في عالم الأدوية، تعتبر بعض الأدوية الأكثر تكلفة هي تلك التي تحتوي على مركز كيرالي – وهي خاصية تجعل الجزيء غير قابل للتطابق مع صورته في المرآة، مثل اليدين اليمنى واليسرى. هذه الخاصية توجه تأثير الدواء البيولوجي بما في ذلك الفعالية والآثار الجانبية والتمثيل الغذائي. يساهم سعر الأدوية الكيرالية بشكل كبير في الكتل البنائية المستخدمة أثناء التخليق، والتي تكون مكلفة الإنتاج بسبب مسارات التفاعل والتنقية المعقدة.
أهمية مركب (S)-3-هيدروكسي-γ-بوتيرولاكتون (HBL)
بحسب دراسة جديدة نُشرت في دورية Chem، استكشف الباحثون في مؤسسة FBRI مساراً جديداً لتقليل التكلفة لإنتاج أحد هذه الكتل البنائية الرئيسية، وهو مركب (S)-3-هيدروكسي-γ-بوتيرولاكتون (HBL)، من الجلوكوز بتركيزات عالية وعوائد مثمرة. يعتبر HBL نوعاً كيرالياً يُستخدم في تخليق مجموعة من الأدوية الأساسية مثل الستاتينات، المضادات الحيوية ومثبطات فيروس نقص المناعة البشرية.
الجلوكوز يمكن استخراجه من أي مادة لجنوسيلولوزية مثل رقائق الخشب، نشارة الخشب، فروع الأشجار أو غيرها من الكتل الحيوية الخشبية. هذا الإجراء يفتح باباً جديداً لإنتاج HBL بشكل مستدام. يمكن استخدام هذا النهج أيضاً في إنتاج أنواع أخرى من المنتجات الاستهلاكية الهامة.
التأثير الاقتصادي والبيئي للإجراء الجديد
قال توماس شوارتز، المدير المساعد في FBRI وأستاذ مشارك في كلية الهندسة والحوسبة في جامعة مين، إن استخدام أنواع أخرى من السكريات الخشبية، مثل الزيلوز، يمكن أن يؤدي إلى إنتاج مواد كيميائية وكتل بنائية جديدة مثل منتجات التنظيف الخضراء أو البلاستيك المتجدد والقابل لإعادة التدوير.
أضاف شوارتز أن الإجراءات المنافسة إما تؤدي إلى عوائد منخفضة، أو تستخدم مواد أولية خطرة، أو تكون بشكل عام مكلفة بسبب المخطط الإنتاجي المختار والمخرجات المنخفضة. العملية التجارية تكون مكلفة لأنك تحتاج إلى إضافة المركز الكيرالي إلى الجزيء، وهذا لا يحدث طبيعياً مع معظم البتروكيماويات.
التحديات والفرص في الإنتاج المستدام
لم يحقق المحاولات السابقة لإنتاج HBL بشكل مستدام إلا نجاحاً محدوداً بسبب قضايا السلامة، أو عدم الفعالية، أو عدم الجدوى الاقتصادية. ولكن مع النهج الجديد، فإن انبعاثات الغازات الدفيئة تقل بشكل كبير، وتقل تكاليف الإنتاج بأكثر من 60% مقارنة بالطرق الحالية التي تستخدم المواد الأولية المشتقة من البترول.
يمكن للعملية أيضاً إنتاج مواد كيميائية هامة تجارياً أخرى، مثل حمض الجليكوليك (GA)، مما يوفر فرصاً اقتصادية إضافية. شملت الأبحاث عمل طلاب من مجموعة التحفيز في جامعة مين بقيادة شوارتز، وتمت بالتعاون مع مختبر منتجات الغابات التابع لوزارة الزراعة الأمريكية وجامعة ويسكونسن-ماديسون.
الخاتمة
بفضل التمويل المقدم من وزارة الزراعة الأمريكية، خدمة الغابات الأمريكية، ومؤسسة العلوم الوطنية، يفتح هذا البحث آفاقاً جديدة في إنتاج الأدوية الكيرالية بشكل مستدام واقتصادي. يمكن لهذا الابتكار أن يغير من مشهد صناعة الأدوية والمواد الكيميائية، مع تقليل الأثر البيئي وتحقيق مزيد من الجدوى الاقتصادية، مما يعزز من فرص تحقيق منتجات جديدة ومتجددة للأسواق العالمية.