تولید محصولات دارویی از شیرحیوانات

یکی از اهداف دراز مدت پژوهشگران از فناوری شبیه‌سازی این است که بعد از موفقیت در شبیه‌سازی به تکنیک تولید دام‌های تراریخته (دستکاری ژنتیکی شده) با قابلیت تولید فرآورده‌های دارویی در شیر آنها دست یابند.

به نظر می‌رسد با 2 بزغاله ترنس ژن متولد شده در پژوهشگاه رویان که با نام‌های علمی Royan TGF91 و Royan TGF92 معرفی شده‌اند کشور ما به این هدف رسیده چرا که این بزغاله‌ها که در خیلی از منابع خبری به شنگول و منگول معروف شده‌اند موجودات شبیه‌سازی شده و تراریخته‌ای هستند که دستکاری‌های ژنتیکی مورد نظر در مورد آنها اعمال شده است. پژوهشگاه رویان در مهر سال 85 با تولد رویانا نخستین گوسفند شبیه‌سازی خاورمیانه، به تکنیک شبیه‌سازی دست یافت و پس از گذشت یک سال با بهبود این تکنیک‌ها به موفقیت‌های تازه‌ای در این زمینه رسید و توانست میزان تولید جنین و موارد باروری حاصل از آنها را به حد مطلوب‌تری برساند. 2 سال و نیم بعد در فروردین‌ماه سال 88 حنا اولین بزغاله شبیه‌سازی شده ایران متولد شد. اولین گوساله‌های شبیه‌سازی شده خاورمیانه نیز با نام‌های بنیانا و تامینا هم امسال متولد شدند اما چند روز بعد از تولد به علت یک بیماری عفونی تلف شدند.

به این ترتیب فعالیت‌های پژوهشگاه رویان در تولید حیوانات شبیه‌سازی با تولد «رویانا» در مهرماه 1385 آغاز شد و با بدنیا آمدن اولین بزغاله‌های تراریخته خاورمیانه که شبیه‌سازی شده نیز هستند، وارد مرحله جدیدی شد. تاکنون آلفا آنتی تریپسین فعال‌کننده پلاسمینوژن بافتی، فاکتور 8 انعقادی خون، فیبرینوژن، آلفا لاکتالبومین لاکتوفرین، آلبومین سرم انسانی، کلاژن I,II و آنتی بادی‌های منوکلونال به منظور استفاده درمانی بیماری‌های مختلف در دام‌هایی چون گوسفند، بز، گاو و خوک در کشورهای آمریکا، فرانسه، انگلستان، ژاپن، دانمارک، کانادا، اسکاتلند، هلند و چین تولید شده است. در کشور ما هم به دنبال تلاش‌های پژوهشگران پژوهشگاه رویان در راستای تولید حیوانات تراریخته، دو بزغاله تراریخته حاوی فاکتور 9 انعقادی خون متولد شدند که این فاکتور در تولید داروی tPA مورد استفاده قرار می‌گیرد.

داروی tPA در حال حاضر بهترین داروی درمان و نیز پیشگیری سکته قلبی محسوب می‌شود که به علت قیمت فوق‌العاده بالا، استفاده عمومی آن امکان‌پذیر نیست. در صورت وقوع سکته قلبی و تزریق سریع این دارو، امید به بهبودی بیمار به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد و علاوه بر بهبودی سریع بیماری، عوارض جانبی سکته مانند ناکارآمدی قلب که از علل اصلی مرگ و میر به دنبال سکته است، برطرف می‌شود. تحقق این فناوری، کشور را یک گام دیگر به هدف نهایی تولید فراوان و ارزان قیمت داروهای پروتئینی خاص از طریق فرآورده شیر دام‌های تراریخته نزدیک می‌کند.

تراریخته (ترنس ژن) به جاندارانی که از نظر ژنتیکی دستکاری شده‌اند گفته می‌شود. در فناوری تولید جانداران تراریخته، یک یا چند ژن به ژنوم طبیعی جاندار اضافه یا از ژنوم جاندار حذف می‌شود. جانداران تراریخته کاربردهای زیادی در پزشکی و زیست‌فناوری دارند. به طوری که امروزه بسیاری از پروتئین‌های دارویی مانند انسولین، فاکتور 8 انعقاد خون، هورمون‌های رشد و... از طریق این فناوری تولید می‌شود.

فرآیند تراریختگی در واقع شامل انتقال توالی DNA یک ژنوم خارجی به ژنوم ارگانیسم‌های چند سلولی و اطمینان از انتقال توالی‌ها به فرزندان گونه‌های دستکاری شده است. این ژن خارجی، ترنس ژن و حیوان مورد نظر، تراریخته نامیده می‌شود. این تکنولوژی روش سریعی برای انتقال ژن جدید در گاو، بز، گوسفند، جوجه، ماهی و خوک است و تولید حیوانات ترنس ژن بزرگ مثل بز و گوسفند و گاو وسیله‌ای با ارزش برای بیوتکنولوژی و مطالعات ژنتیک محسوب می‌شود.

تولید یک حیوان تراریخته مراحل مختلف و پیچیده‌ای دارد که براساس یک ترتیب خاص باید پیش برود.

تهیه سلول اهداکننده، تهیه سازه‌ ژنی، وارد کردن سازه‌ ژنی به درون هسته سلول‌های اهداکننده، تهیه تخمک گیرنده هسته، همزمان‌سازی چرخه سلولی سلول‌دهنده با تخمک بالغ، بلوغ آزمایشگاهی تخمک، بی‌هسته‌سازی تخمک، انتقال سلول‌دهنده به فضای زیر پرده شفاف تخمک بی‌هسته و الحاق سلول‌دهنده به تخمک بی‌هسته مراحل تولید حیوان تراریخته است. همچنین فعال‌سازی تخمک بازسازی شده، کشت جنین تراریخته، آماده‌سازی رحم مادر جایگزین، انتقال جنین تراریخته، مراقبت‌های حین بارداری، زایمان، روش‌های مولکولی جهت تایید تراریختگی حیوان متولد شده، بررسی میزان بیان پروتئین و تخلیص پروتئین مراحل تولید یک حیوان تراریخته است.

در بزغاله‌های رویان هم برای تهیه جنین تراریخته ابتدا تخمدان‌های نابالغ از کشتارگاه تهیه شد و تخمک‌های نابالغ در محیط آزمایشگاه بالغ شدند. سپس بی هسته سازی تخمک‌ها صورت گرفت و بعد انتقال سلول فیبروبلاست جنین دستکاری شده ژنتیکی به درون تخمک بی‌هسته انجام شد و در ادامه الحاق سلول به سیتوپلاسم تخمک، فعال‌سازی تخمک‌های بازسازی شده و کشت جنین صورت گرفت. در این روش به جای اسپرم از سلول‌های بنیادی جنینی استفاده شد و سپس آن سلول به تخمکی که محتوای ژنتیکی آن خارج شده، انتقال یافت و بعد از وارد کردن ژن مورد نظر، دستکاری ژنتیکی انجام شد. در این طرح تحقیقاتی، با کمک تکنیک‌های مولکولی، ورود ژن (فاکتور 9 انعقادی خون) به درون ژنوم سلول‌ها تایید شد؛ سپس سلول‌ها برای همزمان شدن با چرخه سلولی تخمک تحت مراقبت‌های مختلف قرار گرفتند و سپس برای عمل انتقال هسته استفاده شدند. البته از آنجایی که قبل از انتقال جنین می‌بایست آماده‌سازی رحم مادر جایگزین صورت می‌گرفت این آماده‌سازی با کمک روش‌های هورمونی انجام شد. به منظور تطابق چرخه تولید مثل بزهای مادر جایگزین با سن جنین‌ها، 4 تا 6 جنین در مرحله 2 تا 8 سلولی به لوله رحمی مادر جایگزین انتقال داده شد. با توجه به این‌که بعد از 2 ماهگی میزان سقط در حیوانات شبیه‌سازی شده زیاد است، از بین 6 مورد، 2 مورد منجر به حاملگی شد و در نهایت دو بزغاله متولد شدند. انتقال جنین‌ها در 28 مردادماه 1388 انجام شد و در روز 145 حاملگی، از طریق سونوگرافی زمان عمل سزارین تشخیص داده شد و سرانجام اولین بزغاله‌های ترنس ژن با کارایی درمان بیماران هموفیلی و سکته‌ای به دنیا آمدند.