بیوتکنولوژی و گیاهان دارویی (قسمت دوم)

گیاهان، منبع بسیاری از مواد شیمیایی هستند كه به‌عنوان تركیب دارویی مصرف می شوند. فرآورده های حاصل از متابولیسم ثانویه گیاهی (Secondary Metabolite) جزو گرانبهاترین تركیب شیمیایی گیاهی (Phytochemical) هستند. با استفاد از كشت بافت می توان متابولیت های ثانویه را در شرایط آزمایشگاهی تولید نمود. لازم به‌ذكر است كه متابولیت های ثانویه، دسته‌ای از مواد شامل اسیدهای پیچیده، لاكتون ها، فلاونوئیدها و آنتوسیانین ها هستند كه به‌صورت عصاره یا پودرهای گیاهی در درمان بسیاری از بیماری های شایع به‌كار برده می شوند.

راهكارهای افزایش متابولیت های ثانویه گیاهی

** استفاده از محرك های (Elicitors) زنده و غیر زنده ای كه می توانند مسیرهای متابولیكی سنتز متابولیت های ثانویه را تحت تأثیر قرار داده و میزان تولید آنها را افزایش دهند. لازم به‌ذكر است كه این محرك‌ها در شرایط طبیعی نیز بر گیاه تأثیر گذاشته و باعث تولید یك متابولیت خاص می شوند.

** افزودن تركیب اولیه (Precursor) مناسب به محیط كشت، با این دیدگاه كه تولید محصول نهایی در نتیجه وجود این تركیبات در محیط كشت، القا شود.

** افزایش تولید یك متابولیت ثانویه در اثر ایجاد ژنوتیپ های جدیدی كه از طریق امتزاج پروتوپلاست یا مهندسی ژنتیك، به‌دست می آیند.

**استفاده از مواد موتاژن جهت ایجاد واریته های پربازده

**  كشت بافت ریشه گیاهان دارویی (ریشه، نسبت به بافت های گیاهی دیگر، پتانسیل بیشتری جهت تولید متابولیت های ثانویه دارد).

از جمله تركیباتی كه از طریق كشت سلولی و كشت بافت به تولید انبوه رسیده است،‌ داروی ضد سرطان تاكسول است. این دارو كه در درمان سرطان های سینه و تخمدان به‌كار می رود از پوست تنه درخت سرخدار ( Taxus brevilifolia L) استخراج می گردد. از آنجایی‌كه تولید تاكسول به‌دلیل وجود 10 هستة استروئیدی در ساختار شیمیایی آن بسیار مشكل است و جمعیت طبیعی درختان سرخدار نیز برای استخراج این ماده بسیار اندك است، لذا راهكار دیگری را برای تولید تاكسول باید به‌كار گرفت. در حال حاضر، برای تولید تاكسول از تكنیك كشت بافت و كشت قارچ هایی كه بر روی درخت رشد كرده و تاكسول تولید می كنند،‌ استفاده می گردد.

سولاسودین (Solasodine) نیز از تركیبات دیگری است كه از طریق كشت سوسپانسیون سلولی گیاه Solanum eleganifoliu به‌دست می آید. از جمله متابولیت های دیگری كه از طریق تكنیك كشت بافت و در مقیاس تجاری تولید می شود، شیكونین (Shikonin) (رنگی با خاصیت ضد حساسیت و ضد باكتری) است.

استفاده از بیوراكتورها در تولید صنعتی متابولیت های ثانویه

تولید متابولیت ثانویه گیاهی با خصوصیات دارویی در شرایط آزمایشگاهی، فواید زیادی در مقایسه با استخراج این تركیبات از گیاهان، تحت شرایط طبیعی دارد. كنترل دقیق پارامترهای مختلف، سبب می شود كه كیفیت مواد حاصل در طول زمان تغییر نكند. درحالی كه در شرایط طبیعی مرتباً تحت تأثیر شرایط آب و هوایی و آفات است. تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از كشت های سوسپانسیون و سلول گیاهی برای تولید متابولیت های ثانویه صورت گرفته است. از جمله ابزارهایی كه برای كشت وسیع سلول های گیاهی به‌كار رفته اند، بیوراكتورها هستند. بیوراكتورها، مهمترین ابزار در تولید تجاری متابولیت های ثانویه از طریق روش های بیوتكنولوژیک، محسوب می شوند.

مزایای استفاده از بیوراكتورها در كشت انبوه سلول های گیاهی عبارتند از:

**كنترل بهتر و دقی ‌تر شرایط خاص مورد نیاز برای تولید صنعتی تركیبات فعال زیستی از طریق كشت سوسپانسیون سلولی

** امكان تثبیت شرایط در طول مراحل مختلف كشت سلولی در بیوراكتور

**جابجایی و حمل‌ونقل آسان تر كشت (مثلاً، برداشتن مایه‌كوبه در این حالت راحت است)

** با توجه به اینكه در شرایط كشت سوسپانسیون، جذب مواد غذایی به‌وسیله سلول ها افزایش می یابد، لذا نرخ تكثیر سلول ها زیاد شده و به تبع آن میزان محصول (تركیب فعال زیستی) بیشتر می شود.

** در این حال، گیاهچه ها به آسانی تولید و ازدیاد می شوند.

سیستم بیوراكتور برای كشت های جنین زا و ارگانزای چندین گونه گیاهی به‌كار رفته است كه از آن‌جمله می توان به تولید مقادیر زیادی سانگئینارین (sanguinarine) از كشت سوسپانسیون سلولی Papaver somniferum با استفاده از بیوراكتور، اشاره كرد. با توجه به اینكه بیوراكتورها، شرایط بهینه را برای تولید متابولیت های ثانویه از سلول های گیاهی فراهم می آورند، لذا تغییرات زیادی در جهت بهینه سازی این سیستم ها، برای تولید مواد با ارزش دارویی (با منشا گیاهی) همچون جینسنوساید (ginsenoside) و شیكونین صورت گرفته است.

منابع:

شبکه تحلیلگران تکنولوژی

امیدبیگی، رضا. 1379. رهیافت های تولید و فرآوری گیاهان دارویی. انتشارات طراحان نشر

Herbal drugs and biotechnology. PC Trivedi

مطالب مرتبط:

بیوتكنولوژی و بهره‌وری از گیاهان دارویی

تولید مواد دارویی و واكسن ها از گیاهان

تولید مواد دارویی از طریق حیوانات