استخدام التقانة الحيوية في تصنيع الأدوية

استخدام التقانة الحيوية في تصنيع الأدوية  (بالإنجليزية:  Use of biotechnology in pharmaceutical manufacturing)
 تعتمد أساليب تصنيع الأدوية الحديثة بصورةٍ متكررةٍ على التقانة الحيوية.

الإنسولين البشري

كان من بين الاستخدامات الأولى المبكرة للتقانة الحيوية في مجال التصنيع الدوائي، استخدامها في تقانة الإتحاد الدنوي (بالإنجليزية: recombinant DNA) لتعدبل بكتريا الإشريكية القولونيةبهدف إنتاج  الإنسولين البشري، والتي تم إجرائها في شركةجنينتيك (بالإنجليزية: Genentech) الأمريكية في عام 1978. وكان الإنسولين قبيل تطوير هذا الأسلوب، يتم استخلاصه من الغدد  البنكرياسية في الماشية، الخنازير، وحيوانات المزرعة الأخرى. وفي حين أثبت الإنسولين المشتق من الحيوانات فعاليته في علاج مرض السكري بصورةٍ عامةٍ، إلا أنه لا يمكن تمييزه عن الإنسولين البشري، وربما يسفر نتيجةً لذلك عن وقوع تفاعلات حساسية. وقد استطاع باحثوا شركة جينينتك لصناعة الادوية اللأمريكية إنتاج مورثاتٍ (جيناتٍ) صناعيةٍ لكل واحدةٍ من سلسلتي البروتين التي تكون جزيء الإنسولين. ثم تم زرع أو دمج تلك الجينات الصناعية ...  داخل  البلازميدات .... ضمن مجموعةٍ من المورثات والتي " تتسم بأنه تم تنشيطها وتفعيلها بواسطة  اللاكتوز (سكر الحليب). ومن ثم، تم تفعيل الجينات المنتجة للإنسولين كذلك بواسطة اللاكتوز (سكر الحليب). هذا وقد تم زراعة أو دمج  البلازميدات المؤتلفة داخل بكتريا الإشريكية القولونية، "والتي تم حثها على إنتاج 100.000 جزيء من كلتا السلسلتين ألف وباء للإنسولين البشري." ثم يتم الجمع بين سلسلتي البروتين لإنتاج جزيئات الإنسولين.

هرمون النمو البشري

وقد تم تصنيع الهرمون، قبيل استخدام تقانة الاتحاد الدنوي لتعديل البكتريا لإنتاج هرمون النمو البشري، بواسطة استخلاص الهرمون البشرى من  الغدد النخامية بالجثث المتوفاة، حيث أنه لا توجد لهرمونات النمو الحيواني أية قيمة علاجية للبشر. وهنا يتطلب إنتاج مداد عامٍ واحدٍ من هرمون النمو البشري نحو 50 غدةً لجثثٍ ميتةٍ، مما يؤدي إلى وجود نقصٍ حيويٍ في الهرمون. وفي عام 1979، أنتج الباحثون في معامل شركة جنينتك الأمريكية هرمون النمو البشري من خلال إضافة شفرة الحمض النووي إلى هرمون النمو البشري إلى البلازميد والذي يتم زراعته في بكتريا الإشريكية القولونية. وهنا نلاحظ أن الجين، الذي تم إضافته بعد ذلك إلى داخل البلازميد، تم إنتاجه بواسطة عملية النسخ المعكوس للـ mRNA الموجود في الغدد النخامية للحمض النووي التكميلي. ويقع HaeIII، وهو أحد أنواع إنزيمات الإعاقة والذي يقوم بدوره في مواقع الإعاقة في "المنطقة 3’ غير المشفرة"، وكذلك في الشيفرة الثلاثية (الكودون) الثالثة والعشرين في الدنا التكميلي (بالإنجليزية: complementary DNA) لهرمون النمو البشري، هذا ويُستخدم HaeIII في إنتاج "قطعة حمض نووي من أصل 551 زوجاً أساسياً والتي تتضمن سلاسل التشفير للأحماض الأمينية 24- 191 من HGH". ثم يتم بعد ذلك إنتاجقطعة "محول" الحمض النووي كيميائي التركيب في شيفرة بدء ATG الثلاثية (الكودون).." مع كودونات الأول من خلال الأحماض الأمينية الثلاثة والعشرين في هرمون النمو البشري. حيث تتجمع قطعتي الحمض النووي لتشكيل جيناً معدلاً طبيعي التركيب. مما يجعلنا نلاحظ أن استخدام طرق إنتاج الحمض النووي التركيبية لإنتاج المورثات أو الجينات التي يمكن تحويلها لهرمونات النمو البشري في الإشريكية القولونية تُعَدُ مرهقةً ومجهدةً بصورةٍ متزايدةٍ بسبب الطول الواضح لسلسة الحمض النووي في هرمون النمو البشري. على الرغم من ذلك، فلو تم تضمين أو إدراجcDNA المعكوس كتابةً من mRNA في هرمون النمو البشري مباشرةً في البلازميد المدرج في الإشريكية القولونية، فإن البكتريا ستقوم بتحويل وترجمة مناطق المورثات أو الجينات التي لا يمكن ترجمتها أو تحويلها في البشر، ومن ثم يتم إنتاج "هرمونٍ قبليٍ يحتوي على 26 حمضاً أمينياً"والتي يكون من الصعب إزالتها.

حيوانات المزرعة المعدلة وراثياً

هذا وتم استخدام أساليب الحمض النووي المؤتلف لإنتاج حيوانات المزارع المهندسة وراثياً والتي تتسم بأن لها القدرة على إنتاج المنتجات الدوائية لاستخدامها في علاج البشر. وعلى سبيل المثال لا الحصر، الخنازير التي تقوم بإنتاج الهموغلوبين البشري تم إنتاجها وتعديلها جينياً. ففي حين لا يمكن نقل دم تلك الخنازير مباشرةً إلى البشر، فإنه يمكن تنقية الهموغلوبين وتوظيفه في تصنيع بدائل الدم.