ما هي التقنيات الحيوية:
التكنولوجيا الحيوية هي استخدام علم الأحياء لحل المشكلات وصنع منتجات مفيدة، حيث إن أبرز مجالات التكنولوجيا الحيوية هو إنتاج البروتينات العلاجية والأدوية الأخرى من خلال الهندسة الوراثية، كما أن التكنولوجيا الحيوية هي التكنولوجيا التي تستخدم الأنظمة البيولوجية أو المنظمات الحية أو أجزاء منها لتطوير أو إنشاء منتجات مختلفة، حيث إن تخمير الخبز وخَبزه أمثلة على العمليات التي تندرج ضمن مفهوم التكنولوجيا الحيوية استخدام الخميرة (= الكائن الحي) لإنتاج المنتج المطلوب).
عادة ما تستخدم هذه العمليات التقليدية الكائنات الحية في شكلها الطبيعي أو يتم تطويرها بشكل أكبر عن طريق التكاثر، في حين أن الشكل الأكثر حداثة للتكنولوجيا الحيوية سوف يتضمن بشكل عام تعديلًا أكثر تقدمًا للنظام البيولوجي أو الكائن الحي، مع تطور الهندسة الوراثية في السبعينيات، تطورت الأبحاث في التكنولوجيا الحيوية وغيرها من المجالات مثل الطب والبيولوجيا وما إلى ذلك، بسرعة بسبب الاحتمال الجديد لإجراء تغييرات في المادة الوراثية للكائنات (DNA).
اليوم تغطي التكنولوجيا الحيوية العديد من التخصصات المختلفة (مثل علم الوراثة والكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية وما إلى ذلك)، إذ يتم تطوير تقنيات ومنتجات جديدة كل عام في مجالات مثل الطب تطوير الأدوية والعلاجات الجديدة، والزراعة تطوير النباتات المعدلة وراثيًا والوقود الحيوي والمعالجة البيولوجية أو التكنولوجيا الحيوية الصناعية إنتاج المواد الكيميائية والورق والمنسوجات والأغذية.
صناعة التكنولوجيا الحيوية:
ظل الناس يسخرون العمليات البيولوجية لتحسين نوعية حياتهم منذ ما يقرب من 10000 عام، بدءًا من المجتمعات الزراعية الأولى منذ ما يقرب من 6000 عام، بدأ البشر في الاستفادة من العمليات البيولوجية للكائنات الحية الدقيقة من أجل صنع الخبز والمشروبات الكحولية والجبن والحفاظ على منتجات الألبان.
لكن مثل هذه العمليات ليست ما تعنيه اليوم التكنولوجيا الحيوية وهو المصطلح الذي تم تطبيقه على نطاق واسع لأول مرة على التقنيات الجزيئية والخلوية التي بدأت في الظهور في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي، حيث بدأت صناعة “التكنولوجيا الحيوية” الوليدة في الاندماج في منتصف وأواخر السبعينيات بقيادة (Genentech)، وهي شركة أدوية أسسها روبرت أ. وستانلي إن كوهين، بدأت الشركات المبكرة مثل (Genentech) بتصنيع المواد المعدلة وراثيًا للاستخدامات الطبية والبيئية في المقام الأول.
لأكثر من عقد كانت صناعة التكنولوجيا الحيوية تهيمن عليها تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف أو الهندسة الوراثية، حيث تتكون هذه التقنية من تضفير الجين للحصول على بروتين مفيد (غالبًا بروتين بشري) في خلايا إنتاج – مثل الخميرة أو البكتيريا أو خلايا الثدييات في المزرعة – والتي تبدأ بعد ذلك في إنتاج البروتين في الحجم، في عملية تضفير الجين في خلية إنتاج يتم إنشاء كائن حي جديد.
في البداية كان المستثمرون والباحثون في مجال التكنولوجيا الحيوية غير متأكدين، مما إذا كانت المحاكم ستسمح لهم بالحصول على براءات اختراع على الكائنات الحية، وبعد كل شيء لم يُسمح ببراءات الاختراع على الكائنات الحية الجديدة التي تم اكتشافها وتحديدها في الطبيعة ولكن في عام 1980، حلت المحكمة العليا الأمر من خلال الحكم بأن “كائنًا حيًا دقيقًا من صنع الإنسان هو موضوع براءة اختراع”.
أدى هذا القرار إلى ظهور موجة من شركات التكنولوجيا الحيوية الجديدة وأول طفرة استثمارية في الصناعة الناشئة، وفي عام 1982 أصبح الأنسولين المؤتلف أول منتج يتم تصنيعه من خلال الهندسة الوراثية للحصول على موافقة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، ومنذ ذلك الحين تم تسويق العشرات من الأدوية البروتينية المعدلة وراثيًا في جميع أنحاء العالم بما في ذلك الإصدارات المؤتلفة من هرمون النمو وعوامل التخثر والبروتينات لتحفيز إنتاج خلايا الدم الحمراء والبيضاء والإنترفيرون وعوامل إذابة الجلطة.
إنجازات التكنولوجيا الحيوية:
مجال الرعاية الصحية:
في السنوات الأولى كان الإنجاز الرئيسي للتكنولوجيا الحيوية هو القدرة على إنتاج جزيئات علاجية طبيعية بكميات أكبر مما يمكن اشتقاقه من المصادر التقليدية مثل البلازما والأعضاء الحيوانية والجثث البشرية، كما تقل احتمالية تلوث البروتينات المؤتلفة بمسببات الأمراض أو إثارة تفاعلات الحساسية.
يسعى باحثو التكنولوجيا الحيوية اليوم إلى معرفة وتحديد أسباب المرض، ويعني هذا أحيانًا إنتاج بروتينات علاجية تزيد من إمدادات الجسم أو تعوض النقص الوراثي كما هو الحال في الجيل الأول من أدوية التكنولوجيا الحيوية، العلاج الجيني وهو إدخال الجينات التي تشفر بروتينًا مطلوبًا في جسم المريض أو الخلايا، لكن صناعة التكنولوجيا الحيوية وسعت أيضًا أبحاثها في تطوير الأدوية التقليدية والأجسام المضادة وحيدة النسيلة التي توقف تقدم المرض، كما يتم الكشف عن مثل هذه الخطوات من خلال دراسة مضنية للجينات (علم الجينوم)، والبروتينات التي تقوم بتشفيرها (علم البروتينات)، والمسارات البيولوجية الأكبر التي تعمل فيها.
بالإضافة إلى الأدوات المذكورة، تشتمل التكنولوجيا الحيوية أيضًا على دمج المعلومات البيولوجية مع تكنولوجيا الكمبيوتر (المعلوماتية الحيوية)، واستكشاف استخدام المعدات المجهرية التي يمكن أن تدخل جسم الإنسان (تقنية النانو)، وربما تطبيق تقنيات أبحاث الخلايا الجذعية والاستنساخ لتحل محل الميتة أو الخلايا والأنسجة المعيبة (الطب التجديدي)، حيث تقوم الشركات والمختبرات الأكاديمية بدمج هذه التقنيات المتباينة في محاولة للتحليل التنازلي إلى الجزيئات وأيضًا التوليف التصاعدي من البيولوجيا الجزيئية نحو المسارات الكيميائية والأنسجة والأعضاء.
العمليات الصناعية:
بالإضافة إلى استخدامها في الرعاية الصحية فقد أثبتت التكنولوجيا الحيوية أنها مفيدة في تكرير العمليات الصناعية من خلال اكتشاف وإنتاج الإنزيمات البيولوجية التي تثير التفاعلات الكيميائية (المحفزات) لتنظيف البيئة، مع الإنزيمات التي تهضم الملوثات إلى مواد كيميائية غير ضارة ثم تموت بعد استهلاك “الإمدادات الغذائية” المتاحة، وفي الإنتاج الزراعي من خلال الهندسة الوراثية.
التطبيقات الزراعية:
أثبتت التطبيقات الزراعية للتكنولوجيا الحيوية أنها الأكثر إثارة للجدل، حيث دعا بعض النشطاء وجماعات المستهلكين إلى فرض حظر على الكائنات المعدلة وراثيًا (GMOs) أو قوانين وضع العلامات لإعلام المستهلكين بالوجود المتزايد للكائنات المعدلة وراثيًا في الإمدادات الغذائية.
بدأ إدخال الكائنات المعدلة وراثيًا في الزراعة في عام 1993 عندما وافقت إدارة الغذاء والدواء على سوماتوتروبين البقري (BST)، وهو هرمون النمو الذي يعزز إنتاج الحليب في أبقار الألبان، وفي العام التالي وافقت إدارة الغذاء والدواء على أول غذاء كامل معدل وراثيًا وهو عبارة عن طماطم مصممة لعمر تخزين أطول، حيث منذ ذلك الحين فازت العشرات من الكائنات المعدلة وراثيًا الزراعية بالموافقة التنظيمية في الولايات المتحدة وأوروبا وأماكن أخرى، بما في ذلك المحاصيل التي تنتج مبيدات الآفات الخاصة بها والمحاصيل التي تنجو من استخدام مبيدات الأعشاب المحددة المستخدمة لقتل الأعشاب الضارة.
