بهبود فرآیند تولید داروهای مقرون به صرفه با استفاده از حسگرهای زیستی

، آزمایش‌های «ELISA» در عرصه‌های زیست‌فناوری و داروسازی نقش کلیدی در پایش کیفیت بازی می‌کنند و این امکان را فراهم می‌آورند که در طی مراحل توسعه و تولید دارو، کیفیت به دقت کنترل شود. این آزمایش‌ها توانایی اندازه‌گیری سطح پروتئین‌ها را به شکل دقیق دارند، اما نیازمند ساعت‌های کشت و کار توسط تکنسین‌های ماهر و استفاده از تجهیزات تخصصی هستند. این امر به افزایش غیرقابل قبول هزینه‌ها، گرانی داروها و در نتیجه دشوار شدن دسترسی به آن‌ها منجر می‌شود.

به گزارش ام‌آی‌تی نیوز، شرکت «ادونسد سیلیکون گروپ» به رهبری «مارسی بلک»، پژوهشگر دانشگاه «ام‌آی‌تی» و «بیل ریور»، مدیر ارشد بازاریابی و فروش، در حال تجاری‌سازی یک فناوری نوآورانه است که می‌تواند زمان و هزینه‌های مربوط به حسگر پروتئینی را به طرز چشمگیری کاهش دهد. حسگر خاص این شرکت همانند ترکیبی هوشمند از نانوسیم‌های سیلیکونی و پادتن‌هایی است که قادر به اتصال به پروتئین‌های مختلف، برای ارزیابی حساس غلظت آن‌ها در یک محلول مشخص می‌باشد.

این آزمایش‌ها می‌توانند به‌طور هم‌زمان غلظت‌های بالایی از پروتئین‌های گوناگون و سایر مولکول‌ها را اندازه‌گیری کنند و نتیجه معمولاً در کم‌تر از ۱۵ دقیقه ارائه می‌شود. کاربران تنها به نیاز دارند که مقدار کمی از محلول را روی حسگر بچکانند، سپس اقدام به شستن آن کرده و در نهایت حسگر را به سیستم آزمایش دستی شرکت ادونسد سیلیکون گروپ وارد کنند.

بلک بیان کرد: ما توانسته‌ایم سرعت آزمایش‌های پروتئینی را به ۱۵ برابر سریع‌تر و هزینه آن‌ها را به ۱۵ برابر کمتر کاهش دهیم. اهمیت این دستاورد در زمینه توسعه دارو بسیار بالاست. این حسگر می‌تواند فرایند تولید دارو را به روش قابل توجهی تسریع بخشیده و هزینه‌ها را هم پایین بیاورد، ایجاد انقلابی در شیوه‌های تولید دارو در این کشور و سایر نقاط جهان را به همراه دارد.

از زمان طراحی حسگر، گروه ادونسد سیلیکون گروپ با استقبال فراوانی از افراد متقاضی برای استفاده از این حسگر در زمینه توسعه درمان‌های جدید، کمک به بهبود عملکرد ورزشکاران، و همچنین تجزیه و تحلیل غلظت خاک در عرصه کشاورزی و سایر مصارف رو‌به‌رو شده است. با این وجود، این شرکت کوچک در حال حاضر با تمرکز بر کاهش موانع در عرصه مراقبت‌های بهداشتی، به عرضه حسگرهای کم‌هزینه به شرکت‌های توسعه‌دهنده و تولیدکننده دارو پرداخته است.

«ماریسا گیلیس»، یکی از اعضای شرکت ادونسد سیلیکون گروپ اظهار داشت: در حال حاضر، هزینه یک عامل محدودکننده در فرایندهای بررسی و تولید داروهای نوین محسوب می‌شود. تسریع و کاهش هزینه‌های این فرآیندها می‌تواند تعداد آزمایش‌ها را کاهش دهد و به طرز چشمگیری فرایند تولید دارو را تسهیل کند. همچنین، این امر می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا داروهایی برای بیماری‌های نادر که بازار کوچکی دارند، ارائه دهند.

حسگرهای توسعه یافته توسط ادونسد سیلیکون گروپ، با تکنیک‌های شناخته شده برای حساس‌سازی سیلیکون در برابر مولکول‌های زیستی ترکیب شده و از خواص فوتوالکتریک نانوسیم‌های سیلیکونی برای شناسایی الکتریکی پروتئین‌ها بهره می‌برد. بلک توضیح داد: این حسگر عملاً شبیه به یک سلول خورشیدی است که با یک پادتن مخصوص پروتئین مورد نظر، فعال شده است. وقتی که پروتئین به نزدیکی آن می‌رسد، بار الکتریکی خاصی به همراه دارد که حامل‌های نوری موجود در سیلیکون را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این امر باعث ایجاد تغییر در مقدار بازترکیب الکترون‌ها و حفره‌ها می‌شود. با زیر نظر داشتن جریان نوری در مجاورت یک محلول، می‌توان دریافت که چه میزان پروتئین به سطح حسگر متصل شده و در نتیجه، غلظت آن پروتئین را تعیین کرد.

بلک اضافه کرد: فرایند توسعه یک دارو می‌تواند مبالغی بیش از یک میلیارد دلار به بار آورد. بخشی عمده‌ای از این هزینه‌ها مربوط به زیست‌فرآوری است و حدود ۵۰ تا ۸۰ درصد از این فرایند به خالص‌سازی پروتئین‌های ناخواسته اختصاص دارد. این چالش موجب افزایش قیمتها و همچنین طولانی‌تر شدن زمان عرضه داروها به بازار می‌شود.

شرکت ادونسد سیلیکون گروپ با پژوهشگران در حال همکاری برای توسعه آزمایش‌هایی به منظور شناسایی نشانگرهای زیستی مرتبط با سرطان ریه و سل خفته بوده و از «بنیاد ملی علوم آمریکا»، «مؤسسه ملی استانداردها و فناوری‌های آمریکا» و همچنین ایالت ماساچوست شکایت کرده که تأمین مالی‌های مختلفی را برای این پژوهش‌ها رقم زده است. از جمله این کمک‌ها می‌توان به تأمین بودجه‌ آزمایش‌هایی برای پروتئین‌های سلول میزبان اشاره کرد.

ادونسد سیلیکون گروپ در حال حاضر قادر است نزدیک به ۲۰۰۰ حسگر خود را روی تراشه‌های هشت اینچی در هر خط تولید به تولید برساند. با ادامه این افزایش تولید، بلک امیدوار است که این حسگرها بتوانند در هر مرحله، هزینه‌ها را برای توسعه‌دهندگان دارو و بیماران کاهش دهند.