مفاعل حيوي صغير يمكنه إنتاج البروتينات بدون خلايا

حقوق الصورة: مختبر أوك ردج الوطني من خلال يوريكاليرت

المفاعل الحيوي لمختبر أوك ردج الوطني
تظهر الصورة الرئيسية قنوات التغذية والمفاعل للجهاز، وكذلك الغشاء الذي يفصل بينهما. الصورة أسفل اليسار هي للثقب النانوي. أما الصورة أسفل اليمين فهي توضيح لكيفية انتقال الجزيئات من أحد جانبي الغشاء إلى الجانب الآخر.

قد يصعب على الجنود والأشخاص الذين يتواجدون في المناطق النائية الحصول على الأدوية المنقذة للحياة التي يحتاجونها، كالأدوية التي تستخدم لعلاج مرض السكري أو فقر الدم أو حالات العدوى. وذلك لأن البروتينات الموجودة في هذه الأدوية تحتاج غالباً للحفظ في مكان بارد، ويصعب القيام بذلك في حال عدم توافر البراد الذي يعمل.

وقام الباحثون في مختبر أوك ريدج الوطني للتوّ بابتكار طريقة لاصطناع البروتينات بواسطة مفاعل حيوي صغير بحيث يمكن استخدامها على الفور عند المرضى الذين هم في أمس الحاجة إليها. وقد نشرت في عام 2015 دراسة عن الجهاز الجديد في مجلة Small.

ويمكن للمفاعل الحيوي أن يستخدم أيضاً لصنع كميات صغيرة من الأدوية باهظة الثمن أو قليلة الإمداد...

ويستخدم العلماء عادةً الخلايا الحية لإعداد هذه البروتينات. ولكن يمكن للمفاعل الحيوي أن ينتج كميات صغيرة من نفس البروتينات دون الحاجة إلى الخلايا الحية.

وقد تم صنع الجهاز من السيليكون ويتكون من قناتين متوازيتين بطول 485 سم تقريباً، وهما ملتفّتان بطريقة تشبه الثعبان. ويفصل بين القناتين غشاء يتخلله ثقوب صغيرة. ويغذي أحد الجانبين الآخر بالمواد الكيميائية، ويحدث التفاعل في الجانب الآخر. وعندما يهتز الجهاز، تمر البروتينات المطلوبة إلى أحد جانبي الغشاء، بينما يبقى مزيج الأحماض والمستخلصات الخلوية التي أنتجتها في الجانب الآخر.

وعن طريق تغيير حجم الثقوب ومدى التفاعلات، تمكّن الباحثون من إنتاج كمية من البروتينات والتي كانت أعلى من المفاعلات الحيوية التجارية ذات الحجم المماثل.

ولم يذكر الباحثون كم سيكلف الجهاز لإنتاجه على نطاق واسع، ولكنهم يأملون بأن يتمكن الأشخاص ذوي الخبرة الطبية القليلة من تنقية البروتينات لاستخدامها على المرضى الذين هم بأمسّ الحاجة إليها. ويمكن أيضاً لهذا المفاعل الحيوي أن يستخدم لصنع كميات صغيرة من الأدوية باهظة الثمن أو قليلة الإمداد، كالأدوية التي تستخدم لعلاج الأمراض النادرة.