تسخير البكتيريا لصناعة الإنسولين

من أين يستخرج الأنسولينمن مكتشف الأنسوليناكتشاف الإنسوليناكتشف العالمَان فريدريك بانتينغ وتشارلز بيست أنّالإنسولينهو الهرمون الذي يفتقر إليه مرضىالسكري، وقد اكتشفا طريقةً للحصول عليه من البنكرياس الحيوانيّ، وقد حاول العلماء طوال سنوات تصنيعالإنسولينبعد معرفة رسم التركيب الكيميائي للإنسولين البشري، لكنّ الكميات المُنتَجة عن طريق الكيمياء وحدها قليلة، ولم تكن كافيةً للمرضى في ذلك الوقت، إلى أن اكتشفوا كيفيّة الاستفادة منالبكتيريالإنتاج الإنسولين في السبعينات؛ وذلك عن طريق تغييرها على المستوى الجينيّ.وقد بقي الإنسولين الحيوانيّ مُستخدَماً حتّى الثمانينات؛ حيث كان المرضى في جميع أنحاء العالم يعتمدون على الإنسولين المُستخرَج من الخنازير والأبقار لعلاجمرض السكري، إلا أنّه لم يكن مطابقاً في تركيبه للإنسولين البشري على الرغم من التشابه الكبير بينهما، ولذلك فقد عانى بعض المرضى من تفاعلات حساسية؛ نتيجةً لاختلاف التركيب بين نوعَي الإنسولين.تسخير البكتيريا لصناعة الإنسولينيتمّ تصنيع الإنسولين باستخدام تكنولوجياالحمض النوويالمؤتلف؛ حيث يدرج العلماء الجينات البشرية في المادة الوراثية للبكتيريا التي تُسمّى فيما بعد البكتيريا المؤتلفة ، وهي بكتيريا يمكنها إنتاج البروتين المشفّر بواسطة الجين البشري، وفي هذه العملية يبني العلماء جين الإنسولين البشري في المختبر، ثمّ يُزيلون حلقةً من الحمض النووي للبكتيريا تُعرَف باسم البلازميد ، ثمّ يدرجون الجين البشري داخلها، وبذلك يصبح الجين البشري جزءاً من المادة الوراثية للبكتيريا، بعد ذلك يُرجعون حلقة البلازميد إلىالبكتيريا، ثمّ يضعون هذه البكتيريا المؤتلفة في خزانات كبيرة خاصّة بالتخمير، وهناك تبدأ البكتيريا المؤتلفة باستخدام جين الإنسولين البشري للبدء بإنتاجه، عندها يحصل العلماء على الإنسولين المُصنَّع لتتمّ تنقيته من الشوائب، واستخدامه في العلاج.

الكائنات المُستخدَمة لصناعة الإنسولينهناك العديد من الأدوية البروتينية التي يتمّ تصنيعها باستخدام ما يُعرَف بتكنولوجياالحمض النووي المؤتلفأو مُعاد التركيب ، ومن الكائنات الحية المُستخدَمة لتصنيع الأدوية المختلفة مثل الإنسولين: البكتيريا الإشريكية القولونية ، التي تتمتّع بالعديد من المزايا بما في ذلك معدل النمو المرتفع، وبساطة متطلبات النمو، وسهولة التعامل معها في المختبر، وارتفاع إنتاجيتها، وانخفاض تكلفة استخدامها، ومن الكائنات الأخرى المُستخدَمة في ذلك أيضاً نوع منالخمائرتُسمّى فطريات الخميرة ،والنباتات المُعدَّلة وراثياً كما هو الحال مع البذور الزيتيّة لنبات رشاد أذن الفأر .أنواع الإنسولينهناكأنواع مختلفة من الإنسولينتُستخدَملعلاج مرض السكري، منها ما يأتي:الإنسولين سريع المفعول:يبدأ عمل الإنسولين سريع المفعول بعد 15 دقيقة تقريباً من حقنه، ويصل تركيزه إلى أعلى مستوى في الدم بعد حوالي ساعة، ويستمرّ مفعوله لمدة ساعتين إلى أربع ساعات، ومن الأمثلة على هذا النوع من الإنسولين: إنسولين ليسبرو ، وإنسولين أسبارت ، وإنسولين غلوليزين .الإنسولين قصير المفعول:يبدأ الإنسولين قصير المفعول بالعمل بعد حوالي 30 دقيقة من حقنه، ويصل تركيزه إلى أعلى مستوى في الدم بعد حوالي 2-3 ساعات، حيث يستمر مفعوله لمدة 3-6 ساعات، ومن الأمثلة على هذا النوع: الإنسولين العادي أو النظامي .

الإنسولين متوسط ​​المفعول:يبدأ عمل الإنسولين متوسط ​​المفعول بعد ما يقارب 2-4 ساعات من حقنه، ويصل تركيزه إلى أعلى مستوى في الدم بعد ما يقارب من 4-12 ساعة، ويستمر مفعوله لمدة 12-18 ساعة، ومن الأمثلة على هذا النوع: إنسولين (NPH).الإنسولين طويل المفعول:يبدأ الإنسولين طويل المفعول العمل بعد عدّة ساعات من حقنه، ويستمرّ مفعوله لمدة 24 ساعة تقريباً، ويمكن أن يُستخدَم مع كلٍّ من الإنسولين سريع الفعول أو قصير المفعول إذا لزم الأمر، ومن الأمثلة على هذا النوع: إنسولين غلارجين ، وديتيمير ، وديجلوديك .الإنسولين المُستنشَق سريع المفعول:يصل هذا النوع من الإنسولين إلى أعلى تركيز بعد حوالي 15-20 دقيقة، ويستمرّ في العمل لمدة 2-3 ساعات، ويُستخدَم عادةً مع الإنسولين طويل المفعول.

أدوية أخرى مُصنّعة بتكنولوجيا الحمض النووي المؤتلفهناك العديد من الأدوية المُصنَّعة بتكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف، منها ما يأتي:المضادات الحيوية:تُعدّ المضادات الحيوية أكبر مجموعة من ناحية الأهميّة الاقتصاديّة بين المنتجات التي يتم الحصول عليها عن طريق التخمير، ومن الأمثلة على المضادات الحيوية المصنعة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة: البنسلين ، والسيفالوسبورين ، والكلورامفينيكول ، والستربتوميسين ، والكليندامايسين ، والفانكومايسين ، والتيكوبلانين .عوامل تخثر الدم:من عوامل تخثر الدم المُصنَّعة بتكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف العامل الثامن والعامل التاسع؛ المُستخدَمان لعلاج مرضالهيموفيليا.الهرمونات:من الهرمونات المُصنَّعة بتكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف:هرمون النموالمعروف باسم سوماتروبين ، وهرمون الإنسولين.

عوامل النمو:تم تصنيع العديد من عوامل النمو التي تُستخدَم للوقاية من العدوى المرتبطة بنقص العدلات الناجم عن العلاج الكيميائي ، ونقص الصفيحات الناجم عن العلاج الكيميائي ، وفقر الدم الناجم عن العلاج الكيميائي، وكذلك هرمون الإريثروبويتين وهو هرمون تُنتجه الكلى، يحفّز نخاع العظام لإنتاج خلايا الدم الحمراء.السيتوكينات:تُعرَّف السيتوكينات على أنّها الجزيئات التي تنشط الخلايا المناعية، وتنظم نموها وتمايزها، وتحفّز الاستجابة للالتهابات.الإنزيمات:مثل إنزيم دورناز ألفا المُستخدَم في علاج التليّف الكيسي ، وإنزيم ألتيبلاز المُستخدَم في إذابة تخثرات الدم، التي يمكن أن تُسبّب النوبات القلبية، والانصمام الرئوي،والسكتات الدماغية.

المطاعيم:مثلمطعوم الإنفلونزا، ومطعوم الكبد الوبائي ب.