تحول در صنعت گیاهان دارویی با مهندسی ژنتیک

فناوری کاربردهای نامحدودی دارد

تحول در صنعت گیاهان دارویی با مهندسی ژنتیک

مهندسی ژنتیک به مجموعه روش‌هایی گفته می‌شود که به منظور جداسازی، خالص‌سازی، وارد کردن و بیان یک ژن (صفت) مفید در یک میزبان بکار می‌روند و نهایتاً منجر به بروز یک صفت مفید و یا تولید محصول مورد نظر در میزبان می‌شود.

کاربردهای مهندسی ژنتیک تقریباً نامحدود به نظر می‌رسد. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه، تولیدات صنعتی، کشاورزی و علوم پزشکی دارد. در زمینه کشاورزی که بستر بسیاری از کاربردهای مهندسی ژنتیک است، تولید گیاهان مقاوم به آفات گیاهی و خشکی، محصول بیشتر و بحث‌های گسترده‌تری را در بخش گیاهان دارویی و داروسازی طبیعی می‌توان نام برد. در سال‌های اخیر نیز گسترش و توسعه تکنیک‌های سنتز دی‌ان‌ای نوترکیب انقلابی را در درمان بسیاری از بیماری‌های انسانی از جمله انواع سرطان ها و اغلب بیماری‌های خودایمنی نظیر دیابت و همچنین تشخیص، پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری‌های مادرزادی فراهم آورده‌ است. اهمیت بعضی از اصول علمی، در زمان کشف آنها مشخص نمی‌شود، بلکه پس از مدت زمانی که می‌گذرد ارزش آنها معلوم می‌شود. یک مثال معروف از کاربردهای مهندسی ژنتیک را می‌توان در تولید سویه‌ای از باکتری به نام اشرشیا کلی نام برد، که قادر به سنتز انسولین انسانی است.

رشد فزآینده جمعیت جهان و افزایش تقاضا برای مواد غذایی و دارویی در دهه‌های اخیر موجب شد تا در زمینه علوم کشاورزی و دارویی شاهد یک گذر جدی و اجتناب‌ناپذیر از کشاورزی سنتی به کشاورزی پیشرفته و به‌کارگیری روش‌های نوین ژنتیک در تولید گیاهان زراعی و دارویی باشیم. به همین دلیل، کاربرد روش‌های مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی برای افزایش کمی و کیفی محصولات و برخی ترکیبات مفید در گیاهان از یک سو و کاهش هزینه‌ها و زمان تولید از سوی دیگر، استفاده از این روش‌ها را در شاخه‌های گوناگون کشاورزی بسیار ارزشمند کرده ‌است. به‌کارگیری روش‌ها و فنون مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی به طور جدی از سال ۱۹۸۳ آغاز و روندی به شدت رو به رشد را در قلمرو اصلاح گیاهان طی کرد. به‌ طوریکه در مدتی کمتر از هشت سال، سطح زیر کشت گیاهان اصلاح شده ژنتیکی (Transgenic)، وسعتی بالغ بر ۶۰ میلیون هکتار از اراضی کشاورزی جهان را به خود اختصاص داد. به این ترتیب، مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی به منظور تأمین امنیت غذایی و دارویی جمعیت رو به رشد جهان وارد عمل شده و مواد غذایی حاصل از اصلاح ژنتیکی (GMOs) به تدریج وارد بازار شد.

    عوارض جانبی داروهای شیمیایی باعث شده که استفاده از ترکیبات دارویی مشتق شده از گیاهان دارویی که قدمت زیادی دارند با رشد قابل توجهی روبرو شود.

امروزه، عوارض جانبی داروهای شیمیایی باعث شده که استفاده از ترکیبات دارویی مشتق شده از گیاهان دارویی که قدمت زیادی دارند با رشد قابل توجهی روبرو شود. طبق برآوردهای صورت گرفته در سال‌های اخیر، ارزش بازارهای جهانی داروهای گیاهی که شامل گیاهان دارویی و فرآورده‌های حاصل از آنها است، همواره با رشد قابل توجهی رو به افزایش بوده است. در قرن حاضر تحقیقات گسترده‌ای بر روی گیاهان دارویی انجام پذیرفته و داروهایی با ماده مؤثره طبیعی افق‌های جدیدی را برای جامعه پزشکان و داروسازان پژوهشگر گشوده است، به طوری که در حال حاضر حدود یک سوم داروهای مورد استفاده در جوامع انسانی را داروهایی با منشأ طبیعی و گیاهی تشکیل می‌دهند و صنایع داروسازی جهان تلاش می‌کنند که ساخت شیمیایی داروها را به تدریج منسوخ و به منابع گیاهی متکی گردند. بهبود صفات مورفولوژیکی و تولیدات بیولوژیکی و تغییر سطوح ذخیره‌ای (متابولیت‌های ثانویه) از عوامل فعال و مهم‌ترین هدف در هر برنامه اصلاحی در گیاهان دارویی هستند. بخش اعظم بازار گیاهان دارویی دنیا، به تولید و عرضه متابولیت‌های ثانویه مشتق شده از این گیاهان مربوط می‌شود. متابولیت‌های ثانویه در گیاهان، ترکیباتی هستند که توسط سلول‌های گیاه تولید می‌شوند و دارای کاربردهای مهمی در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی و از جمله داروسازی می‌باشند. اسانس‌ها، مهمترین و پرکاربردترین متابولیت ثانویه در گیاهان دارویی هستند. افزایش تقاضا برای گیاهان دارویی، گیاهان بومی را در معرض خطر قرار داده است. اختلاف قیمت بین گیاهان وحشی و کشت شده می‌تواند به علت مناسب بودن گیاهان وحشی و در دسترس نبودن مواد گیاهی قابل کشت باشد که عملیات جمع‌آوری از عرصه طبیعی را در برخی از مناطق تشویق می‌کند. لذا بسیاری از این گیاهان عمدتاً به لحاظ استفاده اقتصادی و نبود منابعی برای حفاظت، در حال انقراض هستند. از دست رفتن محیط زیست به علت جنگل‌زدایی می‌تواند باعث در معرض خطر قرار دادن گیاهان دارویی و عطری در کشورهای درحال توسعه شود و برداشت از منابع وحشی که منبع یا مخزن اصلی مواد خام است، باعث از دست رفتن تنوع ژنتیکی و تخریب زیستگاه‌ها می‌شود. اهلی کردن این گیاهان روش و فرصت جایگزینی برای غلبه بر مشکلاتی که در تهیه داروهای گیاهی وجود دارد فراهم کرده است.

متابولیت‌های ثانویه معمولاً از ارزش افزوده بسیار بالایی برخوردار هستند. به طوری که ارزش فروش برخی از این ترکیبات مانند شیکونین، دیجیتوکسین (Digitoxin) (موادی طبیعی و قدرتمند هستند در جهت طیف وسیعی از سرطان‌ها استفاده می‌شوند) و عطرهایی همچون روغن جاسمین (Jasmine) (اسانسی که از گل یاس استخراج می‌شود و کاربردهای مختلفی از جمله ضد افسردگی، ضدعفونی کننده، ضد اسپاسم، مقوی رحم، آرامبخش، مقوی اعصاب و.. دارد) از چند دلار تا چند هزار دلار به ازای هر کیلوگرم تغییر می‌کند. همچنین قیمت هر گرم از داروهای ضد سرطان‌های گیاهی که به چند هزار دلار می‌رسد مانند: وین‌بلاستین (Vinblastine) (استخراج شده از گیاه پروانش و مورد استفاده در داروهای سرطان بیضه، لنفاوی، ریه، مثانه و مغز) وین کریستین (Vincristine) (در داروهای درمان‌کننده بیماری نوربلاستوما و لوسمی در کودکان) آجمالیسین (Ajmalicine) (استخراج شده از گیاه کراتوم و راولفیا در داروهای درمان‌کننده فشار خون بالا) تاکسول (Taxol) (از پوست درخت سرخدار استخراج و آزمایش‌های متعددی برای بررسی اثر این دارو بر روی انواع سرطان‌ها مانند سرطان خون، غدد  لنفاوی، ریه، روده بزرگ، سر و گردن و غیره در حال انجام است). طبق گزارش اعلام شده از سوی سازمان هلال احمر ایران، میزان ارز تخصیص یافته برای خرید هر گرم تاکسول تا 5/2 میلیون تومان می‌باشد. از آنجایی که رشد این درخت به کندی صورت می‌گیرد و منابع دسترسی به این گیاه محدود بوده و برای درمان یک بیمار سرطانی حدود 28 کیلوگرم از پوست سرخدار مورد نیاز است لذا تولید این دارو به روش استخراج از پوست درخت مقرون به صرفه نیست، به همین دلیل در حال حاضر استفاده از روش‌های مفید مهندسی ژنتیک برای تولید انبوه این گونه مواد دارویی امری ضروری و اجتناب ناپذیر می‌باشد. براساس آمار موجود، بیشترین داروهای مصرفی کشور در سال 1380، با تعداد حدود 6/6 میلیارد عدد، مربوط به بیماری‌های اعصاب و روان است، که می‌توان بخش اعظم آن را با داروهای گیاهی جایگزین کرد.

با توجه به توصیه آیت الله العظمی خامنه‌ای وقتی کشور ما از شخصیت‌های دانشمندی همچون ابن سینا و رازی و دیگران بهره مند است چرا باید امروز به خودکفایی کشور دل نبندیم. در زمانی که اروپا در تاریکی قرون وسطی فرورفته بود در ایران عزیز ما امثال ابن سیناها، بشریت را از علم و فرهنگ سیراب می‌کردند؛ و درنهایت با توجه به اینکه گیاهان دارویی، یکی از منابع مهم تولید دارو هستند که بشر سالیان دراز، از آن‌ها استفاده نموده است و در حال حاضر نیز نه تنها ارزش خود را درزمینه تولید دارو از دست نداده‌اند بلکه اهمیت آن ها نیز فزونی یافته است. در نتیجه استفاده از روش‌های بیوتکنولوژیک به منظور تکثیر و افزایش توان ژنتیکی گیاهان دارویی و همچنین شناسایی سریع‌تر و دقیق‌تر ژنوتیپ‌هایی که متابولیت ثانویه بیشتری تولید می‌کنند، می‌تواند بسیار مفید و از لحاظ تجاری سودآور ‌باشد.

پونه پورامینی- کارشناس ارشد گیاهان دارویی

منبع: سینا پرس