4.2 وٹرو پروپیگیشن میں

ان وٹرو پروپیگیشن، یا مائیکرو پروپیگیشن پودوں کے پھیلاؤ کے طریقہ کار کی ایک قسم ہے جو وٹرو حالات میں ایسپٹک کے تحت کاشت کی جانے والی پودوں سے حاصل شدہ ایکسپلانٹس کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کی جاتی ہے [87]۔ یہ پودوں کی ایک بڑی تعداد پیدا کرنے کا امکان پیش کرتا ہے جن کو قیمتی میٹابولائٹس نکالنے کے لیے تلاش کیا جا سکتا ہے جبکہ جنگلی اور خطرے سے دوچار انواع کے زیادہ استحصال کو کم کیا جا سکتا ہے [88]۔ جب بایو ایکٹیو مالیکیول خصوصی طور پر پودوں کے مخصوص اعضاء یا بافتوں (مثلاً ضروری تیل) میں تیار کیا جاتا ہے تو مختلف پودوں (مائیکرو پروپیگیٹڈ پلانٹس) کا استعمال لازمی ہے۔ وٹرو پروپیگنڈہ پودوں کے استعمال کا ایک اور فائدہ ان کے استحکام اور ثانوی میٹابولائٹس کی اعلی پیداوار سے وابستہ ہے۔ ان وٹرو کلچر سسٹمز کا استعمال موسمی رکاوٹوں سے آزاد پیداوار کی اجازت دیتا ہے اور ٹارگٹڈ بائیو ایکٹیو مالیکیول کی تیز رفتار اور موثر تنہائی کے ساتھ ساتھ پیداوار کی وشوسنییتا اور پیشین گوئی بھی [25]۔

سیستانچ کا گلائکوسائیڈ دل اور جگر کے بافتوں میں ایس او ڈی کی سرگرمی کو بھی بڑھا سکتا ہے، اور ہر ٹشو میں لیپوفسن اور ایم ڈی اے کے مواد کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے، مختلف رد عمل آکسیجن ریڈیکلز (OH-، H₂O₂، وغیرہ) کو مؤثر طریقے سے ختم کر سکتا ہے اور DNA کو پہنچنے والے نقصان سے بچا سکتا ہے۔ OH ریڈیکلز کے ذریعہ۔ Cistanche phenylethanoid glycosides میں آزاد ریڈیکلز کو صاف کرنے کی مضبوط صلاحیت ہوتی ہے، وٹامن C کے مقابلے میں زیادہ کم کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے، سپرم معطلی میں SOD کی سرگرمی کو بہتر بناتی ہے، MDA کے مواد کو کم کرتی ہے، اور سپرم کی جھلی کے کام پر ایک خاص حفاظتی اثر رکھتی ہے۔ Cistanche polysaccharides D-galactose کی وجہ سے تجرباتی طور پر حساس چوہوں کے erythrocytes اور پھیپھڑوں کے ٹشوز میں SOD اور GSH-Px کی سرگرمی کو بڑھا سکتے ہیں، نیز پھیپھڑوں اور پلازما میں MDA اور کولیجن کے مواد کو کم کر سکتے ہیں، اور elastin کے مواد کو بڑھا سکتے ہیں۔ ڈی پی پی ایچ پر اچھا اثر ڈالتا ہے، سینسنٹ چوہوں میں ہائپوکسیا کے وقت کو طول دیتا ہے، سیرم میں ایس او ڈی کی سرگرمی کو بہتر بناتا ہے، اور تجرباتی طور پر سنسنی والے چوہوں میں پھیپھڑوں کے جسمانی انحطاط میں تاخیر کرتا ہے، سیلولر مورفولوجیکل انحطاط کے ساتھ، تجربات سے معلوم ہوا ہے کہ Cistanche میں اینٹی آکسیڈنٹ کی اچھی صلاحیت ہے۔ اور جلد کی بڑھتی ہوئی بیماریوں کو روکنے اور علاج کرنے کے لیے ایک دوا بننے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، Cistanche میں echinacoside میں DPPH فری ریڈیکلز کو ختم کرنے کی قابل ذکر صلاحیت ہے اور یہ رد عمل آکسیجن کی انواع کو ختم کر سکتا ہے، آزاد ریڈیکل-حوصلہ افزائی کولیجن کے انحطاط کو روک سکتا ہے، اور تھامین فری ریڈیکل ایون کے نقصان پر بھی اچھا مرمتی اثر رکھتا ہے۔

cistanche کیمسٹ گودام پر کلک کریں۔

【مزید معلومات کے لیے:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

کچھ مطالعات نے بائیو ایکٹیو مرکبات کی تیاری کے معاملے میں وٹرو پروپیگیشن کی کارکردگی کی نشاندہی کی ہے۔ گوئل وغیرہ۔ (2013) نے پایا کہ مائیکرو پروپیگیشن کے ذریعے حاصل کیے گئے لو بش بلیو بیری کلون میں زیادہ فلیوونائڈ اور فینولک مواد دکھائے گئے ان کے مقابلے میں جو روایتی طریقہ کار کو استعمال کرتے ہوئے تیار کیے گئے ہیں [89]۔ اسی طرح کے نتائج ززیفورا سینئر ایل میں ڈاکاہ ایٹ ال کے ذریعہ رپورٹ کیے گئے تھے۔ (2014) [90]۔ مصنفین نے پایا کہ زیزیفورا سینئر ایل کے وٹرو پروپیگنڈہ پودوں کے نچوڑ میں جنگلی پودوں کے مقابلے میں زیادہ ریڈیکل اسکیوینگنگ کی صلاحیت دکھائی دیتی ہے۔ انہوں نے وٹرو کلچر کے قیام یا پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز کی موجودگی سے پیدا ہونے والے تناؤ کے حالات سے بھی اس نمایاں فرق کی وضاحت کی، جو پولی فینول کی پیداوار پر محرک اثر ڈال سکتے ہیں [90]۔ Huperzia serrata، چینی ثقافت میں ایک اہم روایتی جڑی بوٹی، ایک قیمتی مرکب، Huperzine A (HupA) پیدا کرنے کے لیے جانا جاتا ہے۔ مائیکرو پروپیگیٹڈ پودوں سے حاصل کردہ Huperzia serrata کے نچوڑوں نے اینٹی آکسیڈینٹ کی بڑھتی ہوئی سرگرمی کو ظاہر کیا۔ تاہم، HupA کی پیداوار مائیکرو پروپیگنڈے والے پودوں میں جنگلی پودوں کی نسبت کم رہتی ہے۔ Hypericum hookerianum micro-propagated plant extracts میں بعد ازاں Hypericin کے مواد میں جنگلی پودوں سے پیدا ہونے والے عرق کے مقابلے میں اضافہ ہوا [91]۔ Salvia officinalis کے ان وٹرو کلچر میں، abietane diterpene کا پتہ صرف شوٹ کلچرز میں پایا گیا لیکن سیل سسپنشن، کالیوس، یا بالوں والی جڑوں میں نہیں [92]۔ مندرجہ بالا کے باوجود، بعض صورتوں میں، فینولک مرکب اور اینٹی آکسیڈینٹ کی سرگرمی جنگلی پودوں کے مقابلے مائیکرو پروپیگیٹڈ پودوں میں کم ہو سکتی ہے، جیسے کہ Cichorium pumilum Jacq [93]، Caralluma tuberculata [94]، اور Alocasia longiloba Miq [95]۔ .

4.3 کیلوجینیسیس اور سیل معطلی۔

پودے خلیوں کی تفریق کے لیے قابل ذکر ترقیاتی پلاسٹکٹی کو ظاہر کرتے ہیں، کیونکہ یہ پودوں کے خلیوں کی اہم خصوصیت ہے۔ اس شاندار خاصیت کی وجہ سے، پودے غیر منظم سیل ماسز تشکیل دے سکتے ہیں، جنہیں کالیوس کہا جاتا ہے، ماحولیاتی رکاوٹوں کے جواب میں، ممکنہ طور پر پیتھوجین کے حملے یا جسمانی نقصان [96]۔ کالس کلچر کا قیام زیادہ تر خلیوں کی تفریق پر انحصار کرتا ہے۔ اس کی تعریف اس عمل کے طور پر کی جا سکتی ہے جس کے ذریعے بالغ یا خصوصی خلیات اپنے امتیازی کردار کو کھو دیتے ہیں اور نابالغ (تفرق شدہ) بن جاتے ہیں [97]۔

مائع میڈیم میں ان کی منتقلی کے ذریعے، کالس کلچر کلمپ چھوٹے چھوٹے ٹکڑوں، مجموعوں، یا یہاں تک کہ ایک خلیے میں الگ ہو سکتے ہیں، جس سے سیل معطلی کلچر حاصل کیے جاتے ہیں۔ کالس عام طور پر متفاوت ہوتا ہے۔ سیل سسپنشنز پودے سے ماخوذ بایو ایکٹیو مرکبات کا ایک ممکنہ ذریعہ ہیں [97,98]۔ سیل معطلی ایک یکساں سیل کی آبادی کو گھیرے ہوئے ہے، جو یکساں اور تیز غذائی اجزاء اور پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز پیدا کرتی ہے۔ وہ بایو ٹکنالوجی کی متعدد حکمت عملیوں کو بھی آسانی سے ایڈجسٹ کرتے ہیں جیسے ایلیٹیشن، پیشگی خوراک، اور بائیو کنورژن یا بائیو ٹرانسفارمیشن کے ساتھ ساتھ بائیو ری ایکٹرز میں بڑے پیمانے پر پیداوار (اسکیل اپ) [7]۔ کئی اہم پودوں سے ماخوذ بایو ایکٹیو مرکبات کالوجنیسیس اور سیل سسپنشن ٹیکنالوجیز کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے گئے ہیں، جس کے تحت زیادہ تر سیل معطلی کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیے گئے تھے [98]۔ اہم PDBCs جو سیل معطلی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے گئے ہیں وہ ہیں Echinan 4 P، Acetos 10 P، Teoside 10، اور Teupol 50 P [99,100]۔

بہت سے مطالعات نے مطلوبہ بائیو ایکٹیو مرکبات تیار کرنے کے لئے سیل معطلی کی افادیت کی اطلاع دی ہے۔ مثال کے طور پر، ginsenoside کی پیداوار Panax quinquefolium cell suspensions کے ذریعے حاصل کی گئی جو MS میڈیم میں 1 mg/L کی 2 کی موجودگی میں تیار کی گئی تھی۔{2}}Dichlorphenoxyacetic acid اور 0.25 mg/L Kinetin [1 01]۔ شکونین کی پیداوار کا اندازہ ایک MS میڈیم میں Onosma bublotrichum کے سیل سسپنشنز سے لگایا گیا تھا جس میں IAA کے 0.2 mg/L اور 2.10 mg/L کائنٹین کالیوس کے لیے اور ایک SH میڈیم میں سیل سسپنشنز [102] کے ساتھ۔ Glycyrrhiza uralensis cell suspensions 2,4-D, NAA، اور BA کے مجموعے کے ساتھ تکمیل شدہ مراشیج اور Skoog میڈیم میں نمایاں مقدار میں flavonoids پیدا کرنے کے قابل تھے اور methyl jasmonate [103] کے ساتھ حاصل کیے گئے تھے۔ 20- hydroxyecdysone Achtranthes bidentate اور Vitex glabrata cell suspensions دونوں سے حاصل کیا گیا تھا NAA اور Achtranthes bidentate کے لیے BA کے 0.2 mg/L دونوں کی موجودگی میں اور Vitex کے لیے 2,4-D اور BA کی موجودگی میں glabrata [104].

کئی پچھلے مطالعات نے جلد کی خرابیوں کے علاج میں کالس اور سیل کلچر کی بڑی صلاحیت کو اجاگر کیا ہے۔ Dilochos biflorus سٹیم سیل کلچر سے ماخوذ ہائیڈرو سولوبل ایکسٹریکٹ بیلمونٹ ایٹ ال کی خصوصیت تھی۔ (2014) اس کی زیادہ مقدار میں isoflavones کے لیے، بنیادی طور پر daidzein، genistin، اور ان کے گلوکوسیڈک مشتقات۔ مصنفین نے پایا کہ تیار کردہ نچوڑ نے UV-حوصلہ افزائی erythema کی نمایاں روک تھام کی کارروائی کو ظاہر کیا، جس نے UV تابکاری کے خلاف پودوں سے حاصل کردہ ان مرکبات کے حفاظتی اثرات کو نمایاں کیا، خاص طور پر سنبرن اور سولر erythema [105] کے خلاف۔ بعد میں، Imparato et al. (2016) ECM اجزاء [106] پر Dilochos biflorus سیل کلچر کے عرقوں کی UV تحفظ کی صلاحیت کو ظاہر کرنے کے لیے جلد کے مصنوعی ماڈلز کا استعمال کیا۔ یہ بقایا ڈرمو حفاظتی سرگرمی ایکسٹریکٹ کی فری ریڈیکلز کو ختم کرنے، ڈرمیس پر کولیجنیز کی پیداوار کو روکنے، اور UVA تابکاری کی نمائش [106] کے بعد 72 گھنٹے تک کولیجن کی ساخت کو محفوظ رکھنے کی صلاحیت سے منسلک تھی۔ بٹر فلائی بش (بڈلیجا ڈیویڈی) سیل سسپینشن کلچرز کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کردہ نچوڑ سے ورباسکوسائیڈ کی زیادہ مقدار پیدا ہوتی ہے، ایک فینائل پروپینائڈ گلائکوسائیڈ کمپاؤنڈ جو اپنی ورسٹائل حفاظتی خصوصیات (اینٹی آکسیڈینٹ، چیلیٹر، اینٹی سوزش) کے لیے جانا جاتا ہے۔ پیدا ہونے والے عرقوں کی جلد کی خصوصیات کی کھوج سے اس عرق کی مضبوط جلد کی مرمت کی صلاحیت اور جلد کی سوزش سے بچاؤ کا عمل ظاہر ہوا، جس کی وجہ کولیجینیز سرگرمی کی مضبوط روک تھام اور سوزش کے حامی عوامل [107] کے جبر سے منسوب ہے۔ بنگال کافی (Coffea bengalensis) پلانٹ سیل کلچر کے عرق کیفین سے پاک ہیں اور جلد کی دیکھ بھال میں استعمال کی بڑی صلاحیت ظاہر کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، یہ دکھایا گیا کہ Coffea bengalensis سیل کلچرز سے اخذ کیا گیا ہائیڈرو سولوبل ایکسٹریکٹ نے فائبرو بلاسٹس میں کولیجن I اور II کی ترکیب کی حوصلہ افزائی کی، لپیس کی سرگرمی کو فروغ دیا، اور کیراٹینوسائٹس [108] میں ہائیڈریشن سے متعلق جینز کے اظہار کو متحرک کیا۔

5. پلانٹ سے ماخوذ بایو ایکٹیو مرکبات کی پیداوار بڑھانے کے لیے اہم حیاتیاتی ٹیکنالوجی کے طریقے

پلانٹ سیل اور ٹشو کلچر (PCTC) دواسازی کے مقاصد کے لیے فائٹو کیمیکلز کی ایک وسیع تعداد پیدا کرنے کے لیے ایک امید افزا بائیوٹیکنالوجیکل ٹول فراہم کرتا ہے۔ تاہم، کم سے کم فائٹو کیمیکل پیداواری صلاحیت کی وجہ سے مارکیٹ میں صرف کچھ کامیاب کیسز دستیاب ہیں، جو ثقافتی اخراجات کو پورا کرنے کے لیے ناکافی ہیں [76]۔ اس طرح، پچھلی دہائی کے دوران، تحقیق کو "کیمیائی فیکٹریوں" کے طور پر ان وٹرو کلچر تکنیکوں کے استعمال کو بڑھانے کے لیے پیداواری لاگت میں اضافہ کیے بغیر اعلیٰ قدر والی فائٹو کیمیکلز کی پیداوار کو بڑھانے کی طرف مرکوز کیا گیا ہے [109]۔ کئی حکمت عملیوں، جن میں ایلیٹیشن، میٹابولک انجینئرنگ، امبیلائزیشن، پارمیبلائزیشن، اور دو فیز سسٹمز ہیں، کو PDBCs کی پیداوار بڑھانے کے لیے وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے (شکل 2) [77]۔

5.1 نکالنا

PDBCs کی بائیوٹیکنالوجیکل پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے آج کل لاگو کیا جانے والا سب سے موثر طریقہ کار ہے۔ ایلیٹیشن کے لیے مخصوص مرکبات کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جنہیں عام طور پر ایلیسیٹرز کے نام سے جانا جاتا ہے، پودوں کے دفاع کو تیز کرنے اور ثانوی میٹابولائٹ بائیو سنتھیسس اور پیداوار کو متحرک کرنے کے لیے [110]۔ ایلیسیٹرز کی دو الگ الگ اقسام کی تمیز کی جا سکتی ہے: ابیوٹک اور بائیوٹک ایلیسیٹرز۔ ابیوٹک ایلیسیٹرز تمام غیر حیاتیاتی مادوں کو اکٹھا کرتے ہیں، جیسے غیر نامیاتی مرکبات، مثال کے طور پر، دھاتی آئن یا نمکیات (کیلشیم کلورائیڈ، سلور نائٹریٹ، میگنیشیم سلفیٹ، مرکری کلورائیڈ، کوبالٹ کلورائیڈ، زنک آئنز، وغیرہ)، جو کہ پیداوار کو متحرک کرنے کے لیے جانا جاتا ہے۔ بائیو ایکٹیو مادے اپنے پودوں کے ثانوی میٹابولزم ایڈجسٹمنٹ کے ذریعے [43]۔ ابیوٹک ایلیسیٹرز کے برعکس، بائیوٹک ایلیسیٹرز کی حیاتیاتی اصل ہوتی ہے۔ وہ یا تو خام نچوڑ کے طور پر استعمال ہوتے ہیں یا جزوی طور پر پیتھوجین یا پودوں سے ماخوذ مصنوعات کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ وہ یا تو ایک پیچیدہ ساخت میں سے ہو سکتے ہیں، جیسے فنگس اور خمیر کے عرق، یا ایک مخصوص مرکب جیسے کہ گلائکوپروٹین، پیوریفائیڈ چیٹوسن، الجنیٹ، زانتھن، پولی سیکرائڈز وغیرہ۔ [111]۔ کئی پیرامیٹرز، جن میں ایلیسٹر کی قسم، ارتکاز، نمائش کا وقت، ثقافت کی قسم، درمیانی ساخت، سیل لائن، اسٹیج، اور ثقافت کی عمر، PDBC پروڈکشن میں ایلیٹیشن کے طریقہ کار کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل ہیں [112] .

وٹرو ثقافتوں میں PDBC کی پیداوار کو بڑھانے کے لیے ایلیٹیشن کا وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ کئی رپورٹس نے اس طریقہ کار کی افادیت پر زور دیا ہے۔ سیلیسیلک ایسڈ کا استعمال کرتے ہوئے Pueraria cannoli سسپنشن سیلز کے اخراج نے isoflavonoid کی پیداوار اور جمع کو بڑھایا، خاص طور پر، khwakhurin، daidzein، puerarin، اور genistin، جو کہ ایسے مالیکیولز ہیں جو بڑھاپے کے خلاف زبردست خصوصیات ظاہر کرتے ہیں [57]۔ Solanum xanthocarpum میں، نیلی روشنی کا استعمال کرتے ہوئے کالس کلچر ایلیسیٹیشن کے نتیجے میں میتھائل-کیفیٹ، ایسکولیٹین، کیفیک ایسڈ، اور اسکوپولٹین کی اعلی پیداوار ہوئی۔ یہ مالیکیول اپنے عظیم اینٹی آکسیڈینٹ، اینٹی سوزش، اینٹی ذیابیطس، اور اینٹی ایجنگ سرگرمی [113] کے لیے مشہور ہیں۔ ایک کاشت شدہ کارڈون (Cynara cardunculus L. var altilis) کالس پر NaCl کی حوصلہ افزائی نمک کشیدگی کی درخواست نے کل فینولک اور اینٹی آکسیڈینٹ مواد کو بڑھایا، جس کے نتیجے میں جلد کے خلیوں میں پرو کولیجن اور ایکواپورین کی پیداوار میں اضافہ ہوا، جس سے بائیو ایکٹیو کی پیداوار میں اضافہ ہوا۔ مرکبات جو کاسمیٹک فارمولیشنز کے لیے استعمال کیے جاسکتے ہیں [114]۔ Isatis indigotica بالوں والی جڑوں کی ثقافتوں پر لاگو میتھائل جیسمونیٹ ایلیٹیشن نے lignans کی پیداوار میں شاندار نتائج کا مظاہرہ کیا۔ اس نے AP2/ERFs TFs کی دریافت کی بھی اجازت دی جو بائیو ایکٹیو مرکبات کے اس طبقے کی تیاری میں ملوث ہیں، نیز اپریگولیٹڈ بائیو سنتھیٹک جین، جو کلیدی ریگولیٹری میکانزم کی شناخت میں اخذ کرنے کی اہمیت کو واضح کرتا ہے جن کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ وٹرو ثقافتوں میں میٹابولک انجینئرنگ [115]۔ پی ڈی بی سی کی پیداوار کے محرک کو حاصل کرنے کی افادیت کی دیگر مثالیں جدول 3 میں دکھائی گئی ہیں۔

5.2 پیشگی اور غذائی اجزاء کی خوراک

پیشگی کھانا کھلانا ایک بایوٹیکنالوجیکل حکمت عملی ہے جو پودوں اور پودوں کے خلیوں کی ثقافتوں کی صلاحیت پر منحصر ہے کہ وہ پہلے سے موجود انزائمز [135,136] کا استعمال کرتے ہوئے پیشگی اشیاء (میڈیا کلچر کے ذریعہ ضمیمہ) کو مطلوبہ مصنوعات میں تبدیل کریں۔ اس ٹیکنالوجی کو وسیع پیمانے پر مخصوص مرکبات کی پیداوار کو متحرک کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ مثال کے طور پر، متعدد رپورٹس نے PDBC کی ترکیب کے محرک میں پیشگی خوراک کی کارکردگی کو ظاہر کیا ہے۔ لینم البم بالوں والی جڑوں کی ثقافتوں کو ایک معروف لگنان پیشگی، کونیفر الڈیہائڈ کے ساتھ کھلایا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں پنوریسینول، لاریسیریسینول، اور پوڈوفیلوٹوکسن کی پیداوار میں خاطر خواہ اضافہ ہوتا ہے [137]۔ Centella asiatica leaf-derived callus and cell suspensions میں، asiaticoside جمع کلچر میڈیا میں امینو ایسڈ کے اضافے سے حاصل کیا گیا، زیادہ واضح طور پر، leucine [138]۔ Karppinen et al. (2007) نے Hypericum perforatum شوٹ کلچرز سے ہائپرفورن کی پیداوار کے لیے اسی طرح کے نتائج کی اطلاع دی۔ مثال کے طور پر، مصنفین نے پایا کہ شوٹنگ کلچر میں isoleucine اور valine کی انتظامیہ hyperforin کی پیداوار کے لیے ذمہ دار تھی۔ ان امینو ایسڈز کی لیبل شدہ شکلوں کا استعمال کرتے ہوئے آئسولیوسین اور ویلائن کے اندراج کا سراغ لگا کر، مصنفین نے دریافت کیا کہ یہ دو امینو ایسڈ ہائپرفورن اور ہائپرفورین [138] دونوں کی اکیل سائیڈ چین میں شامل کیے گئے تھے۔

پیشگی خوراک کے اسی اصول پر عمل کرتے ہوئے، غذائی اجزاء کی خوراک کا مقصد کلچر میڈیا کے جسمانی اور کیمیائی عوامل کو ایڈجسٹ کرکے PDBCs کی پیداوار میں اضافہ کرنا ہے۔ یہ حکمت عملی بایوماس بڑھانے اور ginseng کی مہم جوئی کی جڑوں کی ثقافتوں سے ginsenoside کی پیداوار کے لیے کارگر ثابت ہوئی۔ جیسا کہ [139] میں رپورٹ کیا گیا ہے، بائیو ماس کی پیداوار اور ginsenoside کی مقدار میں اضافہ ہوا جب کلچر کو ایک تازہ تیار شدہ کلچر میڈیم سے بھر دیا گیا۔ اسی طرح کے نتائج Echinacea purpurea adventitious root cultures [140] سے caffeic by-products کی پیداوار اور Taxus chinensis cell suspensions [141] سے ٹیکسول کی پیداوار کے لیے بھی رپورٹ کیے گئے۔

5.3 میٹابولک انجینئرنگ

میٹابولک انجینئرنگ کو مخصوص مادوں یا مالیکیولز، جیسے کہ دواسازی، کیمیکلز، ایندھن، اور ادویات، خلیوں میں میٹابولک راستوں میں خلل ڈال کر پیداوار کے طور پر بیان کیا جاتا ہے [142]۔ یہ اوور ایکسپریشن اسٹڈیز کے ذریعے PDBC بائیو سنتھیسس روٹس کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے ایک بالکل نیا نقطہ نظر فراہم کرتا ہے۔ یہ بلند پیداوار کو یقینی بنانے کے لیے مخصوص بایو سنتھیس روٹ ثالثوں کے میٹابولک بہاؤ کو بڑھانے کے لیے دوسرے راستوں (مسابقتی راستے) کے جبر کو بھی ظاہر کر سکتا ہے [143]۔ اس حکمت عملی کا بنیادی مقصد ریکومبیننٹ ڈی این اے ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے سیل کے افعال میں ہیرا پھیری کے ذریعے سیلولر سرگرمی کو تیز کرنا ہے۔ اب تک، کئی حکمت عملی، جیسے ایک ہی نوع یا مختلف جانداروں سے الگ تھلگ جینوں کا تعارف، ہدف جین اظہار کو بڑھانے والے فروغ دینے والے (مثال کے طور پر 35S پروموٹر کا استعمال کرتے ہوئے ہدف شدہ جینوں کا آئینی اظہار)، یا ہدف شدہ جین یا جین کا خلل انگیز اظہار (اینٹی سینس) ، RNA مداخلت، یا CRISPR/Cas9 ٹیکنالوجیز) کو اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے [144]۔ جینیاتی ہیرا پھیری کی سب سے عام مثال Agrobacterium tumefacient-mediated genetic transformation کا استعمال ہے، جو مطلوبہ جین کے تعارف کی اجازت دے سکتی ہے۔

بائیو سنتھیسس پاتھ وے انٹرمیڈیٹس کی جینیاتی رکاوٹ دوسرے متبادل تبدیلی کے طریقوں جیسے پروٹوپلاسٹ ٹرانسفارمیشن، بائیولوسٹکس (مائکرو پروجیکٹائل بمباری)، لیپوزوم میڈیٹیڈ ٹرانسفارمیشن، یا پولن ٹیوب پاتھ ویز [143] کا استعمال کرتے ہوئے بھی کی جا سکتی ہے۔ میٹابولک انجینئرنگ بائیو ایکٹیو مرکبات کی پیمانے پر پیداوار کے لیے بہت سے فوائد پیش کرتی ہے جس سے زیادہ اظہار کرنے والے جین (ریگولیٹری انزائمز کی تیاری کے لیے ذمہ دار ہیں) جو ان کے بایو سنتھیٹک راستے میں شامل ہیں [145]۔ تاہم، پودوں کے خلیوں میں ریگولیٹری عمل کی پیچیدگی اور حیاتیاتی مرکبات کی کثرت کے فیڈ بیک ریگولیشن کے لیے ذمہ دار اہم اور شرح کو محدود کرنے والے انزائمز کی موجودگی کو دیکھتے ہوئے، میٹابولک انجینئرنگ کے ذریعے PDBCs کی پیداوار محدود ہے۔ اس طرح، شرح کو محدود کرنے والے اقدامات اور ان کے ضابطے کی شناخت کے لیے اضافی تحقیقات کی ضرورت ہے [146,147]۔

5.4 غیر متحرک ہونا

Immobilization ان کلیدی حکمت عملیوں میں سے ایک ہے جس کا اطلاق PCTC نظاموں میں PDBCs کی پیداوار کو بڑھانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ یہ جیل میٹرکس کے استعمال پر انحصار کرتا ہے جو سیل کو پھنسانے کی اجازت دیتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، خلیات سیل میٹابولزم پر ناپسندیدہ اثرات کو بے اثر کرنے کے لئے آئنوں کی اعلی ارتکاز کے سامنے آتے ہیں۔ اس حکمت عملی نے دنیا بھر میں سائنس دانوں اور محققین کو اپنی طرف متوجہ کیا ہے کیونکہ یہ مطلوبہ مالیکیولز کی پیداوار میں اضافے کے علاوہ، تیار کردہ بایو ایکٹیو مرکبات کے خلیوں کی عملداری اور استحکام میں اضافے کی اجازت دیتا ہے [148]۔ خلیے میں پھنسنے یا متحرک ہونے کے لیے، کئی کیمیکلز، جیسے کہ ایگرز، الجنیٹ، ایگر، اور پولی کریلامائڈ کو الگنیٹ کے ساتھ ملا کر جیل میٹرکس کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ الگنیٹ پولیمر سب سے زیادہ عام مادے ہیں جو سیل کو متحرک کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، کیونکہ وہ PDBC کی پیداواری پیداوار کے لحاظ سے بہترین نتائج دکھاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، تین ہفتوں تک 2.5 فیصد الگنیٹ پولیمر کے ساتھ Eurycoma longifolia سیل کے مجموعی اندراج کے نتیجے میں 4H-imidazol-4-ایک، پتلا ہو سکتا ہے-6-ایک، اور strictosidine-synthase کے مقابلے میں کافی اضافہ ہوا۔ غیر متحرک خلیوں کو [149]۔ گونگرونیلا ایس پی سے chitosanase کی پیداوار کے لیے۔ خلیات، کیلشیم الگنیٹ (E404) جیل کے ساتھ پی ایچ 5.5 [150] پر پولی یوریتھین فوم کے ساتھ مل کر سیل امبلائزیشن کا استعمال کرتے ہوئے سب سے زیادہ پیداوار حاصل کی گئی۔ Juniperus chinensis میں، Premjet et al. (2007) نے پایا کہ الجینٹ پولیمر [151] کا استعمال کرتے ہوئے پھنسے ہوئے خلیوں میں پوڈوفیلوٹوکسین کی پیداوار میں 96-98 فیصد اضافہ ہوا ہے۔ E404 کا استعمال کرتے ہوئے Plumbago rosea-immobilized خلیات کے نتیجے میں plumbagin کی پیداوار میں تین گنا اضافہ ہوا، جو اہم بایو ایکٹیو کمپاؤنڈ ہے جو اس پودے کی انواع میں رپورٹ کیا گیا ہے، غیر پھنسے ہوئے خلیات [152,153] کے مقابلے میں۔ خلیے کے متحرک ہونے کے فائدہ مند اثرات کی وضاحت اس حقیقت سے کی جا سکتی ہے کہ جیل (پولیمر) میٹرکس متحرک خلیوں پر ایک مناسب پھیلاؤ کا میلان پیدا کرتا ہے، جو حیاتیاتی کیمیکل مواصلات کو بہتر بناتا ہے۔ پولیمر میٹرکس خود بخود سیل ایگریگیٹس کے قیام کو متحرک کرتے ہیں، اس طرح کلچر میڈیا پر سیلز کا انحصار کم ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں PDBCs کی زیادہ پیداوار ہوتی ہے [148]۔ اگرچہ سیل کے متحرک ہونے سے PDBC کی پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے، لیکن بائیو ایکٹیو مرکبات اکثر پھنس جاتے ہیں اور کثرت سے سیل ویکیولز میں محفوظ رہتے ہیں۔ اس طرح، سیل کی متحرک کاری اور پیداوار کا عمل اقتصادی طور پر سیل کی مطلوبہ بایو ایکٹیو مرکبات کو ملحقہ میڈیم میں خارج کرنے کی صلاحیت پر منحصر ہے، جو قدرتی (غیر فعال اور فعال نقل و حمل) یا مصنوعی (پرمیبلائزیشن کی حکمت عملی) رطوبت کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے قدرتی طور پر ہو سکتا ہے [135]۔

5.5 پارمیبلائزیشن

جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، PDBCs عام طور پر مخصوص اعضاء یا سیل ڈھانچے میں پھنس جاتے ہیں، عام طور پر سیل ویکیولز میں۔ لہذا، پی ڈی بی سی کی کلچر میڈیم میں ریلیز کے ساتھ ایک مناسب طہارت کے طریقہ کار کے ساتھ مطلوبہ مرکبات کی بحالی کی اجازت مل سکتی ہے۔ پارمیبلائزیشن کی حکمت عملی پودوں کے خلیوں کی جھلیوں کی پارگمیتا کو بڑھانے کے لیے کیمیائی یا جسمانی طریقوں کے استعمال پر انحصار کرتی ہے۔ کیمیائی ثالثی پارمیبلائزیشن آسانی سے نامیاتی سالوینٹس کا استعمال کرتے ہوئے لاگو کیا جا سکتا ہے، جیسے dimethylsulfoxide [DMSO] اور isopropanol، اور polysaccharides جیسے chitosan [135]۔ Taxol، hexadecane، dibutyl phthalate، یا decanol کا استعمال Taxus chinensis سیل کلچر پارگمیتا [141] کو بڑھانے کے لیے کیا گیا تھا۔ دوسرے پارمیبلائزیشن کے طریقے، جیسے کہ الیکٹرک فیلڈز اور سونیکیشن، سیل ویکیولز سے PDBCs کو بازیافت کرنے کے لیے لاگو کیے جا سکتے ہیں [135]۔ نوٹ کریں کہ PDBCs کے جمع ہونے کو یا تو مصنوعات کی ترکیب کے فیڈ بیک ریگولیشن (روکنے) کے ذریعے یا میڈیا میں بائیو ایکٹیو مرکبات کے انحطاط سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اس رکاوٹ کو ان سیٹو پروڈکٹ ہٹانے کے استعمال سے بچا جا سکتا ہے، جس میں براہ راست مائع – مائع یا مائع – ٹھوس علیحدگی شامل ہوتی ہے [154]، جہاں بعد میں مائع – مائع ثقافت کے نظام سے بہتر نتائج دکھائے۔ ٹھوس – مائع نظام کے لیے، XAD4، XAD7 رال، اور چالو چارکول عام طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، اس سے پہلے یہ ظاہر کیا گیا تھا کہ XAD7 کے استعمال نے C. roseus میں اجمالیسین اور سرپینٹائن کی پیداوار کو بہتر بنایا، Pityriasis rosea میں plumbagin، Eschscholzia californica میں ایک الکلائڈ، اور Taxus chinensis [155–158] میں taxuyunnanine C۔ XAD4 کامیابی کے ساتھ مورنڈا elliptica [159] سے anthraquinones کی پیداوار پر لاگو کیا گیا تھا.

6. بائیو ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے کاسمیٹک فارمولیشنز کے لیے اینٹی آکسیڈینٹ مادوں کی پیداوار

پی سی ٹی سی تکنیکوں کے ساتھ مختلف بائیوٹیکنالوجیکل طریقوں کے ساتھ مل کر جس کا مقصد زیادہ مقدار میں PDBCs پیدا کرنا ہے، اینٹی ایجنگ اور ڈرمو پروٹیکٹو سرگرمی کے ساتھ کئی کاسمیٹک مصنوعات کی ترقی کا باعث بنی ہے۔ ان میں سے کچھ کو پیٹنٹ کیا گیا ہے، اور کئی کاسمیٹک مصنوعات کاسمیٹک انڈسٹری کی معروف کمپنیوں نے تیار کی ہیں۔ ذیل میں پیٹنٹ کی کچھ مثالیں ہیں جو پچھلی دہائی میں رجسٹرڈ ہیں۔ انہیں تصادفی طور پر بائیو ٹیکنالوجی کی ٹھوس ایپلی کیشنز، بنیادی طور پر پلانٹ ٹشو کلچر کی تکنیک، گیلینک اور کاسمیٹک مصنوعات کی تشکیل کے لیے منتخب کیا گیا تھا:

• بلم ایٹ ال کے ذریعہ ریاستہائے متحدہ میں رجسٹرڈ پیٹنٹ۔ 2012 میں، Malus domestica cv Uttwiler Spaetlauber پھلوں سے مختلف پودوں کے خلیوں کی نشوونما اور کاسمیٹک تیاریوں کی تشکیل میں ان کے استعمال سے متعلق ہے تاکہ اندرونی اور بیرونی تناؤ کے عوامل کے خلاف اسٹیم سیل کے تحفظ کو یقینی بنایا جاسکے، اسٹیم سیل کے پھیلاؤ کو فروغ دیا جائے، اور روک تھام۔ سیل اپوپٹوسس کا (پیٹنٹ US 8,580,320 B2)۔ ان سیل سسپنشنز سے، مختلف کاسمیٹک تیاریاں تیار کی گئی ہیں، جن میں سے غائب ہونے والی کریمیں، مائع بام، گہرے بالوں کے ماسک اور آئی کریم شامل ہیں۔ تیار شدہ کاسمیٹک تیاریوں کی کارکردگی کو نال، بالوں کے پتوں اور فائبرو بلاسٹس سے نکلنے والے اسٹیم سیلز پر جانچا گیا ہے۔

• Syringa vulgaris پودوں کے خلیات کو اطالوی ٹیم کی طرف سے مخصوص پودوں کی نشوونما کے ریگولیٹرز کے ساتھ اضافی کنٹینرز میں ایسپٹک حالات کے تحت پودوں کے ٹشوز کے ان وٹرو کلچر سے کامیابی کے ساتھ پیدا کیا گیا تھا (Dal Monte et al., 2006; پیٹنٹ نمبر: US 7,718,199 B2)۔ کالس سے ماخوذ سیل معطلی پر ایک پانی نکالا گیا تھا۔ HPLC پروفائلنگ نے قابل ذکر مقدار میں verbascoside اور verbascoside کی موجودگی کا انکشاف کیا۔ سیل سسپنشن سے ماخوذ عرقوں نے آزاد ریڈیکلز کے خلاف مضبوط اینٹی آکسیڈینٹ اور اسکیوینجنگ سرگرمی ظاہر کی۔ مزید برآں، ترقی یافتہ نچوڑ نے بالوں کے جھڑنے کے خلاف زبردست خصوصیات ظاہر کی ہیں کیونکہ ان کی 5- الفا ریڈکٹیس اور لیپوکسیجن کو روکنے کی صلاحیت ہے۔ پیدا ہونے والے نچوڑوں نے مضبوط اینٹی ٹائروسینیز سرگرمی اور جلد کو سفید کرنے کی قابل ذکر خصوصیات بھی ظاہر کیں۔

• Iris پودوں کے غیر متفاوت خلیات (Iris pallida, Iris Germanica, and Iris florentina) 2001 میں Breton اور Gueniche کے ذریعے تیار کیے گئے تھے۔ گیلینک تیاریاں پیدا ہونے والے خلیوں سے تیار کی گئیں۔ موجدوں کے دعووں کے بعد، تیار شدہ تیاریوں میں سن اسکرینز شامل ہیں، جن میں فعال اجزاء شامل ہیں جو کہ اضافی سیلولر میٹرکس پروٹین کے تحفظ کو یقینی بناتے ہیں، جیسے کہ UV تابکاری سے، MMP پروٹینز (Breton and Gueniche in 2001 میں، پیٹنٹ نمبر: EP 1 174 120 B1)۔

Leontopodium alpinum undifferentiated خلیات جو وٹرو سیل کلچرز میں استعمال کرتے ہوئے حاصل کیے گئے تھے فرانسیسی موجدوں (Gracioso et al.) کے ذریعے کاسمیٹک تیاریوں کی تشکیل کے لیے استعمال کیے گئے تھے۔ دریافت کو 2016 میں موجدوں کے ذریعہ پیٹنٹ کے طور پر شائع کیا گیا تھا (2015 میں پیٹنٹ جمع، پیٹنٹ نمبر: WO 2016/113659 A1)۔ تیار شدہ پروڈکٹ کو جلد کی عمر کے سیل ہومیوسٹاسس کی بحالی اور سیل میٹابولزم اور توانائی بخش سرگرمی کو بڑھانے کے لیے کاسمیٹک علاج کے طور پر تجویز کیا گیا تھا۔

Ringenbach et al کے ذریعے کاسمیٹک تیاریوں کی نشوونما کے لیے Marrubium vulgare کے غیر متفاوت خلیات کو خام مال کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ ایک معروف کاسمیٹک فرم کے لیے۔ پیٹنٹ کا اندراج 2016 میں ہوا تھا۔ اس پیٹنٹ کے لیے، ان وٹرو سیل کلچر کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کردہ پودوں کے خلیوں سے ایک کاسمیٹک مرکب تیار کیا گیا تھا۔ موجدوں نے یہ کاسمیٹک تیاری جلد کی عمومی حالت، ظاہری شکل اور ضمیمہ کو بہتر بنانے کے لیے حالات کے علاج کے لیے تجویز کی، زیادہ واضح طور پر، تاکوں کو سخت کرنے اور جلد کی خرابیوں کے لیے۔ دریافت شدہ فعال اجزاء سے، مختلف گیلینک فارمولیشنز تیار کی گئی ہیں، جن میں کریم، سیرم، ٹشو ماسک اور کلینزنگ لوشن شامل ہیں (پیٹنٹ نمبر: WO 2017/163174 A1)۔

• ایک کاسمیٹک فارمولیشن 2016 میں ایک اطالوی ٹیم (Tito et al.) نے تیار کی تھی۔ اس پیٹنٹ میں شامل ایجاد تین پودوں کی انواع کے سومیٹک ایمبریو کے استعمال پر مرکوز ہے: Lotus japonicus، Citrus limon، اور Rosa gardenia۔ تیار کردہ عرقوں نے جلد کی عمر کی خرابیوں کے خلاف زبردست کارروائی کا مظاہرہ کیا ہے اور اس میں جلد کے بافتوں کو دوبارہ جوان کرنے کی خصوصیات ہیں (پیٹنٹ نمبر: WO 2016/ 173867 A1)۔

• جلد کو خشک ہونے سے بچانے اور/یا UV تابکاری کے نقصان کو روکنے کی صلاحیت کے ساتھ ایک کاسمیٹک پروڈکٹ Berry et al کی طرف سے Camellia sinensis var assamica dedifferentiated سٹیم سیل کلچر نکالنے سے تیار کیا گیا تھا۔ تیار شدہ مصنوعات کو 2017 میں پیٹنٹ کیا گیا تھا۔ ایجاد کی کارکردگی کو انسانی بالغ ڈرمل فائبرو بلاسٹس میں جانچا گیا تھا۔ موجدوں کے مطابق، چائے کے نچوڑوں نے سوزش کی خصوصیات ظاہر کیں، جلد کے خلیوں کو خشک ہونے سے روکا، اور جلد کے خلیوں کو UV تابکاری سے محفوظ رکھا (پیٹنٹ نمبر: WO 2017/178238 A1)۔

7. نتائج

جلد کا بڑھاپا انسانی جلد اور اس کی ظاہری شکل کو متاثر کرنے والے اکثر ڈرمیٹولوجیکل مسائل میں سے ایک ہے، جس کے نتیجے میں زخم کی مرمت میں ناکامی، جھریوں کی نشوونما، اور جلد کی رنگت اور لچک میں کمی واقع ہوتی ہے۔ جلد کی عمر بڑھنے کے عمل کو روکنے اور اس کے اثرات کو کم کرنے کے لیے کئی سالوں میں کیمیکل پر مبنی کئی مصنوعات تیار کی گئی ہیں۔ تاہم، کیمیائی مصنوعات کے استعمال کے ساتھ، کئی مسائل پیدا ہوئے ہیں، جن میں زیادہ تر خلیے کی حساسیت، الرجی، اور کچھ کیمیائی مصنوعات اور مادوں کے مضر اثرات سے منسلک ہیں۔ متبادل کے طور پر، قدرتی اور پودوں سے ماخوذ مصنوعات ان کی شاندار خصوصیات کی بنیاد پر تجویز کی گئی ہیں۔ تاہم، پودوں سے ماخوذ حیاتیاتی اجزاء کی نشوونما کا انحصار پودوں کے مواد پر ہوتا ہے، جو اندرونی اور بیرونی دونوں عوامل سے متاثر ہو سکتا ہے۔ پلانٹ ٹشو کلچر کی تکنیکیں بایو ایکٹیو مرکبات کی کافی پیداوار کو یقینی بنانے کے لیے ان عوامل سے آزاد پودوں کے یکساں مواد کی بڑی مقدار فراہم کر سکتی ہیں۔ اس کے علاوہ، PDBCs کو بائیو ٹیکنالوجی کی حکمت عملیوں کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جا سکتا ہے جیسے کہ ایلیٹیشن، میٹابولک انجینئرنگ، غذائی اجزاء اور پیشگی خوراک، متحرک کاری، اور پارمیبلائزیشن۔ اس کام نے بائیو ایکٹیو مرکبات پیدا کرنے کے لیے استعمال ہونے والی بائیوٹیکنالوجیکل تکنیکوں کا ایک جامع جائزہ پیش کیا، جس میں اینٹی آکسیڈینٹس پر توجہ مرکوز کی گئی جو عمر مخالف خصوصیات کو ظاہر کرتے ہیں۔ کاسمیٹک مصنوعات کی تیاری میں استعمال ہونے والی پودوں کے ٹشو کلچر کی تکنیکوں کی کچھ مثالیں بھی PDBCs کی پائیدار پیداوار کے لیے بائیوٹیکنالوجیکل ٹولز کی اہمیت کو اجاگر کرنے کے لیے پیش کی گئی ہیں۔

【مزید معلومات کے لیے:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】