فناوری‌هایی برای بهتر زیستن!

در حال حاضر فناوری زیستی، یکی از چالش‌برانگیزترین حوزه‌های علمی و فناوری به شمار می‌رود و هزاران پژوهشگر در سراسر جهان در زمینه توسعه این فناوری‌ها مشغول به کار هستند. از طرفی دیگر فناوری‌های زیستی صرفا برای پژوهشگران جذاب نیستند، بلکه معمولا خبرهای مربوط این حوزه در بین جذاب‌ترین اخبار علمی رسانه‌ها قرار می‌گیرند. از این رو با هدف آشنایی بیشتر با فناوری‌های زیستی، گفتگویی با دکتر لیلا بختیاری مدیر مرکز تحقیق و توسعه شرکت شزان درباره فناوری‌های زیستی داشتیم که در اینجا گزیده‌ای از مهم‌ترین بخش‌های این گفتگو را خواهید خواند.

دکتر لیلا بختیاری دانش‌آموخته رشته مهندسی مواد از دانشگاه علم و صنعت است و هم‌اکنون علاوه بر مدیریت مرکز تحقیق و توسعه شرکت شزان، روی طرح‌های تحقیقاتی مربوط به حوزه زیست‌نانو فعالیت می‌کند. او مطالعات خوبی در زمینه همگرایی فناوری‌های زیستی با دیگر فناوری‌ها داشته است.

جرقه ظهور فناوری‌های زیستی

صدها سال است که انسان‌ها از فرآیندهای زیستی برای تولید برخی از فرآورده‌ها همچون ماست و سرکه استفاده می‌کنند. در گذشته چگونگی رخ‌دادن این فرآیندها به درستی شناخته‌شده نبودند. اما از این فرآیندها می‌توان به عنوان نمونه‌های ساده و ابتدایی از فناوری‌های زیستی نام برد. منتها برای نخستین‌بار مفهوم زیست‌فناوری یا به عبارت بهتر «بایوتکنولوژی» به معنای امروزی آن از اوایل قرن بیستم میلادی مطرح شد و دکتر لیلا بختیاری کشف ملکول دی.ان.ای. و به دنبال آن پیدایش دانش ژنتیک را نقطه شروع مباحث زیست‌فناوری عنوان کرد و در این رابطه می‌گوید: «سابقه استفاده از واژه فناوری‌های زیستی به حدود ۱۰۰  سال گذشته و تقریبا به زمانی که ملکول‌ دی.ان.ای. کشف شد، بر می‌گردد و سابقه این رشته، حتی از نانوفناوری نیز بیشتر است. در ابتدا از این فناوری برای اصلاح گیاهان استفاده می‌شد و به نوعی می‌توان گفت که کاربردهای اولیه آن به حوزه کشاورزی مربوط بود. اینکه انسان‌ها توانستند در گیاهان و نباتات اصلاحاتی انجام دهند و به نوعی آنها را از نظر ژنتیکی دستکاری کنند. بعدها که پژوهشگران در این زمینه به پیشرفت‌های قابل ملاحظه‌ای دست یافتند، ایده استفاده از این فناوری در موجودات زنده از جمله انسان نیز مطرح شد. به شکلی که در مباحثی مانند درمان و تشخیص بتوان از آن بهره گرفت؛ یا اینکه آن را در حوزه‌های دیگر فناوری تلفیق کرد که نمونه آن بحث فناوری‌های همگراست که چند سالی است به بحث روز در جوامع علمی و صنعتی تبدیل شده است.»

بختیاری دسترسی به ساختار ژنتیکی را اتفاق مهم و تاریخی می‌داند. زیرا بعد از آن دانشمندان توانستند به محتوای ژنتیکی درون هسته سلول‌ها یا همان ژنوم دسترسی پیدا کنند و در حقیقت ژنوم‌ها در برگیرنده تمام صفات وراثتی و ژنتیکی یک فرد است که با فرد دیگر تفاوت دارد. آنها به این مساله پی بردند در صورتی که بتوانند به این اطلاعات دست پیدا کنند، خواهند توانست در آنها تغییراتی ایجاد کرده و به اصطلاح آنها را دستکاری کنند. این موضوع در بحث تشخیص و درمان بیماری‌ها بسیار موثر هستند.

کشف ملکول دی.ان.ای. نقش مهمی در پیدایش دانش ژنتیک و به دنبال آن زیست‌فناوری داشت
کشف ملکول دی.ان.ای. نقش مهمی در پیدایش دانش ژنتیک و به دنبال آن زیست‌فناوری داشت

زیست‌فناوری و پزشکی

معمولا در نگاه کلی مرز بین فناوری‌های زیستی با دانش پزشکی یک مرز خاکستری دیده می‌شود و شاید نتوان بین این دو تفاوت زیادی قائل شد. منتها دکتر بختیاری توصیف و ارائه دقیق‌تری از این دو مقوله ارائه می‌کند. او زیست فناوری را در ۲ شاخه کلی معرفی می‌کند و در این رابطه می‌گوید که بخش مهمی از کاربرد فناوری‌های زیستی به مباحث پزشکی مربوط است و در حقیقت به توسعه این حوزه کمک می‌کند؛ و بخش دیگر به نوعی می‌توان گفت که زیست‌فناوری در سایر زمینه‌ها چون ملکولی، کشاورزی محیطی و غیره است که به تحقیقات بنیادین در سایر زمینه‌های کاربرد این فناوری اختصاص دارد. مانند اینکه چگونه می‌توان یک اصلاح ژنتیکی را انجام داد و ممکن است نتایج چنین چیزی در حوزه‌های مختلفی کاربرد داشته باشند. مانند اصلاحاتی که می‌توان در یک گروه از جانداران یا گیاهان انجام داد.


بخش مهمی از کاربرد فناوری‌های زیستی به مباحث پزشکی مربوط است و در حقیقت به توسعه این حوزه کمک می‌کند

حال این پرسش مطرح است که فناوری‌های زیستی چه ویژگی‌هایی دارند که می‌توانند با فناوری‌های دیگری همچون نانو یا اطلاعات ترکیب شده و به اصطلاح همگرا شوند؟ مبحثی که پژوهشگران حوزه فناوری از آن به عنوان فناوری‌های همگرا یاد می‌کنند. بختیاری در تشریح این پرسش به این نکته اشاره می‌کند که بدن انسان یک سیستم هوشمند و پیچیده است و اگر دقیق‌تر به آن نگاه کنیم خواهیم دید که این سیستم از اجزای بسیار کوچک و ریز در ابعاد نانو تشکیل شده است که همان سلول‌ها و اجزای زیرسلولی هستند و در همه جای بدن دیده می‌شوند. از طرفی دیگر در چنین سیستمی، مجموعه و ترکیبی از میلیون‌ها سلول‌ را می‌بینیم که یک ساختار بسیار پیچیده، شگفت‌انگیز و البته هوشمند به نام «مغز» را تشکیل می‌دهند. حال این سیستم هوشمند بر پایه کربن که عنصری هوشمند و دارای قابلیت تشخیص و انتخاب است، بنا شده است که همین بستری را فراهم می‌کند تا فناوری‌های دیگر بتوانند در چنین بستری سوار شده و با هم ترکیب شوند. در آینده‌ای نه چندان دور و با کمک همگرایی فناوری‌ها با زیست‌فناوری به سمت پزشکی شخصی و دارو درمانی شخصی حرکت خواهیم کرد. چیزی که با داشتن نسخه ژنوم هر فرد امکان‌پذیر خواهد بود.

۲ رویکرد متفاوت در همگرایی زیست‌فناوری با فناوری‌های دیگر

در بخش دیگری از گفتگو، دکتر بختیاری به ۲ رویکرد متفاوت در همگرایی زیست‌فناوری با فناوری‌های دیگر و تبدیل آنها به هم اشاره می‌کند؛ نخست آنکه ممکن است یک فناوری به زیست‌فناوری تبدیل ‌شود. مانند زمانی که یک فناوری درون بدن موجودات زنده قرار می‌گیرد و باعث ارتقا یا بهبود آن می‌شود. مانند سیستم رهایش دارو و غیره. در رویکرد دوم برعکس این اتفاق، رخ می‌دهد. یعنی اینکه فناوری‌های زیستی به فناوری‌های دیگر تبدیل می‌شوند. مانند روبات‌هایی که شبیه انسان ساخته می‌شوند و یا طراحی و ساخت هوش مصنوعی که از ساختارهای موجود در بدن انسان الهام می‌گیرند. در حقیقت چه در حوزه هوش مصنوعی و چه در زمینه‌های دیگر اگر بخواهیم فناوری‌های زیستی و نقش آنها را بررسی کنیم، بهتر است این ۲ رویکرد را مدنظر داشته باشیم.

سیستم‌های رهایش داروی هدفمند

یکی از مهم‌ترین زمینه‌های مطالعاتی دکتر لیلا بختیاری در شرکت شزان، پژوهش در زمینه سیستم‌های رهایش داروی هدفمند است. سیستمی که طراحی و ساخت آن مستلزم همگرایی فناوری‌های زیستی و دیگر فناوری‌هاست. بختیاری ابتدا تعریفی از این سیستم‌ها ارائه می‌کند و در ادامه به شرح نقش چنین سیستم‌هایی در درمان بیماری‌ها می‌پردازد. او می‌گوید ما به طور کلی از داروها به صورت خوراکی، تزریقی یا تماس پوستی استفاده می‌کنیم. حال هر کدام از داروها که به این شکل مصرف می‌شوند، معمولا یک سری عوارض جانبی دارند و هر عارضه به نوعی خود را نشان می‌دهد. مانند حالت تهوع، رسوب در یک ناحیه از بدن، اختلال در دستگاه گوارش یا هر چیز دیگری. زیست‌شناسان برای آنکه بتوانند جلوی بروز این عوارض (که در برخی موارد می‌تواند برای بیمار بسیار خطرناک نیز باشند) را بگیرند، به سیستم‌های رهایش دارو روی آوردند. سیستم‌هایی که کمک می‌کند که دارو بدون ایجاد عوارض مصرف سنتی دارو (قرص، کپسول، شربت و غیره) از طریق سیستم گردش خون وارد بدن شوند. عملکرد این سیستم‌ها به گونه‌ای است که دارو را در خودشان نگه می‌دارند و با خودشان حمل می‌کنند و در قسمت‌های مختلف بدن با دوز مناسب و تعیین‌شده آزاد می‌کنند.

هنگامی که دکتر بختیاری این سیستم را توصیف کرد، مرا به یاد لطیفه‌ای انداخت که می‌گوید استامینوفن از کجا می‌فهمد که کجای بدن درد می‌کند؟! و زمانی که این لطیفه را برای او بازگو کردم، تایید کرد که دقیقا سیستم‌های رهایش دارو با چنین هدفی ساخته می‌شوند و ادامه می‌دهد که بعد از این مرحله پژوهشگران به این فکر افتاده‌اند که چگونه می‌توان این سیستم را هدفمند کرد. زیرا بدن یک سیستم هوشمند است و می‌توان از چنین امکانی برای ارتقای سیستم‌های رهایش دارو نهایت استفاده را کرد.


عملکرد سیستم‌های رهایش دارو به گونه‌ای است که دارو را در خودشان نگه می‌دارند و با خودشان حمل می‌کنند و در قسمت‌های مختلف بدن با دوز مناسب و تعیین‌شده آزاد می‌کنند. 

بختیاری درباره سازوکار سیستم‌های هدفمند رهایش دارو توضیح می‌دهد که این سیستم‌ها دارای سامانه‌های گیرنده و دهنده‌ای هستند. مثلا در مورد درمان تومورهای سرطانی، سیستمی که داروهای موردنظر روی آن بارگذاری شده است دارای آنتی‌ژن‌های بافت سرطانی مورد نظر بوده که وقتی وارد خون می‌شوند به دنبال گیرنده‌های خود یا همان آنتی‌ژن‌های بافت مربوطه می‌گردند و همانند یک آهنربا همدیگر را جذب می‌کنند و به این شکل از طریق چنین روشی، سیستم به ناحیه موردنظر رسیده و دارو را آزاد می‌کند. حال ممکن است تومور سرطانی در استخوان، خون و یا هر جای بدن باشد و مهم این است که سیستم بالاخره جای آن را پیدا کرده و جذب آن می‌شود. بختیاری در ادامه می‌گوید که این سیستمی که ما در شرکت شزان در حال مطالعه روی آن هستیم، یک سیستم مزوپور (متخلخل) نانومتری با ابعاد ۳۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر و اندازه تخلخل در حد ۲ تا ۵ نانومتر است که علاوه بر قابلیت بارگیری مقادیر بالای دارو برای درمان‌های بلند مدت، پس از عامل‌دارشدن می‌تواند وارد خون شده و مشابه مراحلی که گفته شد را برای درمان بیماری طی کند. در حقیقت این ترکیبی از فناوری‌ زیستی و نانو است. او به این نکته تاکید می‌کند که اگر این طرح به نتیجه برسد می‌تواند به بهبود بیماری‌های مزمنی همچون سرطان، کمک کند.

توسعه سیستم‌های رهایش داروی هدفمند در چه مرحله‌ای قرار دارند؟

بحث روی فناوری سیستم‌های رهایش داروی هدفمند، تنها چند سال است که مطرح شده و اکثر طرح‌ها در سراسر جهان در مرحله مطالعاتی و پژوهشی قرار دارند و لازم است یک فرآیند خاصی را طی کنند تا بتوانند روزی در حوزه پزشکی به کار گرفته شوند. از دکتر بختیاری می‌پرسم که در حال حاضر در چه مرحله‌ای از این فرآیند قرار داریم و در آینده چه اتفاقی می‌افتد؟ او در پاسخ به این پرسش می‌گوید در حال حاضر تحقیقات در این زمینه در سطح جهان بیشتر در مرحله آزمایش‌های حیوانی و اندکی در مرحله آزمایش‌های انسانی قرار دارد و پیش‌بینی می‌شود که بین ۳ تا ۵ سال آینده تایید مراحل آزمایش انسانی و گرفتن مجوزهای سازمان غذا و دارو انجام گرفته که پس از این مرحله و در صورت موفقیت‌آمیزبودن می‌توان امیدوار بود که مباحث درمانی به مرور در سطحی فرآگیر به کار گرفته شوند. او درباره ایران نیز می‌گوید که ما هنوز در مرحله مطالعات اولیه چنین سیستم‌هایی هستیم و احتمالا تا ۵ سال آینده می‌توانیم وارد مرحله آزمایش‌های انسانی و تکمیلی شویم و خوب بعد از آن هم مسیر طولانی برای تایید استفاده از این سیستم‌ها در مباحث درمانی پیش رو داریم.

این مطلب را به اشتراک بگذارید

کلمات کلیدی
More from سحر احمدوند

معرفی پژوهشگاه رویان

پژوهشگاه رویان یکی از مراکز علمی و پژوهشی پیش‌رو نه تنها در...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *