Moleküler Tarım

İnsanoğlu bundan yüz yıl evveline kadar tarımsal üretimle hem gıdasını ve hem de ilacını karşılıyordu. Tabii ki eksikliklerini başka seçeneklerle tamamlayarak. Okyanuslara açılan gemilerde pirinç ağırlıklı kuru gıdaya yönelik beslenme sonucunda rastlanan iskorbüt hastalığında C vitaminli bitki turşuları ile dengelemeleri gibi. Zamanla bitkiler kullanım kulvarlarına göre sınıflandırıldıklarında bir “tıbbi ve şifalı bitkiler” grubuna şahit oluyoruz.  

19. yüzyıl başlarında gizli açlığın ana nedenlerinden demir, manganez, çinko gibi mikro besin elementlerince zenginleştirilmiş yeni bitki çeşitleri[1] -vitamince zenginleştirilmiş marul gibi- hap şeklinde değil de bitkilerin doğrudan tüketilmesi ile ilaç amaçlı ürünler geliştirildi. Bitki ıslahı kanalı ile insan sağlığını olumlu yönde etkileyen, mikro besin veya vitamin açığını kapatacak, biyolojik olarak zenginleştirilmiş bitkiler tescil edildi. Örneğin biyoteknolojinin devreye girmesi ile transgenik mısırdan elde edilen ve AIDS’e sebep olan HIV virüsüne karşı oral yolla alınabilen aşılar gibi. Bu çerçevede ilaç sanayinin klasik ve modern bitki ıslahçıları ile daha yakın iş birliği içinde yağ asidi omega-3’ce zenginleştirilmiş kolza, antioksidan likopence zenginleştirilmiş domates, folik asidi yükseltilmiş marul piyasaya sürüldü. Biyoteknolojik yöntemlerle A vitaminince zenginleştirilmiş “altın çeltik”in milyonlarca insanı körlükten kurtardığı da bir gerçek.

Günümüzde “Bitkisel Moleküler Tarım” endüstrisi, biyoteknoloji şirketleri bitkilerden yararlanarak yüksek değerli ilaçlar, aşılar, enzimler ve endüstriyel proteinler geliştirdi. Tütün, pirinç, mısır ve arpa gibi genetiği değiştirilmiş bitkilerle terapötik proteinleri, antikorları, aşıları ve özel enzimleri daha hızlı ve daha düşük maliyetleriyle üretmeye başladılar.

Sektörde izlenen hızlı büyümenin başlıca nedenleri şunlardır:

• Bitki bazlı biyofarmasötik üretimine yönelik artan talep,
• Rekombinant protein ve antikor üretimine yapılan yatırımların artması,
• Bitki ekspresyon sistemleri kullanılarak aşı üretiminin yaygınlaşması,
• Geleneksel biyoreaktörlere kıyasla daha düşük üretim maliyetleri,
• Bitki kaynaklı terapötiklerin ve enzimlerin artan oranda benimsenmesi.

Kuzey Amerika ve Avrupa araştırma ve ticarileştirme çabalarına liderlik ederken, Asya-Pasifik Bölgesi genişleyen biyoteknoloji altyapısı sayesinde güçlü bir büyüme bölgesi olarak öne çıkıyor.

Bu sektörde şirketleri öne taşıyacak performanslara bir göz atalım:

• Gelişmiş bitki ekspresyon sistemleri ve genetik mühendisliği,
• Yüksek verimli rekombinant protein üretim platformları,
• Ölçeklenebilir bitki bazlı aşı üretim yetenekleri,
• İlaç ve biyoteknoloji şirketleriyle kurulan güçlü ortaklıklar,
• Bitki kaynaklı tedavi ediciler için alınan yasal onaylar (regülasyonlar).

Bitkisel moleküler tarım; biyofarmasötik imalatını, aşı üretimini ve endüstriyel biyoteknolojiyi yeniden tanımlamaya hazırlanıyor. Bitki bazlı sistemleri yeni nesil biyo-üretim teknolojilerinin merkezine yerleştiriyor.

Bitkilerin birer “canlı fabrika” gibi kullanılması, aslında tarımın geleceğini traktörden laboratuvara taşıyan büyüleyici bir alan. Geleneksel ilaç üretiminde devasa, pahalı ve hassas çelik tanklar (biyoreaktörler) kullanılırken bu teknolojde “üretim hattı” sadece güneş ışığı, su ve toprak (veya kontrollü dikey tarım alanları) oluyor.

Konuya odaklı şirketlerin üzerinde çalıştığı başlıca ürünler şunlar;

1. Bitki Bazlı Aşılar: Geleneksel aşı üretiminde (örneğin grip aşısı) milyonlarca tavuk yumurtası kullanılırken aylarca sürmektedir. Tütün bitkisinin (Nicotiana benthamiana) yapraklarını kullanarak sadece 6-8 haftada milyonlarca doz aşı üretebiliyor. Bitki yaprağına verilen genetik komutla, bitki virüs benzeri parçacıklar (VLP) üretiyor. Böylece tavuk yumurtası alerjisi riski ortadan kalkarken, üretim hızı 3-4 katına çıkarıyor.
2. Nadir Hastalıklar İçin İlaçlar: Havuç hücrelerini kullanılarak Gaucher hastalığı (bir tür genetik depo hastalığı) için bir enzim üretilmesi başarıldı. Bu ürün (Elelyso) FDA onayı aldı. Memeli hücrelerinde üretilen ilaçlarda virüs bulaşma riski varken, bitkiler insan virüslerini barındırmaz. Bu da üretim maliyetini ve güvenlik prosedürlerini ciddi oranda düşürür.
3. Bitki Bazlı Süt Proteinleri ve “Hayvansız” Gıda: Moleküler Çiftçilik de diyebileceğimiz bu yöntemle soya fasulyesinin veya bezelyenin genetiğini öyle bir değiştiriyorlar ki, bitki büyüdüğünde tohumunun içinde bildiğimiz hayvansal protein (kazein/peynir altı suyu) üretiyor. Hayvan yetiştirmeden, sadece soya hasat ederek gerçek peynir tadında bitkisel peynir üretim şansı yakalanmaya çalışılıyor.
4. Endüstriyel enzim eldesine pirinç kullanılarak anne sütünde bulunan bazı proteinler (laktoferrin ve lizozim) üretiliyor. Bu proteinler özellikle bebek mamalarında ve kronik ishal tedavisinde kullanılıyor. Normalde elde edilmesi çok zor olan bu proteinler, hektarlarca pirinç tarlasında “hasat edilerek” çok ucuza mal edilebiliyor.

Bu konudaki yatırımlara genelde bir değerlendirirsek;

1. Yerelleşme: Büyük ilaç fabrikalarına ihtiyaç duyulmadığı için her ülke kendi “ilaç tarlasını” kurabilir.
2. Maliyet: Çelik biyoreaktör yatırımı 100 birimse, bir PMF tesisi kurmak 10 birim maliyetindedir.
3. Hız: Yeni bir virüse karşı aşıyı tarlada “büyütmek”, laboratuvarda “çoğaltmaktan” çok daha hızlıdır.

Moleküler tarımla ilgili olarak ülkemizde de ilginç bir girişim başlatılmıştır. Üretimi yasaklanan kenevir yeniden üretime kazandırılırken[2] birçok yerli ilaç firmasının bu fırsatı değerlendirebilecekleri beklenmektedir.

Kaynakça:

[1] https://nazimiacikgoz.wordpress.com/2013/08/06/ilaclar-artik-tarlalardan/

[2] https://nazimiacikgoz.wordpress.com/2023/11/27/kenevirin-geri-donusu/