یک شرکت دانشبنیان ایرانی موفق به تولید 5 آنزیم مهندسیشده کلیدی در حوزه تشخیص مولکولی و تولید واکسن شده است. این آنزیمها که توسط بهادر بهروز، مدیر تولید شرکت معرفی شدند، قادرند در زمانی حدود 10 دقیقه، آزمایشهای مرتبط با بیماریهای عفونی نظیر آنفلوانزا، کرونا، هپاتیت، HPV، ایدز و همچنین سرطان و نقصهای ژنتیکی را انجام دهند. محصولات شامل Taq DNA Polymerase، Reverse Transcriptase، RNase H، T4 DNA Ligase و Pfu DNA Polymerase هستند که برای نخستین بار بهصورت مهندسیشده در ایران تولید شدهاند. این آنزیمها در دمای 60 درجه سانتیگراد فعالیت میکنند، در برابر مهارکنندههای بالینی مقاومتر هستند و کارایی آنها توسط سازمان غذا و دارو تأیید شده است. این دستاورد، وابستگی کشور به واردات در حوزه تشخیص مولکولی را کاهش میدهد.
*** معرفی محصول و کاربردهای راهبردی
ستون فقرات تشخیص مولکولی؛ 5 آنزیم بومی با نتیجه 10 دقیقهای
بهادر بهروز، مدیر تولید یک شرکت دانشبنیان داخلی، از تولید 5 آنزیم مهندسیشده کلیدی خبر داد که نقش محوری در تشخیص بیماریهای عفونی، سرطان و نقصهای ژنتیکی ایفا میکنند. این آنزیمها که به گفته وی «ستون فقرات آزمایشهای تشخیص بیماریهای عفونی، سرطان و نقصهای ژنتیکی» را تشکیل میدهند، توانایی انجام تستهای تشخیصی را در بازه زمانی بسیار کوتاه، حدود 10 دقیقه، فراهم میآورند. این سرعت بیسابقه در مقایسه با روشهای سنتی که ساعتها زمان میبرند، یک جهش کیفی در صنعت تشخیص پزشکی محسوب میشود.
طیف گسترده بیماریهای قابل تشخیص؛ از کرونا تا نقص ژنتیکی
بهروز با تشریح دامنه کاربردی این آنزیمها اعلام کرد که طیف وسیعی از بیماریها با کمک این محصولات قابل شناسایی هستند. بیماریهای عفونی از جمله آنفلوانزا، کرونا، ویروس پاپیلومای انسانی (HPV)، ایدز و هپاتیت در کنار شناسایی انواع سرطانها و بیماریهای ناشی از نقصهای ژنتیکی، همگی در فهرست کاربردهای این آنزیمهای مولکولی قرار دارند. وی تأکید کرد که عملاً بدون حضور این دسته از آنزیمها، انجام تستهای مذکور امکانپذیر نیست و آنها جزء کلیدیترین ابزارهای آزمایشگاههای تشخیص بالینی و پژوهشی به شمار میروند.
مهندسی بومی؛ نه کپیبرداری بلکه نوآوری
مدیر تولید این شرکت دانشبنیان با تأکید بر ماهیت نوآورانه این محصولات، خاطرنشان کرد که در تولید این آنزیمها صرفاً کپیبرداری از نمونههای خارجی انجام نشده است. بهروز اظهار کرد: «این آنزیمها برای اولین بار در ایران به صورت مهندسیشده تولید شدهاند و با بهینهسازیهای انجام شده، دارای برخی ویژگیهای برتر نسبت به برخی برندهای آمریکایی و اروپایی هستند.» این ادعا نشاندهنده سطح بالای دانش فنی و توان مهندسی ژنتیک در این شرکت است که توانسته محصولاتی فراتر از استانداردهای جهانی عرضه کند.
تأیید سازمان غذا و دارو؛ رقابت با برندهای بینالمللی
بهروز با اشاره به ارزیابی عملکرد محصولات این شرکت، اعلام کرد که کارایی این آنزیمها در مقایسه با نمونههای خارجی در آزمایشگاه مرجع مورد تأیید سازمان غذا و دارو بررسی و تأیید شده است. نتایج حاصل از این ارزیابیها نشان داد که عملکرد محصولات بومی نهتنها قابل قیاس با برندهای معتبر بینالمللی است، بلکه در مواردی رقابتی و حتی برتر از آنها بوده است. این تأییدیه رسمی، اعتبار علمی و کاربردی این آنزیمها را در سطح بالینی و تحقیقاتی تضمین میکند.
*** معرفی تخصصی آنزیمها و نقشهای کلیدی
Taq DNA Polymerase؛ موتور اصلی تکثیر DNA در تشخیص کرونا و آنفلوانزا
بهروز در توضیح عملکرد این آنزیمها گفت که هر یک از آنها نقش خاصی در زنجیره تشخیص مولکولی ایفا میکنند. یکی از آنزیمهای اصلی مورد نیاز در دوران کرونا و همچنین در اپیدمی آنفلوانزا، آنزیم Taq DNA Polymerase است که برای انجام واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR) و تکثیر DNA به کار میرود. این آنزیم که از باکتری Thermus aquaticus استخراج و مهندسی شده است، قادر است در دماهای بالا فعالیت کند و DNA را بهصورت تصاعدی تکثیر نماید، که همین ویژگی آن را به ابزاری حیاتی در تشخیص سریع بیماریهای ویروسی تبدیل کرده است.
Reverse Transcriptase؛ تبدیلکننده RNA ویروسی به DNA قابل تشخیص
مدیر تولید این شرکت دانشبنیان ادامه داد که یکی دیگر از آنزیمهای مهم، آنزیم Reverse Transcriptase (ریورس ترانسکریپتاز) است که برای تبدیل RNA ویروسی به DNA مکمل (cDNA) در تستهای تشخیصی مبتنی بر RT-PCR مورد استفاده قرار میگیرد. این آنزیم نقش بسیار حساسی در تشخیص ویروسهای RNA-دار مانند کرونا، آنفلوانزا و ایدز دارد، زیرا بدون تبدیل RNA به DNA، امکان تکثیر و شناسایی مواد ژنتیکی ویروس وجود ندارد. نسل جدید این آنزیم که توسط این شرکت تو
RNase H؛ بهینهسازی واکنشهای مولکولی
بهروز همچنین به آنزیم RNase H اشاره کرد و آن را یکی از اجزای تخصصی در فرایندهای پیشرفته تشخیص مولکولی دانست. این آنزیم وظیفه تجزیه رشته RNA در هیبریدهای RNA–DNA را بر عهده دارد. چنین عملکردی باعث بهبود کارایی واکنشهای RT-PCR میشود و در بسیاری از روشهای مدرن تشخیص ژنتیکی کاربرد دارد. وجود این آنزیم در کنار سایر آنزیمهای تشخیصی، دقت و سرعت فرآیند تحلیل ژنتیکی را افزایش میدهد.
ترکیب سه آنزیم کلیدی در کیتهای تشخیصی
مدیر تولید این شرکت دانشبنیان توضیح داد که ترکیب سه آنزیم Taq DNA Polymerase، Reverse Transcriptase و RNase H در واقع هسته اصلی بسیاری از کیتهای تشخیصی مولکولی را تشکیل میدهد. این ترکیب آنزیمی در کیتهای تشخیص بیماریهایی مانند آنفلوانزا، هپاتیت و بسیاری از عفونتهای ویروسی مورد استفاده قرار میگیرد. علاوه بر تشخیص بیماری، این فناوری امکان پایش روند درمان بیماران و ارزیابی اثربخشی داروها را نیز فراهم میکند.
نقش در بررسی نقصهای ژنتیکی و مطالعات جمعیتی
به گفته بهروز، کاربرد این مجموعه آنزیمی تنها به تشخیص بیماریهای عفونی محدود نمیشود. با استفاده از همین ابزارهای مولکولی میتوان بیماریهای ناشی از نقصهای ژنتیکی را نیز بررسی کرد. پژوهشگران قادر خواهند بود پروفایل ژنتیکی جمعیتها را تحلیل کنند و جهشهای بیماریزا یا عوامل مستعدکننده بیماری را شناسایی نمایند. چنین مطالعاتی در حوزه ژنتیک پزشکی و اپیدمیولوژی ژنتیکی اهمیت بالایی دارد.
*** ویژگیهای مهندسی و مزیتهای فنی
فعالیت در دمای 60 درجه؛ نشانه پایداری بالاتر
بهروز با اشاره به ویژگیهای فنی آنزیمهای تولید شده در این شرکت اعلام کرد که این محصولات در دمای حدود 60 درجه سانتیگراد عملکرد بهینه دارند. در مقابل، بسیاری از آنزیمهای متداول در آزمایشگاههای تشخیصی در دمای حدود 42 درجه سانتیگراد فعال هستند. این تفاوت دمایی نشان میدهد که آنزیمهای مهندسیشده از پایداری ساختاری بیشتری برخوردارند و در شرایط آزمایشگاهی دشوار نیز کارایی خود را حفظ میکنند.
مقاومت در برابر مهارکنندههای نمونههای بالینی
نمونههای بالینی که از بیماران دریافت میشوند، معمولاً حاوی مواد مهارکننده متعددی هستند. این ترکیبات میتوانند شامل مواد مخاطی، پروتئینهای مهارکننده یا ترکیبات شیمیایی مختلف باشند. بهروز توضیح داد که آنزیمهای مهندسیشده این شرکت به گونهای طراحی شدهاند که در برابر چنین مهارکنندههایی مقاومت بیشتری داشته باشند. در نتیجه، واکنشهای مولکولی بدون افت کیفیت یا کاهش دقت انجام میشوند و نتایج آزمایش قابل اعتماد باقی میمانند.
نوآوری در مهندسی آنزیم Taq
بهروز تأکید کرد که ممکن است نسخههای معمولی آنزیم Taq DNA Polymerase در برخی شرکتهای داخلی تولید شده باشد، اما نوآوری این مجموعه در مهندسی پیشرفته و بهینهسازی این آنزیمهاست. نسخه مهندسیشده ارائه شده توسط این شرکت برای نخستین بار در کشور تولید شده است و از نظر سرعت واکنش و پایداری عملکرد، ویژگیهای ارتقاء یافتهای دارد. به گفته وی، چنین محصولی تاکنون مشابه داخلی نداشته است.
*** کاربرد در پژوهشهای پیشرفته و تولید واکسن
همکاری با مراکز علمی؛ نمونهای از همکاری با انستیتو رویان
بهروز در ادامه به همکاری این شرکت با مراکز علمی کشور اشاره کرد. به عنوان نمونه، انستیتو رویان در فرآیندهای کلونینگ و تهیه سازههای ژنی مورد نیاز خود به آنزیم T4 DNA Ligase نیاز دارد. این آنزیم نقش اساسی در اتصال قطعات DNA و ساخت سازههای ژنی دارد. شرکت دانشبنیان مورد نظر توانسته نسخه بومی این آنزیم را تولید و نیاز این مرکز پژوهشی را تأمین کند.
نقش آنزیمها در تولید واکسنهای نوترکیب
مدیر تولید این شرکت دانشبنیان توضیح داد که در تولید واکسنهای نوترکیب، از جمله واکسن هپاتیت یا آنتیژنهای HPV که به عنوان کاندیدای واکسن استفاده میشوند، این آنزیمها کاربرد گستردهای دارند. به کمک آنها میتوان سازههای ژنی مورد نیاز برای تولید آنتیژنهای واکسن را طراحی و تولید کرد. این فرایند پایه اصلی بسیاری از واکسنهای مدرن مبتنی بر فناوری DNA نوترکیب محسوب میشود.
تکثیر ژنهای مورد نیاز واکسنهای وکتوری
بهروز همچنین درباره یکی از آنزیمهای تخصصی این مجموعه توضیح داد که در تکثیر و کلونینگ ژنهای مربوط به کاندیداهای واکسنهای وکتوری انسانی کاربرد دارد. در این فرآیند، ژن هدف ابتدا تکثیر میشود، سپس در یک ناقل ژنتیکی قرار میگیرد و برای تولید پروتئین یا توسعه واکسن مورد استفاده قرار میگیرد. چنین فناوریهایی پایه توسعه نسل جدید واکسنها در جهان به شمار میروند.
*** آنزیمهای با دقت بالا در مهندسی ژنتیک
Pfu DNA Polymerase؛ تکثیر دقیق با قابلیت تصحیح خطا
یکی دیگر از محصولات این شرکت آنزیم Pfu DNA Polymerase است. بهروز توضیح داد که این آنزیم برخلاف بسیاری از آنزیمهای معمولی PCR، دارای فعالیت تصحیحگر یا Proofreading است. این ویژگی باعث میشود خطاهای احتمالی در هنگام تکثیر DNA اصلاح شوند و دقت فرآیند تکثیر به شکل چشمگیری افزایش یابد. در نتیجه، توالی ژنتیکی نهایی با دقت بسیار بالا بازتولید میشود که در تحقیقات ژنتیکی و مهندسی ژن اهمیت حیاتی دارد.
نسل جدید Reverse Transcriptase
به گفته بهروز، یکی دیگر از محصولات جدید این شرکت نسل تازهای از آنزیم Reverse Transcriptase است که دانشبنیانی آن نیز تأیید شده است. این آنزیم برای تبدیل RNA به DNA مکمل در روشهای RT-PCR و تحقیقات ژنتیکی استفاده میشود. نسخه جدید تولید شده دارای سرعت واکنش بیشتر و پایداری بالاتر نسبت به نسخههای متداول است.
بازخورد مثبت از مراکز تحقیقاتی
مدیر تولید این شرکت دانشبنیان در پایان اعلام کرد که نمونههای این آنزیمها به مراکز قانونی و تحقیقاتی کشور ارائه شده است. پس از انجام آزمایشهای مقایسهای با برندهای خارجی، بازخوردهای دریافت شده نشان داده که عملکرد این محصولات کاملاً قابل رقابت با نمونههای وارداتی است و در برخی موارد حتی نتایج بهتری ارائه دادهاند.
***
تولید بومی آنزیمهای مهندسیشده تشخیص مولکولی را میتوان یکی از حلقههای کلیدی در تقویت زیرساخت زیستفناوری کشور دانست. بازار جهانی آنزیمهای آزمایشگاهی و مولکولی ارزش بسیار بالایی دارد و وابستگی به واردات این محصولات، همواره یکی از نقاط آسیبپذیر نظام سلامت و پژوهش بوده است. دستیابی به فناوری طراحی و مهندسی چنین آنزیمهایی به معنای کاهش وابستگی ارزی، افزایش تابآوری نظام سلامت و ایجاد ظرفیت صادراتی در حوزه تجهیزات زیستی است.
از منظر رسانهای نیز اهمیت این دستاورد تنها به تولید یک محصول محدود نمیشود، بلکه نشاندهنده ورود شرکتهای دانشبنیان به حوزههای پیچیده مهندسی زیستی است؛ حوزهای که نقش تعیینکنندهای در آینده تشخیص بیماری، پزشکی شخصیسازیشده و توسعه واکسنهای نوین خواهد داشت. اگر زنجیره تولید، استانداردسازی و تجاریسازی این فناوری به شکل پایدار ادامه یابد، این نوع محصولات میتوانند به یکی از مزیتهای راهبردی اقتصاد دانشبنیان کشور تبدیل شوند.