میکروبها به کارخانه داروسازی تبدیل می شوند

باکتریها نقش مهلکی در انتقال بیماریهای عفونی و و اگیردار ایفا میکنند، اما اکنون بعضی از آنها طوری اصلاح شده و تغییر یافته اند که تبدیل به کارخانه هایی بسیار کارآمد، برای مواد مرکب گیاهیی شده اند که میتوانند ما را از بیماری و پیری دور کنند.
این مواد شیمیایی مشتق از گیاهان، که فلاونویید (flavonoid) نام دارند، دارای خواص بالقوه مبارزه با چاقی مفرط، سرطان، بیماریهای قلبی و حتی نشانه های سالخوردگی هستند. اما اگر تولید دارو از این مواد، نیازمند تولید آن در مقادیر بالا است.
دانشمندان درحالی به استفاده از میکربهایی که از نظر ژنتیکی اصلاح و تغییر یافته اند گرایش یافته اند که تا کنون، کوششهای قبلی آنان برای تولید فلاونویید چندان موفق نبوده است.
به گفته ماتئوس کوفاس (Mattheos Koffas)، مهندس علوم زیستی و شیمیایی در دانشگاه بوفالو، ” کاری که ما انجام میدهیم نه تنها به ما اجازه تولید مقدار زیادی از این ماده مرکب میدهد، بلکه میتوانیم ترکیبات شیمیایی آنرا نیز متنوع کنیم.” او تاکید کرد که “متنوع سازی” فلاونوییدها میتواند این مواد را از انواع طبیعی آن برای بدن انسان مفیدتر و سازگارتر نماید.
شرح کامل و مفصل یافته های کوفاس و همکارانش در جدیدترین نسخه نشریه میکروبیولوژی کاربردی و محیطی منتشر شده است.

مشکل “رشد”

گیاهان میتوانند به طور طبیعی فلاونوییدها را به وجود آورند، اما تولید انبوه آن- حتی هنگامی که از سلولهای کوچک گیاهی که در مقادیر زیاد رشد یافته اند استفاده شود- از نظر محدودیتهای مالی، مکان و زمان بسیار مشکل است.
به گفته کوفاس:” کار کردن با سلولهای گیاهی به اندازه کار با میکروارگانیسمها ساده نیست. دستکاری سلولهای گیاهی مشکل بوده و از طرفی این سلولها رشد کندی دارند. باکتریها رشد سریعی داشته و انجام عملیات مهندسی ژنتیک بر روی آنها ساده تر است.”
کوفاس افزود که یکی دیگر از موانع فلاونوییها در بدن انسان، شیوه مصرف و رفتار آنها در بدن انسان است. اگر فردی ماده غذایی سرشار از فلاونویید بخورد، اکثر مولکولهای آن در دستگاه گوارش شکسته شده و پس از مدت کوتاهی دفع میگردند.
محققین این مشکل را با کار بر روی اطلاعات ژنتیکی یک رشته باکتری ای. کولی (E. Coli) که میتواند چند نوع فلاونویید-از جمله پینوکمبرین (pinocembrin)، ماده موجود در عسل- را تولید کند، آغاز کردند. هنگامی که کوفاس و همکارانش مقداری ژن افزایش دهنده کارایی به E. Coli اضافه کردند، باکتری مذکور به شکل بی سابقه ای توانست ۱۱ بار بیشتر از باکتریهای تقویت نشده پینوکمبرین تولید کند.
به گفته کوفاس:” ما متوجه شدیم که چگونه میتوانیم عملا سیستمهای میکربی را “تربیت” کرده و مقدار بیشتری از مواد شیمیایی مورد نیاز داروسازی دریافت کنیم و روند تولید را به شکلی موثرتر ، ارزانتر و دوستدار محیط زیست انجام دهیم.

خط آغاز

محققین از نتیجه عملیات خود بسیار هیجان زده اند، اما کوفاس یادآوری میکند که حتی افزایش ۱۱ برابر تولید، تنها یک نقطه آغاز است. به گفته وی، تولید کنندگان منتظر دیدن نرخ افزایشی ۱۰۰% یا بیشتر هستند.
کوفاس میگوید “هنوز مشکلاتی در زمینه تجاری کردن این کار وجود دارد که ما در حال کار بر روی آنها هستیم”. او افزود که به دست آوردن واحدهای ساختاری مولکولی کافی برای وارد کردن به باکتریها و ساختن فلاونویید، تنها یکی از این مشکلات است. “این تکنیک برای به ثمر نشستن هنوز چند سال کار دارد، اما این یافته واقعا هیجان انگیز است.”
یکی از اهداف کوفاس و گروهش، تولید فلاونوییدهایی است که به افرادی مبتلا به دیابت یا چاقی مفرط کمک کنند.
” درباره قابلیتهای ضد پیری این مواد سر و صدای بسیار به پا شده است، اما به نظر من چگونگی تاثیر فلاونوییدها بر آنزیمهای گوارشی جالبترین نکته است.”