در یک دستاورد تاریخی برای دنیای علم، محققان موفق شدند معمای بیوشیمیایی بزرگی را که بیش از سه دهه ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود، حل کنند. این معما به مسیر طبیعی تولید داروی تاکسول (Taxol) مربوط میشود؛ دارویی که نقش حیاتی در درمان برخی از مرگبارترین انواع سرطان، از جمله سرطان سینه، تخمدان، دهانه رحم و ریه دارد. تاکسول از پوست درخت سرخدار اقیانوس آرام بهدست میآید و بهدلیل ساختار مولکولی پیچیده و فرآیند استخراج دشوارش، یکی از گرانترین داروهای شیمیدرمانی در جهان محسوب میشود. این کشف، نقطه عطفی در تاریخ داروسازی زیستی به شمار میرود.
چالشهای بزرگ در تولید تاکسول با روشهای قدیمی
در سالهای گذشته، فرآیند تولید داروهای حیاتی با چالشهای متعددی مواجه بود. این دارو یا مستقیماً از پوست درخت سرخدار استخراج میشد که به قطع گستردهٔ درختان منجر میگشت، یا با استفاده از فرآیندهای شیمیایی پیچیده و چندمرحلهای تولید میشد که هزینههای هنگفتی به همراه داشت. علاوه بر این، چنین روشهایی وابسته به حلالهای سمی و شرایط آزمایشگاهی دشوار بودند که آسیبهای زیستمحیطی قابل توجهی ایجاد میکردند. این مسائل سبب شد تا تولید پایدار و مقرونبهصرفهٔ تاکسول به یکی از اولویتهای جهانی در حوزه داروسازی و زیستفناوری تبدیل شود.
کشف دو آنزیم کلیدی برای تکمیل مسیر تولید تاکسول
پیشرفت علمی اخیر مدیون کشف دو آنزیم کلیدی است که تا پیش از این ناشناخته مانده بودند. این آنزیمها، در مراحل نهایی مسیر زیستیِ تولید دارو نقش دارند و بدون آنها، فرآیند سنتز دارو ناقص میماند. تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور سوتیریوس کامپرانیس و دکتر فییان لیانگ با بهرهگیری از ترکیبی از روشهای بیوانفورماتیک، ژنتیک مولکولی و تحلیلهای ساختاری، موفق شدند این آنزیمها را شناسایی و عملکرد دقیق آنها را تعیین کنند. این کشف، قطعهٔ گمشدهٔ پازل تولید زیستی تاکسول را کامل کرده و راه را برای تولید صنعتی آن هموار ساخته است.یکی از انقلابیترین بخشهای این پژوهش، انتقال ژنهای مسئول تولید تاکسول از درخت سرخدار به سلولهای مخمر اصلاحشده ژنتیکی است. این سلولهای سادهٔ تکیاختهای، که بهراحتی در مقیاس بالا قابلکشت در محیط آزمایشگاهی هستند، حالا قادرند همان مولکول پیچیدهٔ تاکسول را تولید کنند. استفاده از مخمر نه تنها باعث کاهش چشمگیر هزینهها میشود، بلکه امکان کنترل کامل شرایط تولید، بازده بالا و حذف فرآیندهای پرخطر شیمیایی را نیز فراهم میسازد. این رویکرد نوآورانه میتواند الگویی برای تولید سایر داروهای گیاهیِ پیچیده در آینده باشد.
تجاریسازی دستاورد علمی و راهاندازی استارتاپ دارویی
با توجه به پتانسیل بالای این دستاورد، تیم پژوهشی تصمیم گرفتهاند از مرحلهٔ تحقیقاتی فراتر روند و آن را به مرحلهٔ تجاریسازی وارد کنند. آنها در حال تأسیس یک شرکت دانشبنیان هستند تا از طریق فناوری مهندسی ژنتیک، داروی تاکسول را بهصورت پایدار و در مقیاس صنعتی تولید و به بازارهای جهانی عرضه کنند. این اقدام میتواند نهتنها سودآوری اقتصادی بالایی داشته باشد، بلکه نقطه شروعی برای تحول در زنجیره تأمین داروهای ضدسرطان محسوب شود.بر اساس گفتههای دکتر لیانگ، با بهینهسازی کامل این روش، هزینهٔ نهایی تولید تاکسول میتواند تا ۵۰ درصد کاهش یابد. این تحول میتواند دسترسی به این داروی حیاتی را برای کشورهایی که درگیر بحرانهای بهداشتی هستند، بهطور چشمگیری افزایش دهد. بسیاری از این کشورها بهدلیل کمبود منابع مالی و زیرساختهای تولید دارو، به واردات گرانقیمت وابستهاند. کاهش قیمت، گامی مهم در راستای عدالت دارویی در سطح جهانی خواهد بود.
روند نگرانکننده افزایش سرطان تخمدان تا سال ۲۰۵۰
مطالعات اپیدمیولوژیک نشان میدهند که نرخ ابتلا به سرطان تخمدان در حال افزایش است، بهویژه در کشورهای با درآمد متوسط و پایین. بر اساس پیشبینیها، تا سال ۲۰۵۰ موارد ابتلا تا ۵۵ درصد و میزان مرگومیر ناشی از این بیماری تا ۷۰ درصد افزایش خواهد یافت. این آمار هشداردهنده، لزوم دسترسی فوریتر، گستردهتر و ارزانتر به داروهایی همچون تاکسول را دوچندان میکند. توسعهٔ فناوریهای نوین در این حوزه میتواند در کنترل بحران جهانی سرطان تأثیرگذار باشد.تاکسول در بازار جهانی دارویی، از جمله داروهای بسیار گران و دشوار بهدستآوردنی محسوب میشود. قیمت هر کیلوگرم از این دارو بالغ بر ۲۰ هزار دلار است، که بسیاری از بیماران در کشورهای کمدرآمد از تأمین آن ناتوانند. اما روش نوین مبتنی بر زیستفناوری، نهتنها هزینهها را به شدت کاهش میدهد، بلکه از خطرات زیستمحیطی و وابستگی به منابع طبیعی نیز جلوگیری میکند. این موضوع تاکسول را به نمونهای الهامبخش از تلفیق دانش، تکنولوژی و مسئولیتپذیری انسانی تبدیل کرده است.
استفاده از مواد ارزانتر و قابل بازیافت در فرآیند جدید
یکی از مزیتهای مهم روش جدید، استفاده از مواد خام ارزانقیمت و حتی قابل بازیافت بهعنوان خوراک سلولهای تولیدکننده است. این امر باعث کاهش هزینههای جانبی، کاهش ضایعات و بهبود بهرهوری در فرآیند تولید میشود. همچنین امکان مقیاسپذیری بالا در محیطهای صنعتی را فراهم میآورد و گام مهمی در راستای تحقق اقتصاد چرخشی و زیستفناوری پایدار به شمار میرود.پروفسور کامپرانیس در پایان این پژوهش خاطرنشان میکند که هدف اصلی پروژه فراتر از تولید یک داروی خاص است. آنها میخواهند ثابت کنند که تولید داروهای زیستی میتواند همزمان پایدار، ایمن و اقتصادی باشد. این کشف میتواند پایهگذار انقلاب جدیدی در صنعت داروسازی باشد که در آن، وابستگی به منابع طبیعی کاهش یافته و بیماران در سراسر جهان از درمانهای مؤثرتر، مقرونبهصرفهتر و در دسترستر بهرهمند شوند.