بنیانگذار صنعت پلاسما که بود و چه کرد

صنعت پلاسما در طول جنگ جهانی دوم با نیاز به محصولات دارویی مشتق از پلاسما آغاز شد.

در حال حاضر حدود 30 فرآورده اصلی پلاسما به صورت تجاری در دسترس هستند که مهمترین آنها آلبومین، فاکتورهای انعقادی و ایمونوگلوبولین هستند. تقاضا برای این محصولات همچنان در حال افزایش هستند. محصولات مشتاق از پلاسما نه تنها در درمان بیماری‌های خاص بلکه امروز در تجارت جهانی نیز اهمیت ویژ‌ه‌ای دارند.

جداسازی پروتئین‌های مختلف پلاسما که به نام پالایش پلاسما (Plasma Fractionation) شناخته می‌شود و اکنون به تجارتی بین‌المللی تبدیل شده، توسط ادوین جوزف کوهن برای اولین بار به کار گرفته شد.

مطالعات در زمینه تأمین مقادیر کافی خون یا جانشین‌های آن با شروع جنگ جهانی دوم و با کمبود خون در اروپا آغاز شد. در سال‌های ابتدایی شروع جنگ با بحث و تبادل اطلاعات در زمینه رفع نیاز مبرم به خون، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آلبومین حاصل از پلاسمای انسانی می‌تواند برای درمان مصدومین جنگی در صدمات شدید و شوک مورد استفاده قرار‌ گیرد.

بدین ترتیب فرآیند جداسازی مشتقات پلاسمایی در مقیاس بالا و از پلاسمای انسانی، با روش پالایش با اتانل در سرما یا روش کوهن (Cohn)، در دهه 40 میلادی آغاز کرد و توسعه یافت.

کوهن فارغ‌التحصیل رشته فیزیک و شیمی از دانشگاه شیکاگو بود و برای سال‌های متمادی در دپارتمان فیزیک و شیمی دانشگاه هاروارد کار می‌کرد. اولین کارهای کوهن مطالعه فیزیک و شیمیایی آّب و یا نان  بود.

در تمام این سال‌ها از علاقمندی او به مطالعه بر روی پروتئین‌ها هرگز کم نشد و بالاخره طی جنگ جهانی دوم موقعیتی برای پالایش پلاسما برای او فراهم شد.

کوهن عقیده داشت، جداسازی پروتئین‌ها و لیپیدها در مایعات بیولوژیک و یا بافت‌های مختلف با کنترل حلالیت آن‌ها در یک سیستم چند متغیری امکان‌پذیر است و می‌توان شرایط را به نحوی تغییر داد که اختلاف حلالیت بین اجزای مختلف ایجاد شود.

او بر این باور بود که هر چه این اختلاف حلالیت بیشتر باشد، در جداسازی نتیجه بهتری حاصل می‌شود.

در مورد ایجاد اختلاف حلالیت یک راه این است که شرایط طوری انتخاب شود که حلالیت پروتئین مورد نظر حداکثر و حلالیت پروتئین‌های دیگر حداقل باشد. در این حالت پروتئین مورد نظر در محلول باقی می‌ماند و پروتئین‌های دیگر رسوب می‌کنند اما در روش دوم شرایط به صورت عکس انتخاب می‌شود، بدین معنی که پروتئین مورد نظر رسوب می‌کند.

در حالت اول حلالیت پروتئین باید بیش از 10 گرم در لیتر باشد و در حالت دوم حلالیت آن باید بین 0.1 تا 0.01 گرم در لیتر باشد. با تغییر دادن پارامترهای فوق‌الذکر، حلالیت پروتئین‌های مورد جداسازی تغییر می‌یابد و به صورت جداگانه رسوب می‌کنند.

اولین تجربه پالایش پلاسمای انسانی بر روی پلاسماهای خریداری شده از اهداکنندگان حرفه‌ای در دانشکده پزشکی ‌هاروارد، یک سال پس از جنگ جهانی دوم توسط کوهن و همکارانش به انجام رسید.

هدف اصلی در کار انجام گرفته توسط کوهن، جداسازی آلبومین برای درمان مجروحین جنگی بود، اما طی این فرآیند، پتانسیل دستیابی به ایمونوگلوبولین‌ها در فرکشن دوم و سوم نیز فراهم شد.

فرکشن‌ها، رسوب‌های به دست آمده از مراحل متوالی پالایش پلاسما به روش کوهن هستند. در نهایت با اعمال تغییرات در فاکتورهای مختلف از قبیل pH، قدرت یونی، درجه حرارت و میزان الکل، جداسازی پروتئین‌های خالص از مخلوط‌های پیچیده‌ای نظیر پلاسما امکان‌پذیر شد.

در طول سالیان گذشته، کار پیشتاز کوهن دستخوش تحولاتی شد و روش‌های آلترناتیو پالایش پلاسما گسترش پیدا کرد.

فقط در فاصله چند سال پس از کار کوهن، تغییراتی در روش اولیه به‌وجود آمد و روش 6  کوهن (1946)، روش 9 کوهن (اونکلی و همکاران در سال 1949) و روش 10 کوهن (کوهن و همکاران در سال 1950) به بازار عرضه شد.

چند سال بعد نیشمن وکیسلر تغییراتی را بر روی چرخه کوهن اعمال کردند که مزایای زیادی داشت و از روش‌های دیگر ارزان‌تر و مقرون به‌صرفه‌تر بود.

در اوایل دهه 1970، استفاده از روش‌های کروماتوگرافی مورد توجه دانشمندان در این صنعت قرار گرفت و کروماتوگرافی تعویض یونی وارد عرصه‌های تحقیقاتی و سپس در سال‌های بعد وارد عرصه‌های تولیدی در تهیه مشتقات پلاسمایی شد.

استفاده از روش‌های کروماتوگرافی مزایایی نسبت به روش رسوب‌گیری با اتانل داشت که از همه مهمتر بازده بالاتر محصولات بود.

هم‌چنین در روش‌های کروماتوگرافی خلاف روش رسوب با اتانل، تجمعات(Aggregation)  کمتری تولید می‌شد و به دلیل پایین بودن سطح آنزیم‌های پروتئولیتیک در فرآورده نهایی، محصول به دست آمده حاصل از کروماتوگرافی پایداری بیشتری داشت.

در کار اولیه کوهن، ابتدا فرکشن I و سپس فرکشن II و پس از آن فرکشن III جداسازی می‌شد. هم‌چنین در چرخه کوهن فرکشن IV به عنوان فرکشن IV-1 وIV-4   به دست می‌آمد و در نهایت فرکشن V حاصل می‌شد که قسمت عمده آن را آلبومین تشکیل می‌‌داد.

در روش 6 کوهن، با تغییراتی که در چرخه کلاسیک کوهن داده شده بود، جداسازی فرکشن II و III در یک مرحله(II+III)  امکان‌پذیر شد و نیاز برای رسوب فرکشن IV-4 حذف شد. در سال‌های بعد با تغییراتی که به مرور زمان اعمال شد، امکان جداسازی فرکشن I+II+III در یک مرحله نیز فراهم شد.

هم‌چنین در چرخه کلاسیک کوهن، فاکتور VIII از فرکشن I کوهن به دست می‌آمد که اولین منبع برای محصول درمانی فاکتورVIII  به حساب می‌آمد. اما با شناسایی مرحله رسوب کرایو مقادیر زیادی از فاکتور  VIII، فیبرینوژن و فاکتور فون‌ ویلبراند در مرحله رسوب کرایو جدا شد.

در چرخه کوهن آلفاگلوبولین‌ها در فرکشن IV یافت می‌شوند، در حالی‌که بتا و گاماگلوبولین‌ها و بتالیپوپروتئین‌ها در فرکشن I+II+III و یا فرکشن III و یا (II+III) وجود دارند. هم‌چنین آلفا 1 آنتی‌تریپسین (a1 anti-tripsin) که در حال حاضر مهارکننده آلفا 1 پروتیین از (a1 proteinase) نامیده شده و به عنوان فاکتور رشد شبه انسولینی(Insulin-like growth factor)  نیز شناخته می‌شود، در فرکشن IV و پلاسمینوژن در فرکشن III موجود است.

در حال حاضر و پس از گذشت حدود هشتاد سال از آغاز صنعت پلاسما در جهان، هنوز در بسیاری از شرکت‌های پالایشگر از روش‌های پایه کوهن استفاده می‌شود. اگر چه این صنعت با پشت سر گذاشتن بحران‌های فراوان، مراحل دشواری را سپری کرده، اما هر بار به مرحله تکاملی نوینی وارد شده است.

در حال حاضر چالش‌ها و فرصت‌های بسیاری در آینده صنعت پالسما وجود دارد. به نظر می‌رسد برخی مسائل نظیر ظهور پاتوژن‌های جدید، نیاز به محصولات جدید و یا پتانسیل ایجاد بازارهای مصرف جدید، از چالش‌های این صنعت در آینده باشد.

از طرف دیگر افزایش فزاینده تقاضای مصرف می‌تواند برای تغییر در استراتژی‌های موجود و بهینه‌سازی مصرف فرصت مناسبی را فراهم کند. همچنین توسعه روش‌های نوترکیب جایگزین مناسبی برای این محصولات ایجاد می‌کند. پتانسیل استفاده از پلاسماهای مازاد برای تولید بومی، اما فرصت مناسبی را در اختیار کشورهای در حال توسعه قرار می‌دهد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.