فهرست مطالب
برای ساخت داروهای نوترکیب، پروتئین‌های نوترکیب را با انتقال ژن‌های خارجی به سلول میزبان تشکیل می‌دهند.این پروتئین‌ها معمولا برای تولید محصولات دارویی، پلیمرهای مبتنی بر پروتئین برای تحویل دارو، آنتی‌بادی‌ها و آنزیم‌ها برای درمان بیماری‌ها، داربست‌های پروتئینی برای مهندسی بافت و همچنین برای کاربردهای بی‌شماری دیگر استفاده می‌شوند.
چندین داروی نوترکیب درحال حاضر با تکنیک‌های DNA نوترکیب تولید می‌شوند که هورمون‌هایی مانند انسولین، هورمون رشد انسانی (hGH) و اریتروپویتین (EPO) از پرمصرف‌ترین آن‌ها هستند. آنتی‌بادی‌های مونوکلونال (mAbs) و واکسن‌های تولید شده با تکنیک‌های نوترکیب در حال افزایش هستند و پتانسیل زیادی در کاربردهای بالینی نسبت به داروهای مصنوعی دارند. این بیوداروها اشکال گلیکوزیله پروتئین‌ها هستند؛ به‌این معنی که ناقل‌های بیان باید سلول‌های یوکاریوتی باشند تا سیستم‌های باکتریایی کمتر پیچیده.
هنگامی که با سیستم‌های یوکاریوتی پیچیده‌تر سروکار داریم، به تکنیک‌های جداسازی و مشخصه‌سازی مؤثر برای تمرکز، جداسازی و شناسایی محصول مورد نظر از ماتریکس پیچیده‌‌ی مشکل از پروتئین‌ها و اندامک‌های فراوان دیگر، نیاز است. این نوع تجزیه و تحلیل نیاز به آماده‌سازی و دستکاری نمونه سنگین دارد که می‌تواند نمونه را آلوده کند و خطاها را وارد آنالیز کند. با این‌حال، این مرحله می‌تواند از طریق استفاده از سیستم‌های online/inline تسهیل شود.
تاریخچه
پس از کشف چگونگی رشد باکتری‌های نوترکیب در مقیاس صنعتی و نحوه برداشت انسولین تولید شده توسط آن‌ها، نوبت به عرضه انسولین نوترکیب به بازار رسید. در سال 1982 سازمان غذا و داروی Humulin، انسولین نوترکیب Eli Lily ساخته شده از باکتری‌های اصلاح شده ویژه Genentech را تایید کرد.
این اولین دارویی بود که از طریق فناوری DNA نوترکیب تولید شد و جزو اولین محصولات دستکاری شده ژنتیکی بود که در دسترس مصرف‌کنندگان قرار گرفت. پس از موفقیت Humulin، فناوری DNA نوترکیب به سرعت برای جایگزینی روش‌های قدیمی‌تر تولید محصولات پزشکی از هورمون رشد انسانی تا واکسن به کار گرفته‌شد. اگرچه دانشمندان از آن زمان تاکنون تکنیک‌های بیوتکنولوژی جدیدی را توسعه داده‌اند، DNA نوترکیب هنوز نقش مهمی در تولید چندین محصول عمده پزشکی ایفا می‌کند.
تعریف
داروهای نوترکیب محصولاتی هستند که با دستکاری ژنتیکی و تغییر در DNA همراه است و باعث تغییر و تحول بزرگی در تنوع فرآورده‌های دارویی شده است. این داروها هدفمند هستند و تنها به سلول هدف حمله کرده و به سلول‌های دیگر آسیبی وارد نمی‌کنند. انسولین انسانی از پروتئین‌های نوترکیب تشکیل شده است .در واقع، انسولین انسانی اولین دارویی بود که با ابزار DNA نوترکیب ساخته شد و مجوز دریافت کرد.
انواع داروی نوترکیب
به طور کلی، این نوع داروها به دو دسته تقسیم می‌شوند: داروهای تجویزی و داروهای غیرتجویزی. در زیر به برخی از داروهای نوترکیب تجویزی و غیرتجویزی اشاره شده‌است:
- آسپرین: یک داروی ضدالتهاب غیراستروئیدی (NSAID) است که برای کاهش درد و التهاب و همچنین پیشگیری از بروز سکته قلبی و سکته مغزی تجویز می‌شود.
- پاراستامول: یک داروی ضددرد و تب است که برای کاهش درد ،تب و علائم سرماخوردگی تجویز می‌شود.
- کلرفنیرامین: یک داروی ضدهیستامین است که برای کنترل علائم آلرژی مانند آبریزش بینی، عطسه و خارش تجویز می‌شود.
- لووفوکسام: یک داروی “NSAID” است که برای کاهش درد و التهاب در بیماران مبتلا به التهاب مفاصل، آرتروز و التهابات مختلف تجویز می‌شود.
- سیموستاتین: یک داروی کاهنده کلسترول است که برای کاهش سطح کلسترول خون و پیشگیری از بیماری‌های قلبی عروقی تجویز می‌شود.
- لووتیروکسین: یک داروی هورمون تیروئیدی است که برای درمان هیپوتیروئیدیسم (کم کاری تیروئید) تجویز می‌شود.
- آلبوترول: یک داروی برونکودیلاتور است که برای درمان بیماران مبتلا به آسم و برونشیت تجویز می‌شود.
- اینزولین: یک داروی هورمونی است که برای کنترل سطح قند خون در بیماران مبتلا به دیابت تجویز می‌شود.
- دیازپام: یک داروی ضداضطراب و آرامبخش است که برای کاهش اضطراب، تشنج و بی‌خوابی تجویز می‌شود.
- متفورمین: یک داروی کاهنده قند خون است که برای درمان دیابت و کنترل سطح قند خون تجویز می‌شود.
در کل، این داروها تنها شامل یک ماده موثره هستند و بسته به نوع بیماری و شرایط بیمار می‌توانند تجویز شوند. با این حال، قبل از مصرف هرگونه دارویی، بهتر است با پزشک یا داروساز مشورت کنید تا اطمینان حاصل شود که داروی مورد نظر برای شما مناسب است و هیچ تداخلی با داروهای دیگری که مصرف می‌کنید ندارد.
عملکرد داروهای نوترکیب
بر اساس نوع دارو ممکن است عملکرد متفاوتی داشته باشند، با این حال عملکرد کلی داروهای نوترکیب به شرح زیر است:
- کاهش علائم بیماری: اکثر داروهای نوترکیب برای کاهش علائم بیماری مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، داروهای ضددرد و التهابی مانند آسپرین و لووفوکسام برای کاهش درد و التهاب در بیماران مبتلا به التهابات مختلف تجویز می‌شوند.
- پیشگیری از بروز بیماری: برخی از داروهای نوترکیب برای پیشگیری از بروز بیماری مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، داروهای کاهنده کلسترول مانند سیموستاتین برای پیشگیری از بیماری‌های قلبی عروقی تجویز می‌شوند.
- بهبود عملکرد بدن: برخی از داروهای نوترکیب به منظور بهبود عملکرد بدن مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، داروهای هورمونی مانند لووتیروکسین برای درمان هیپوتیروئیدیسم (کم کاری تیروئید) تجویز می‌شوند.
- کنترل و مدیریت بیماری: برخی از داروهای نوترکیب برای کنترل و مدیریت بیماری مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، داروهای کاهنده قند خون مانند متفورمین برای کنترل سطح قند خون در بیماران مبتلا به دیابت تجویز می‌شوند.
ایده پروتئین نوترکیب چگونه به‌وجود آمد؟
پروتئین‌های نوترکیب توسط پیتر لوبان پیشنهاد شد که اولین فردی بود که DNA نوترکیب را در سال‌های 1972 و 1973 تولید و تکثیر کرد. DNA نوترکیب از ادغام توالی‌هایی ایجاد می‌شود که ممکن است به طور معمول در یک موجود زنده وجود نداشته‌باشند. با‌این‌حال، هنوز هم امکان تغییر و درج مجدد DNA اصلاح شده وجود دارد؛ زیرا موجودات مختلف ساختار DNA مشابهی دارند.
این DNA تغییر یافته به سلول میزبان وارد می‌شود. پس از آن می‌توان آن را بدون بیان، تکثیر کرد یا ممکن است رونویسی و ترجمه شود که منجر به تشکیل پروتئین نوترکیب می‌شود. در بسیاری از موارد، توالی‌های اضافی (مانند سیگنال‌های پروموتر یا شروع ترجمه) ممکن است برای القای بیان DNA نوترکیب مورد نیاز باشند.
همچنین بخوانید:آنزیم‌های محدود‌کننده از تاریخچه تا صنعت
بیان پروتئین‌های نوترکیب
استراتژی برای بیان پروتئین نوترکیب شامل انتقال یک سلول خاص با وکتور DNA حاوی الگوی DNA نوترکیب است. سپس سلول‌های حاوی الگو، کشت داده می‌شوند تا بتوانند پروتئین مورد نظر را رونویسی و ترجمه کنند. سپس این سلول‌ها می‌توانند لیز یا شکسته شوند تا پروتئین تشکیل شده آزاد شود و سپس در معرض روش‌های خالص سازی قرار گیرد. سیستم‌هایی که برای بیان DNA نوترکیب استفاده می‌شوند شامل هر دو سیستم پروکاریوتی و یوکاریوتی هستند. اغلب، این انتخاب بر اساس نوع پروتئین، فعالیت عملکردی و همچنین بازده مورد نیاز است.
مزایای داروهای نوترکیب
داروهای مصنوعی نمی‌توانند نقش بیولوژیکی پروتئین‌ها را در ارگانیسم به طور کامل انجام دهند، اما داروهای پروتئین نوترکیب می‌توانند. ویژگی بالاتر آن‌ها اثرات جانبی بر روی سیستم بیولوژیکی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. این داروها به دلیل شباهت به پروتئین‌های سنتز شده توسط بدن، احتمال کمتری برای تحریک پاسخ ایمنی ارگانیسم دارند. با این حال، استفاده از داروهای نوترکیب نیازمند شناسایی کامل بیوتراپی‌ها و همچنین تعیین کمیت آن‌ها است که توسط ابزارهای تحلیلی مختلف برای رعایت مقررات هر کشور انجام می‌شود.
معایب داروهای نوترکیب
داروهای نوترکیب، داروهایی هستند که فقط یک ماده موثره دارند و هیچ گونه ترکیب دیگری از مواد موثره ندارند. با این حال، ممکن است داروهای نوترکیب دارای برخی معایب باشند که در زیر آورده شده‌است:
- عوارض جانبی: همانند داروهای ترکیبی، این داروها نیز ممکن است عوارض جانبی داشته باشند. به عنوان مثال، داروهای ضد درد و التهابی مانند آسپرین و لووفوکسام می‌توانند عوارضی مانند خونریزی گوارشی، زخم معده و نفوذ معده-روده داشته باشند.
عوارض جانبی نوترکیبی
نوترکیب ممکن است عوارض جانبی جدی ایجاد کند. از جمله:
- کهیر
- به سختی تنفس کردن
- تورم صورت، لب ها، زبان یا گلو
- خارش
- بی حسی
- تب
- سرگیجه
- حالت تهوع
- ضربان قلب تند
- تنگی قفسه سینه
- خس خس سینه
- پوست رنگ‌پریده
- عرق سرد
- سبکی سر
- غش کردن
- افزایش دوره های خونریزی
- خونریزی بدون توقف
- درد قفسه سینه
- تداخل با داروهای دیگر: برخی از داروها ممکن است با داروهای دیگری که بیمار مصرف می‌کند تداخل داشته باشند. به عنوان مثال، داروهای ضد درد و التهابی مانند آسپرین ممکن است با داروهای ضدخونی تداخل داشته باشند و خطر خونریزی را افزایش دهند.
- دوره‌های درمانی طولانی: برخی از داروها برای درمان بیماری‌ها به مدت طولانی مصرف می‌شوند. این مصرف بلند مدت ممکن است باعث بروز عوارض جانبی جدی‌تر شود.
- بی‌تاثیری در برخی بیماران: برخی از بیماران ممکن است به دلیل ویژگی‌های فیزیولوژیک خود، به داروها حساس نباشند و نتوانند از آن‌ها بهره‌ای ببرند.
- نیاز به دوزهای بالا: برخی از داروها به دلیل فقدان دیگر ترکیبات، نیاز به دوزهای بالاتری دارند تا تأثیر مطلوب را ایجاد کنند. این مصرف بالای دارو ممکن است باعث بروز عوارض جانبی شود.
در کل، اینها نیز می‌توانند با برخی معایب همراه باشند، اما مهم است که قبل از مصرف هرگونه دارویی، با پزشک یا داروساز مشورت کنید تا اطمینان حاصل شود که داروی مورد نظر برای شما مناسب است و هیچ تداخلی با داروهای دیگری که مصرف می‌کنید ندارد.
هشدارهای پیش از مصرف این نوع داروها
اگر فردی تا به حال واکنش آلرژیک شدید به نوترکیبی داشته است، یا اگر به پروتئین‌های موش یا همستر حساسیت دارد، نباید از از این مکانیسم استفاده کند. همچنین اگر فردی به پروتئین‌های گوشت گاو حساسیت دارد، نباید از این داروها استفاده کند.
چه داروهای دیگری بر روی نوترکیب اثر می‌گذارد؟
سایر داروها ممکن است روی نوترکیب تأثیر بگذارند؛ از جمله داروهای تجویزی و بدون نسخه، ویتامین‌ها و محصولات گیاهی. فرد می‌بایستی در مورد تمام داروهای فعلی خود و هر دارویی که مصرف ان را شروع یا متوقف می‌کند به پزشک خود بگوید.
جمع‌بندی
اکنون ساخت داروهای نوترکیب یکی از استراتژی‌های مهم، جهت درمان هدفمند بیماری‌ها است و ترقی در این حوزه منجر به پیشرفت درمان بسیاری از بیماری‌ها از جمله سرطان خواهد شد.
نویسنده: یاسمن اسمی
ویراستار: مهرشید موسویون
منابع:
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003267016307826
- https://www.si.edu/spotlight/birth-of-biotech/recombinant-drugs
- https://www.evitria.com/journal/recombinant-antibodies/recombinant-protein/
- https://www.rxlist.com/recombinate-drug.htm
- https://www.drugs.com/mtm/recombinate-recombinant.html
- https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Recombinant-Proteins.aspx
