کاربرد و نقش نشانگرهای مولکولی در صنعت گیاهان دارویی

.

فاکتورهایی همچون خاک و‌ اقلیم، محتوای دارویی یک گونه خاص را تحت تأثیر قرار می‌دهند. لذا علاوه بر تفاوت بین ژنوتایپ‌های مختلف، از لحاظ ترکیب دارویی نیز در یک گونه اختلاف وجود دارد. در استفاده تجاری از یک گیاه، دو فاکتور کیفیت داروی استحصالی را تحت تأثیر قرار می‌دهند:
۱- تغییر محتوای یک ترکیب دارویی خاص در گیاه مورد نظر
۲- اشتباه گرفتن یک ترکیب دارویی با اثر کمتر ‌از گیاهان دیگر، با ترکیب اصلی از گیاه ‌اصلی

چنین تفاوت‌هایی، مشکلات زیادی را در تشخیص گیاهان دارویی، با استفاده ‌از روش‌های سنتی (مرفولوژیکی و میکروسکوپی) به‌دنبال خواهد داشت. برای مثال، کوئینون ترکیب دارویی است که ‌از پوست درخت سینکونا  به‌دست می‌آید. در جلگه‌ها، پوست درختان حاوی کوئینونی است که‌ از لحاظ دارویی فعال است، اما در گونه‌های مشابهی که روی تپه‌ها و زمین‌های شیب‌دار رشد می‌کنند، کوئینون فعال وجود ندارد (کالپانا و همکاران، ۲۰۰۴).
در دهه‌های اخیر، ابزارهایی شامل ارزیابی ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک و همچنین تعیین نیم‌رخ شیمیایی  مواد گیاهی، برای استانداردسازی داروهای گیاهی به‌وجود آمده‌اند. نیمرخ شیمیایی، الگوی شیمیایی ویژه‌ای است که ‌از تجزیه عصاره‌ یک گیاه به‌وسیله تکنیک‌هایی چون TLC و HPTLC و HPLC به‌دستآمده‌است. ارزیابی ماکروسکوپیک مواد گیاهی بر اساس پارامترهایی چون شکل، اندازه، رنگ، بافت،‌ خصوصیات ظاهری، مزه و غیره صورت می‌گیرد. علاوه بر روش‌های گفته شده، بسیاری از تکنیک‌های آنالیز، همچون آنالیز حجمی ، کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی ستونی  و روش‌های اسپکتروفتومتریک برای کنترل کیفی و استانداردسازی داروهای گیاهی استفاده می‌گردند (هریش، ۲۰۰۳).
گرچه روش‌های فوق، اطلاعات زیادی در مورد یک گیاه دارویی و ترکیبات دارویی آن فراهم می‌کنند، مشکلات زیادی نیز در بر دارند. مثلاً برای اینکه یک ترکیب شیمیایی به‌عنوان نشانگر  جهت شناسایی یک گیاه دارویی خاص، مورد استفاده قرار گیرد، باید مختص همان‌ گونه گیاهی باشد، در‌حالی‌‌که‌ همه گیاهان دارویی دارای یک ترکیب شیمیایی منحصر به‌فرد نیستند. همچنین بین بسیاری از مولکول‌های شیمیایی که به‌عنوان نشانگر مدنظر هستند، هم‌پوشانی وجود دارد؛ این موضوع در مورد ترکیبات فنولی و استرولی حادتر است.
یکی از عوامل مهم دیگری که‌ استفاده ‌از نیمرخ شیمیایی را محدود می‌سازد، ابهام در داده‌های حاصل از انگشت‌نگاری شیمیایی  است که در اثر تجمع مواد مصنوعی در نیمرخ حادث می‌شود. از فاکتورهای دیگری که نیمرخ شیمیایی یک گیاه را تغییر می‌دهند، فاکتورهای درونی چون عوامل ژنتیکی و فاکتورهای برونی چون کشت، برداشت، خشک‌کردن و شرایط انبارداری گیاهان دارویی قابل ذکرند (هنری، ۲۰۰۱). تولید مواد مؤثره در گیاهان دارویی با هدایت فرآیندهای ژنتیکی است، ولی به‌طور بارزی تحت تأثیر عوامل محیطی قرار می‌گیرد. به‌طوری که عوامل محیطی سبب تغییراتی در رشد گیاهان دارویی و نیز در کیفیت مواد مؤثره آن‌ها می‌شود (امیدبیگی، ۱۳۷۴).
مطالعات شیموتاکسونومیکی (طبقه‌بندی گیاهان بر اساس ترکیبات شیمیایی موجود در آن‌ها)، تنها می‌توانند به‌عنوان معیاری کیفی، مورد استفاده قرار گیرند و برای آنالیز کمی متابولیت‌های ثانویه، استفاده ‌از نشانگرهای ویژه شیمیایی برای تشخیص آسان گونه‌های گیاهان دارویی از یکدیگر، یک الزام است.‌ مشکلی که در شناسایی گونه‌های گیاهان دارویی با استفاده ‌از صفات مرفولوژیک وجود دارد، وجود نام‌های گیاه‌شناسی متفاوت در مورد یک گیاه در نواحی مختلف جهان است (هنری، ۲۰۰۱).
با توجه به‌ مشکلات موجود در زمینه شناسایی گیاهان دارویی با استفاده ‌از روش‌های سنتی و با توجه به‌ پیشرفت محققین در زمینه ایجاد نشانگرهای DNA‌،‌ استفاده ‌از این تکنیک‌های نوین می‌تواند ابزاری قدرتمند در استفاده کارآ از گونه‌های دارویی محسوب شود. از جمله مزایای این نشانگرها، عدم وابستگی به‌ سن، شرایط فیزیولوژیکی و محیطی گیاه است. نیمرخی که‌ از انگشت‌نگاری DNA یک گیاه دارویی به‌دست می‌آید، کاملاً به‌ همان گونه ‌اختصاص دارد. همچنین برای استخراج DNA به‌عنوان ماده آزمایشی در آزمایش‌های نشانگرهای مولکولی، علاوه بر بافت تازه، می‌توان از بافت خشک نیز استفاده نمود، لذا شکل فیزیکی نمونه برای ارزیابی آن اهمیت ندارد. نشانگرهای مختلفی بدین منظور ایجاد شده‌اند که ‌از آن جمله ‌روش‌های مبتنی بر هیبریداسیون (مانندRFLP)، روش‌های مبتنی بر RCR (مانندAFLP) و روش‌های مبتنی بر توالی‌یابی (مانندITS) را می‌توان نام برد (هنری، ۲۰۰۱).

اهمیت استفاده ‌از نشانگرهای DNA در مورد شناسایی دقیق گونه‌ها یا واریته‌هایی که ‌از لحاظ مرفولوژیکی و فیتوشیمیایی بههم شبیه اند، دو چندان می‌شود. گاه ممکن است بر اثر اصلاح گیاهان، کالتیوارهایی به‌وجود آیند که‌ هر چند از نظر ظاهر با سایر افراد گونه تفاوتی ندارند، از نظر کمیت و کیفیت مواد مؤثره‌ اختلاف زیادی داشته باشند. در این حالت، شناسایی گیاه و معرفی خصوصیات مواد مؤثره مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد ‌است. به‌علاوه، ‌امکان تغییرپذیری تولید و تراوش مواد مؤثره در مراحل مختلف رویش گیاه‌ همواره باید مد‌نظر اصلاح‌کننده قرار داشته‌باشد. از نشانگرهای RAPD و PBR برای شناسایی دقیق گونه ginseng Panax در بین جمعیت‌های جین‌سنگ  استفاده شده‌است. اخیراً برخی محققین از یک راهکار جدید با نام  DALP به‌منظور شناسایی دقیق‌تر ginseng P. و P. quinquefolius استفاده کرده‌اند (ها و همکاران، ۲۰۰۲؛ میهالوف و همکاران، ۲۰۰۰).