید و خالص‌سازی مواد اصلی دارویی را برآورده کند. دقت سامانه طراحی شده از سوی محققان و در نتیجه تأمین استانداردهای کیفی قابل قبول برای تولید دارو در حالی صورت گرفت که محققان در پایان سال گذشته و در انگلستان این ماده خالص شده را در تحقیقات بی‌خطر پیش بالینی، مورد آزمایش قرار دادند و هیچ گونه اثرات منفی مشاهده نکردند.

به گفته کارشناسان یکی از مزایای این پروژه تحقیقاتی پیشرفته، همکاری بخش صنعت و دیگر گروه‌های دانشگاهی بوده است.

امسال و طی همکاری نزدیک با یکی از مراکز تأمین‌کننده خدمات پردازش فنی و آزمایشگاهی، محققان پروژه موفق به طراحی و ساخت سامانه آزمایشی نیمه‌خودکاری شدند که از قابلیت تطبیق با استانداردهای بسیار دقیق نظام نظارت بر محصولات دارویی برخوردار بود و با استفاده از آن کار را عملیاتی کردند. به نحوی که می‌توان تا حجم 1000 کیلوگرم مواد گیاهی را در هفته در این سامانه فر‌آیندسازی کرد.

این در حالی است که این مقدار، معادل حداکثر حجم توتون اصلاح شده ژنتیکی است که محققان می‌توانند هم اکنون در گلخانه‌های مرکز پرورش دهند. از مزایای جالب این سامانه راهنمای آزمایشی است که اغلب بخش‌های سامانه که در تماس با محصول هستند اجزایی یکبار مصرف و دور انداختنی‌اند که می‌توان آنها را بسادگی تعویض کرد.

از همین رو محققان معتقدند این سامانه را می‌توان برای استخراج دیگر داروهای زیستی یا سوخت‌وسازکننده‌های ثانویه از گیاهان نیز به کار برد و در عین حال ریسک آلودگی و ناخالصی متقابل یا بروز تغییرات ثابت دراز مدت در جریان بهره‌برداری‌ را نداشت.

تابستان امسال دانشمندان با موفقیت، نخستین اجرای آزمایشی این سامانه مدل را به اجرا گذاشتند و نخستین اندازه‌گیری‌های لازم برای تأیید رسمی‌ آن صورت پذیرفت.

به گفته ناظران کیفی پروژه به دلیل نبود فر‌آیندهای قابل مقایسه و از پیش موجود، آنها می‌کوشند تا با رایزنی با مقامات مربوط نهایتا موفق به کسب مجوز تولید برای محصول دارویی گیاه‌محوری شوند که قابلیت کاربرد درخصوص انسان‌ها را داشته باشد.

به این ترتیب و به محض واگذاری مجوز تولید، محققان برنامه‌ریزی برای تولید نخستین پادتن‌های تحت مقررات، محصولات دارویی را شروع می‌کنند و به دنبال آن محصولات خروجی در فاز اول تحقیقات بالینی در انگلستان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محققان یافته‌های اولیه خود را در نمایشگاه بیوتکنیک 2009‌ هانوفر (18 - 14 مهر) برای محققان و عموم علاقه‌ مندان ارائه کرده‌اند و بازدیدکنندگان می‌توانند علاوه بر دستاوردهای محققان در زمینه فناوری کشت دارو در گیاهان، اطلاعات بیشتری در زمینه مهندسی بافت ، سامانه‌های آزمایشگاهی درون تراشه‌ای، فناوری‌های سرما محور، زیست فناوری و سامانه‌های غربالگری کسب کنند.

مترجم: مهریار میرنیا
منبع: Fraunhofer Institute