تخليق حيوي لمركبات الماريغوانا ونظائرها في المختبر

في خطوة من المتوقع أن تحدث ثورة في الصناعات الدوائية، ويمكن أن تفتح بابا جديدا لعلاجات حديثة للأمراض المستعصية أعلن باحثون من جامعة كاليفورنيا في دراسة لهم نشرت في دورية نيتشر الأربعاء الماضي أنهم نجحوا لأول مرة في تخليق مركبات الماريغوانا (نبات القنب الهندي) في المختبر بدلا من استخلاصها من النبات.

وابتكر الباحثون طريقة لتعديل الخميرة وراثيا لإنتاج كانابينويدات تماثل الطبيعية باستخدام نهج شائع ذي شعبية متزايدة يعرف باسم “البيولوجيا التركيبية”.
تصنيع الكانابينويدات في المختبر
حلل الباحثون جينات نبات الماريغوانا للتعرف على مكون رئيسي يعد سلفا كيماويا لاثنين من أفضل مركبات الكانابينويدات المعروفة، أولهما رباعي هيدرو كانابينول وهو المادة الأكثر شهرة في نبات الماريغوانا، ويمتلك خاصية المؤثر النفسي، والثاني هو الكانابيديول، وهو واحد من 113 مركبا من الكانابينويدات النشطة الموجودة في نبات الماريغوانا، ويمثل ما يصل إلى 40٪ من مستخرج النبات.

وفي حين أن رباعي هيدرو كانابينول هو الذي يسبب الثمالة إلا أن الكانابيديول لديه سمعة علاجية رائعة، وهو العنصر النشط في أول دواء يعتمد على الماريغوانا يسمح بتداوله في أميركا.

ويقول الباحثون إن دراستهم توفر طريقة لإنتاج مادة قنبية باستخدام سلائف كيميائية، وإنهم صنعوا المركبات بدون حاجة إلى مزرعة أو حقل.

وطبق العلماء أيضا تقنيتهم لإنتاج كانابينويدات غير موجودة في الطبيعة، وقالوا إن هذا العمل يضع الأساس للتخمر على نطاق واسع لإنتاج الكانابينويدات، وإن هذه المركبات واعدة للغاية، ويمكن أن تؤدي في نهاية المطاف إلى أدوية جديدة أفضل.

مزرعة ماريغوانا في كندا لأغراض طبية (رويترز)
البيولوجيا التخليقية
يقول جاي كيسلنغ -الذي قاد الدراسة وهو مهندس بيولوجي في جامعة كاليفورنيا في بيركلي- لمجلة بيزنس إنسايدر “يمكن أن يأتي هذا العمل بمجموعة كاملة من المنتجات الجديدة”.

وتعرف عملية تعديل الحمض النووي للكائن الحي مثل الخميرة لإقناعها بإنتاج منتج آخر باسم البيولوجيا التخليقية (الاصطناعية)، وفي السنوات الأخيرة صرف المستثمرون أموالا طائلة على الشركات التي تعمل في هذا المجال.

وببساطة، تنطوي البيولوجيا التخليقية على تسخير قوة الخلايا لصنع أشياء مثل العقاقير ومواد البناء القابلة للتحلل الحيوي والمُحليات الأقل سمية للغذاء، لذا أخذ كيسلنغ وفريقه كل المكونات الأساسية التي حددها الباحثون السابقون وحاولوا تصنيع مركبات الماريغوانا في المختبر.

قضى كيسلنغ وفريقه سنوات لإنجاز هذا الاختراق العلمي، واكتشفوا دليلا في أدبيات براءات الاختراع بشأن طريقة لتعديل الخميرة وراثيا باستخدام الحمض النووي للماريغوانا.

وبعد سنوات عدة من العمل الشاق لاستكشاف المئات من جينات الماريغوانا تمكنوا في النهاية من الوصول إلى هدفهم، وهو إنزيم يدعى “سي أس بي تي4” (CsPT4) سمح لهم بصنع المكونات التي يحتاجون إليها.

الخطوة التالية هي تعزيز حجم المنتج في المختبر، وللقيام بذلك يجب على الفريق أن يثبت أن تقنيته تعمل بتكلفة أقل من التصنيع التقليدي.

ويعتقد كيسلنغ أنه يستطيع تصنيع مركبات الماريغوانا مقابل جزء صغير من تكلفة إنتاج القنب التقليدي، لأن طريقته لا تتطلب صوبات زراعية أو كميات كبيرة من الأراضي أو المياه أو العمالة اليدوية.

لكن أحد المصادر يقول لنيتشر إن ناتج الخميرة المهندسة يحتاج إلى تعزيز مئة مرة حتى يتنافس مع تكلفة إنتاج القنب المشتق من النبات