Biotehnoloogia

Nüüdisaegne biotehnoloogia hõlmab tehnoloogiaid, mis on seotud elusorganismide või nende saaduste kasutamisega toiduainetetööstuses või meditsiinis. Biotehnoloogia tegeleb taimede ja loomade omaduste parandamisega, spetsiifiliseks kasutamiseks mõeldud organismide aretamisega ning inimeste tervise ja elukeskkonna parandamisega.

Biotehnoloogia on vana ja hästiarenenud teadusharu, mis mõjutab meie igapäevaelu. Aegade algusest peale on taimi ja loomi selektiivselt ristatud ning mikroorganisme kasutatud toidu – leiva, juustu, veini ja õlle – valmistamisel. Arheoloogid on avastanud neist jälgi, mis võivad olla dateeritavad ajajärku 5000 aastat eKr.
 
Varajase biotehnoloogia väljaarenemisest on möödunud palju aega ning kaasaegne biotehnoloogia kasutab tööstuslikul tasandil rekombinantse DNA tehnoloogiat. Lisaks võib esile tuua mitmeid teisi teadussaavutusi, millest järgnevalt on toodud kõige olulisemad:
 
  • Gregor Mendeli bioloogilise pärilikkuse eksperimendid ja avastused geneetika valdkonnas (1865).
  • James Watson ja Francis Crick kirjeldatavad DNA kaksikheeliksi struktuuri (1953).
  • Esimesed katsed rekombinantse DNAga (Walter Gilbert, 1973).
  • Asutatakse biotehnoloogiaettevõte Genentech, mis 1978. aastal hakkab esimesena tootma somatostatiini – esimest bakterite poolt produtseeritavat inimvalku (1976).
  • John Baxter teatab esimesest edukast inimese kasvuhormooni kloonimisest (1979).
  • Ettevõtte Biogen teadlased teatavad esimestena inimese bioloogiliselt aktiivse leukotsüüdi rekombinantse interferoon alfa sünteesimisest (1980).
  • Hakatakse tööstuslikult tootma esimest rekombinantset valku – insuliini (1982, tootjaks Eli Lilly Genentechi litsentsi alusel).
  • Genentech saab USA Toidu- ja Ravimiametilt (FDA) loa inimese rekombinantse kasvuhormooni turustamiseks kasvuhormoonipuudulikkusega laste ravimise eesmärgil (1982).
  • Genentech annab litsentsi rekombinantse interferoon alfa-2b tootmiseks üle ettevõttele Hoffman-La Roche, mis saab 1986. aastal USA Toidu- ja Ravimiametilt heakskiidu selle kasutamiseks leukeemia ravis. 1987. aastal saadakse ka luba alustada geneetiliselt muundatud plasminogeeni aktivaatorite ja rekombinantse B-hepatiidivaktsiini masstootmist.
  • Ettevõte Amgen saab USA Toidu- ja Ravimiametilt heakskiidu geneetiliselt muundatud erütropoetiini kasutamiseks neerupuudulikkuse ja aneemia ravis (1989).
  • Algab inimese genoomi projekt – tegemist on rahvusvahelise algatusega, mille eesmärk on tuvastada kõik inimese rakkudes leiduvad geenid (1990).
  • Avaldatakse inimese genoomi lõplik versioon (2003).

 

Nüüdisaegset, rekombinantse DNA või hübridoomi (tehnika, mida kasutatakse spetsiifiliste antikehade tootmiseks) tehnikal põhinevat biotehnoloogiat rakendatakse uute toiduainete ja ravimite tootmisel ning keskkonnaprobleemide lahendamisel. Seega jaguneb biotehnoloogia selliste valdkondade vahel nagu põllumajandus, tööstuslik tootmine, keskkond ja ravimitööstus.

 

 

  

 

 

Ravimite tootmise biotehnoloogia tegeleb farmatseutliste valgupreparaatide tootmisega – siia kuuluvad vaktsiinid, diagnostikas ja inimeste ravis kasutatavad valgud. Uued tehnoloogiad, mis järgivad bioloogia, keemia ja inseneriteaduste põhimõtteid, võimaldavad toota suures koguses valke või muid bioloogilisi aineid. Need protsessid leiavad aset spetsiaalsetes tehastes, kus toimub kasvukeskkondade ja puhvrite valmistamine, mikroorganismide ja rakukultuuride kasvatamine ja puhastamine. Kõiki neid protsesse jälgivad kvaliteedikontrolli spetsialistid ning kõik tootmisprotsessid peavad olema kooskõlas hea tootmistava nõuetega.

 

Tänapäeval viivad sajad biotehnoloogiaettevõtted läbi kliinilisi uuringuid rohkem kui 350 ravimi ja vaktsiiniga, sajad teised on seotud mitmesuguste biotehnoloogia projektidega. Sellised projektid tipnevad sageli uute ravimite või diagnostiliste testide väljatöötamisega või kasutatakse saadud teavet taimede ja loomade geneetilisel muundamisel. Valdav osa uusi farmaatsiatooteid valmivad eesmärgiga ravida haigusi, mis ei allu tavapärasele medikamentoossele ravile. Teadlased on õppinud manipuleerima nii DNA kui valkudega – kahe eluliselt tähtsa elemendiga. See kõik on märkimisväärselt avardanud biotehnoloogia rakendusvõimalusi – alustades geneetiliselt modifitseeritud ravimite tootmisest ja lõpetades Dolly – kuulsa lamba – kloonimisega.

 

Järgmine samm peale inimgenoomi järjestuse esialgse versiooni valmimist on uut tüüpi ravimite avastamine. Lähima paarikümne aasta jooksul peaks farmaatsiatoodete väljatöötamine, testimine ja turustamine kõigi eelduste kohaselt kuuekordistuma.

 

2000. aastal oli biotehnoloogiatoodete osakaal üleilmsest ravimiturust 15% ning 2001. aastaks oli see näitaja juba 35%. Sama trendi võib täheldada ka Euroopa Liidus, kus biotehnoloogiatoodete (88 rekombinantset valku ja monoklonaalsetel antikehadel põhinevat preparaati) osakaal kõigist uutest (alates 1995. aastast) Euroopa Liidus registreeritud ravimitest oli 35% [Walsh G., Eur J Pharm Biopharm. 2003; 55(1):3–10].

 

Praegusaegsed diagnostikavõimalused ja geenitehnoloogia ei ole mitte üksnes parandanud ravivõimalusi, vaid võimaldavad uurida patsiendi geneetilist struktuuri enne spetsiifilise ravimi määramist. Sellised ravimeetodid muutuvad järgmise 15-20 aasta jooksul laialdaselt kättesaadavaks.