تولید برنج مهندسی شده برای تولید پروتئین‌های خنثی‌کننده ویروس HIV

در پژوهشی که در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد، دانشمندان تکنیکی که با آن برنج را اصلاح کرده و چگونگی امکان استفاده از آن برای جلوگیری از عفونت‌ HIV را شرح دادند.

تاکنون دانشمندان گام‌های بلندی را در مسیر درمان افراد مبتلا به عفونت HIV برداشته‌اند به طوری که میزان مرگ‌و‌میر ناشی از این عفونت به ویژه در مناطق توسعه یافته‌ی جهان به شدت کم شده‌است. آن‌ها همچنین تلاش‌های زیادی در جهت تهیه‌ی واکسنی علیه این ویروس، انجام داده‌اند ولی تا‌کنون نتیجه‌ای نگرفته‌اند. در عین حال داروهای خوراکی نیز طراحی شده‌اند که قادرند عفونت را برای مدت زمان کوتاهی از بین ببرند. اما باز هم چنین درمان‌هایی به طور کلی در کشورهای جهان سوم در دسترس نیستند. برای کمک به آن‌هایی که در خطر هستند، پژوهشگران به دنبال ایجاد سویه‌ای از برنج بودند که دارای پروتئین‌های خنثی کننده‌ی ویروس HIV باشد. زمانی که این برنج رشد کند، دانه‌هایی تولید می‌کند که با استفاده از آن‌ها می‌توان کرمی ساخت که با استعمال روی پوست موجب شود پروتئین‌های مورد نظر وارد بدن شوند.

این برنج یک نوع آنتی‌بادی و دو نوع پروتئین تولید می‌کند که به طور مستقیم با ویروس HIV پیوند برقرار کرده و مانع ارتباط آن با سلول‌های انسانی می‌شود. پژوهشگران می‌گویند یک بار که برنج کشت داده‌شد، هزینه‌های تولید این کرم ناچیز است؛ افرادی که در مناطق آلوده زندگی می‌کنند، می‌توانند به میزانی که لازم دارند از این برنج بکارند، سپس خمیر آن را تهیه کرده و خودشان از آن استفاده کنند. البته برای اطمینان از اینکه این فرایند مهندسی ژنتیک موجب ایجاد مواد شیمیایی ناشناخته‌ی مضر برای انسان، نشده باشد، پژوهش‌های بیشتری لازم است. برخی هم ممکن است در مقابل ایده‌ی استفاده از چنین برنجی به علت فشارهای منفی که در سال‌های اخیر روی محصولات مهندسی ژنتیک شده، وجود داشته‌است، مقاومت کنند.

چکیده مقاله منتشر شده:

از انتقال ویروس HIV با استفاده از آنتی‌بادی‌های منوکلونال خنثی‌کننده و لکتین‌ها می‌توان جلوگیری کرد. اگرچه سیستم‌های تولید پروتئین نوترکیب معمول دارای ظرفیت کافی نبوده و برای کشورهای در حال توسعه که بیش از همه از بیماری رنج می‌برند، بسیار پرهزینه است. در این میان گیاهان سیستم تولیدی جایگزین مقیاس‌پذیر و ارزان قیمتی هستند. چندین عنصر را می‌توان با هم در یک گیاه تولید کرد و این موضوع مهمی است زیرا برای جلوگیری از پیدایش سریع سویه‌های HIV-1 مقاوم به یک میکروبیسید به چندین مولفه نیاز است (میکروبیسیدها محصولات زیست‌پزشکی هستند که برای حفاظت افراد سالم در برابر آلوده‌شدن به ویروس HIV طی رابطه‌ی جنسی توسعه پیدا کرده‌اند). علاوه بر این عصاره‌های خام می‌توانند به صورت مستقیم و بدون نیاز به هزینه‌های گزاف فرآوری و تصفیه استعمال شوند.

ما بررسی کردیم که آیا برنج می‌تواند به طور همزمان سه پروتئین فعال خنثی‌کننده‌ی ویروس HIV (آنتی‌بادی منوکلونال 2G12 و دو نوع لکتین گیفیسین و سیانوویرین N) را تولید کند. آزمون‌های اولیه در آزمایشگاه نشان داد که ترکیب این سه پروتئین با اتصال به gp120 (یک گلیکوپروتئین که قسمتی از پوشش خارجی ویروس HIV است و با ایجاد اتصال به گیرنده‌های خاصی در سلول‌های میزبان، به سلول حمله می‌کند) قادر به خنثی‌سازی ویروس HIV-1 بود.

هنگامی که این مولفه‌ها با عصاره‌های خام اندوسپرم برنج نوع وحشی (برنجی که در این راستا دستکاری ژنتیکی نشده بود) مخلوط شدند، افزایش قابل ملاحظه‌ای در میزان اتصال به gp120 مشاهده شد و زمانی که هر سه مولفه حضور داشتند تاثیر خنثی‌کنندگی، تشدید شد. تفکیک عصاره‌های برنج نشان داد که افزایش اتصال gp120 بستگی به پروتئین‌های برنج و عمدتا بخش گلوبولین دارد. بنابراین تولید میکروبیسید HIV-1 در برنج در مقایسه با سیستم‌های معمول نه تنها موجب کاهش هزینه می‌شود بلکه قدرت ضدویروسی بیشتری نیز فراهم می‌کند.