بیوتکنولوژی و ایمنی زیستی

اشاره: بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک دانش جدیدی است که نخستین دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید ارزیابی می شود. در طول تاریخ بسیاری از پدیده های علمی در مرحله آغازین با تردید و مقاومت شدید روبه رو بوده اند صدها نمونه از وقایع تلخ و شیرینی که بر این اساس رقم خورده، قابل شمارش است، اما کمتر دانشی به اندازه مهندسی ژنتیک با ساختار اصلی و قانونمند سامانه هستی درگیر شده است. در این مرحله بشر بر آن است که با بهره گیری از دانش خود همچنان بر کاستی ها غلبه کند اما بسیاری از این کاستی ها در قوانین پیچیده و شگفت انگیز جهان هستی طبق قانون انتخاب طبیعی پذیرفته شده اند. بنابراین ورود به حوزه حساس و قوانین بسیار ظریف و اثرگذار طبیعت، با واکنش های آمیخته به بیم و امید همراه است. مقاله حاضر در دفاع از دستاوردهای بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک نگاشته شده است. 

بیوتکنولوژی و کاربرد آن در کشاورزی

اشاره:

بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک دانش جدیدی است که نخستین دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید ارزیابی می شود. در طول تاریخ بسیاری از پدیده های علمی در مرحله آغازین با تردید و مقاومت شدید روبه رو بوده اند. صدها نمونه از وقایع تلخ و شیرینی که بر این اساس رقم خورده، قابل شمارش است، اما کمتر دانشی به اندازه مهندسی ژنتیک با ساختار اصلی و قانونمند سامانه هستی درگیر شده است.دهه اخیر شاهد تحولاتی اعجاب آور و تحسین برانگیز در زمینه تولید فرآورده های حاصل از مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی بوده است. چنان که پیش بینی می شد، در آغاز هزاره سوم میلادی نیز بر سرعت تحولات در این زمینه افزوده شده است. تحولاتی که به همراه فنآوری ارتباطات سرنوشت اقتصادی و حتی اجتماعی و بعضاً سیاسی برخی از مناطق جهان را تحت تأثیر قرار خواهد داد. مهندسی ژنتیک و دست ورزی گیاهان زراعی و تولید گیاهان با مقاومت مطلق در مقابل آفات و امراض نباتی و بی نیاز از کاربرد سموم خطرناک تحولی را در کشاورزی ایجاد کرده است که تنها با «انقلاب سبز» قابل مقایسه است 

بیوتکنولوژی در گیاهان دارویی

اگرچه کاشت گیاهان دارویی به هزاران سال پیش باز می‌گردد ولی باید گفت که در مورد اصلاح آنها تاکنون پیشرفت قابل ملاحظه‌ای صورت نگرفته است و در حال حاضر، تعداد کالتیوارهای مفید به‌دست آمده بر اثر اصلاح گیاهان دارویی اندک است. هدف از اصلاح گیاهان دارویی، افزایش کمیت و کیفیت آن دسته از مواد مؤثره در این گیاهان است که در صنایع دارویی از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در سال‌های اخیر توجه خاصی از جانب سازمان‌های مختلف در کشورهای جهان در ارتباط با اصلاح این گیاهان صورت گرفته است. در این راستا استفاده از تکنیکهای وابسته به کشت بافت و بیوتکنولوژی به منظور ارتقاء صفات کمی و کیفی و کاهش زمان اصلاح نباتات از اهمیت خاصی برخوردار است. 

بیوتکنولوژی و زیرشاخه های آن

زیست فناوری یا همان بیوتکنولوژی اصطلاحی است مربوط به فناوری مهندسی ژنتیک یعنی فناوری قرن 21 ، با این همه لفظ زیست فناوری در برگیرنده فرآیندهای گسترده تری از تغییرات زیست فناوری اورگانیزم هاست که اخیرا نقش آنها در زندگی انسان بیشتر از پیش نمود پیدا کرده ا ست. بررسی فرآیند تبدیل مواد اولیه زیستی به محصولاتی همچون میوه ها و بهینه کردن آنها از مهمترین کاربردهای این علم است. با گسترش و توسعه دستاوردها و روش های جدید، صنایع زیست فناوری قدیمی نیز در حال رسیدن به افق های روشنی در این زمینه هستند که این به آنها در تولید محصولات با کیفیت تر و بیشتر کمک خواهد کرد.
 

قرص ضد سکته قلبی با طعم گوجه فرنگی

پژوهشگران انگلیسی با استفاده از نوعی خاص از گوجه فرنگی قرصی تهیه کرده اند که می تواند در مبارزه با بیماریهای قلبی بسیار مفید باشد و میزان کلسترول بد خون را تا 90 درصد کاهش دهد.
 

سدهای زیستی در برابر ورود نانوذرات از راه خون

نانوذرات به عنوان حامل‏ های جدید داروها مورد استفاده قرار می‏ گیرند. در سال‏ های اخیر نیز پیشرفت‏ های زیادی در فناوری تهیه، تشخیص و آزادسازی این حامل‏ ها ایجاد شده است و انواع گوناگونی از نانوذرات نظیر لیپوزوم‏ ها، میسل‏ ها، نانوذرات پلیمری و انواعی دیگر مورد تحقیق قرار گرفته‏ اند. هرکدام از این فناوری‏ ها ویژگی‏ هایی دارد که تحت اثر مشخصات زیستی سلول‏ ها قرار می‏ گیرد و موجب می‏ شود تا توانایی توزیع و اثربخشی نانوذرات تغییر نماید. بنابراین طراحی حامل‏ های دارویی برای مقاصد درمانی و تشخیصی باید با توجه به سدهای زیستی بدن برای ورود ذرات و نحوه‏ی توزیع آنها در بافت ‏های مختلف باشد. در مقالات قبلی به صورت خلاصه سدهای زیستی برای اعضای مختلف بدن ذکر شده ‏اند اما در این بحث بیشتر درباره‏  تداخلات احتمالی نانوذرات بعد از عبور از سدهای بافتی و ورود به خون توضیح داده می‏ شود. 

نانوذرات هیدروژل در دارورسانی

هیدروژل‏ ها شبکه‏های سه‏ بعدی آبدوست و دارای اتصالات عرضی هستند که در تماس با آب متورم می‏شوند اما حل نمی‏گردند. این ترکیبات می‏توانند اشکال فیزیکی مختلفی شامل ورقه، میکروذره، نانوذره، ساختار پوششی و فیلم داشته باشند. به دلیل همین تنوع ساختار، هیدروژل‏ها به طور متداول در زمینه‏ های گوناگون پژوهشی نظیر زیست‏حسگرها، مهندسی بافت، جداسازی مولکول‏های زیستی یا سلول‏ها و تنظیم چسبندگی زیستی مواد مورد استفاده قرار می‏گیرند. موادی که دارای ساختار هیدروژل نانوذره‏ای هستند ویژگی‏ هایی را که هیدروژل‏ها و نانوذرات هر یک به طور جداگانه دارا می‏باشند، به طور همزمان نشان می‏دهند. نانوذرات هیدروژل کاربردهای گسترده‏ای دارند که یکی از مهم‏ترین آنها هدف‏درمانی سلولی است. این ساختارها همچنین برای آزادسازی کنترل شده‏ی پروتئین‏ هایی مانند لیزوزیم، آلبومین و ایمونوگلوبولین نیز مورد استفاده قرار گرفته‏ اند. 

نانوذرات و دارورسانی خوراکی

دارورسانی خوراکی رایج ‏ترین راه دارورسانی محسوب می‏ شود چرا که راهی غیر تهاجمی برای بیمار است هرچند که رسیدن به غلظت درمانی مورد نیاز برای برخی داروها به علت محلولیت کم، پایداری کوتاه ‏مدت و پایین بودن میزان داروی ورودی به خون با کمک روش خوراکی از مشکلات این روش به شمار می ‏آید. برای رفع این مشکلات از نانوذراتی استفاده می‏ شود که می‏توانند داروها را از تخریب در دستگاه گوارش حفظ نموده و آنها را به محل مناسب برای درمان برسانند. نمونه ‏هایی از این ذرات، نانوذرات پلیمری، نانوذرات لیپیدی جامد و نانوکریستال‏ها هستند که هر کدام می‏ توانند در حالت بهینه، میزان داروی جذبی را افزایش داده و موجب بیشتر شدن زمان ماندگاری دارو و پایداری آن در دستگاه گوارش شوند. 

نانوکریستال‏های دارویی

امروزه بسیاری از داروها به دلیل انحلال کم در حلال‏های مایی و غیر مایی، در مراحل اولیه‏ی تحقیقات کنار گذاشته می‏شوند. یک راه مناسب برای رفع این مشکل استفاده از نانوکریستال‏ها است که قابلیت استفاده در صنعت و آزمایشگاه را دارند. برای تولید این ساختارها روش‏هایی مانند بکارگیری هموژنایزر با فشار بالا یا استفاده از سایش و همچنین روش رسوبی وجود دارد. این ساختارها تاکنون توانسته‏اند به خوبی جایگاه خود را در بازار و تحقیقات دارویی پیدا کنند و نمونه‏های موفقی از فرمولاسیون را در سطح دنیا معرفی نمایند. ساده¬تر بودن ساخت و نیز عوارض کمتر از ویژگی‏های اصلی این نانوساختارها است که دلیل عمده‏ی آن، عدم نیاز به فرمولاسیون‏های پیچیده برای وارد کردن دارو در ساختار نانو و حفظ پایداری محصول می‏باشد. 

نانوذرات و دارورسانی از طریق پوست

به منظور بهبود انتقال داروها از طریق پوست فناوری های متنوع شیمیایی و فیزیکی ابداع شده اند. یک نمونه از این فناوری ها بکارگیری نانوذرات در دارورسانی است. برای بهینه‏ سازی دارورسانی می بایست ابتدا با فیزیولوژی پوست آشنا شد و روش هایی را که متناسب با سلول های این ساختار گسترده بر بدن است، استفاده نمود. با توجه به اندازه بسیار کوچک راه های ورود ترکیبات به پوست (کمتر از 10 نانومتر)، برای تهیه‏ فرمولاسیون های نانوذرات باید از ترکیباتی استفاده شود که بتوانند به ورود مواد به لایه های عمیق تر پوست کمک ‏کنند. ترکیباتی مانند سورفاکتانت‏ها در فرمولاسیون نانوذرات به‏ عنوان عاملی برای بهینه‏ سازی جذب مواد از خلال پوست شناخته شده اند. به همین دلیل است که در ساختمان بیشتر نانوذراتی که قابلیت مصرف موضعی یافته اند (مانند نانوذرات لیپیدی و نانوذرات پلیمری)، از سورفاکتانت ها استفاده شده است.