هیوسین چیست
هیوسین (Hyoscine) که به نام آسکوپولامین (Scopolamine) هم شناخته می‌شود، یک داروی آنتی‌کولینرژیک (ضد کولین یا مهارکنندهٔ استیل‌کولین) است. این ماده از گیاهان جنس تاتوره (Datura)، شابیزک (Atropa belladonna) و … به دست می‌آید. مکانیسم اثر آن بر پایه مهار گیرنده‌های موسکارینی استیل‌کولین در بدن است و در نتیجه باعث کاهش انقباض عضلات صاف، ترشحات غدد و فعالیت دستگاه گوارش می‌شود. هیوسین در پزشکی کاربردهای متنوعی دارد: درمان دل‌درد و اسپاسم‌های گوارشی، کاهش تهوع و استفراغ ناشی از حرکت (motion sickness)، کاهش ترشحات تنفسی و بزاق پیش از عمل جراحی، و کنترل کولیک کلیوی یا صفراوی.

این دارو در اشکال مختلفی مانند قرص، آمپول، قطره خوراکی و برچسب پوستی (transdermal patch) برای پیشگیری از دریازدگی در دسترس است. عوارض جانبی احتمالی هیوسین شامل خشکی دهان، تاری دید، یبوست، گیجی یا خواب‌آلودگی است و در دوزهای بالا می‌تواند توهم یا اختلالات شناختی ایجاد کند. مصرف هیوسین باید زیر نظر پزشک باشد چون در برخی افراد مانند سالمندان یا مبتلایان به بیماری‌های قلبی، گلوکوم یا بزرگی پروستات می‌تواند خطرناک باشد.

روش‌های تولید صنعتی هیوسین
سه رویکرد اصلی در صنعت برای تولید هیوسین (آسکوپولامین) وجود دارد: استخراج از گیاهان (کشت تجاری Duboisia)، مسیرهای زیست‌فناورانه شامل کشت سلول گیاهی و میکروب‌های مهندسی‌شده، و سنتز شیمیایی یا نیمه‌سنتز.

مسیر کشاورزی / استخراج – روش رایج سنتی
در این مسیر، مزارع وسیع گیاهان غنی از آلکالوئیدهای تروپانی (به‌ویژه گونه‌های Duboisia که در مناطقی مثل کوئینزلند استرالیا به طور تجاری کشت می‌شوند) پرورش داده می‌شوند. این گیاهان آسکوپولامین و سایر آلکالوئیدهای تروپانی را در غلظت‌های قابل استفاده تجمع می‌دهند. زیست‌توده‌ی برداشت‌شده در کارخانه‌های استخراج دارویی پردازش می‌شود تا عصاره‌ی خام آلکالوئیدی به دست آید و سپس طی مراحل خالص‌سازی به نمک‌های دارویی آسکوپولامین تبدیل شود. این همان زنجیره‌ی تأمین سنتی و غالب برای دارو است.

گیاهان دیگری همچون تاتوره Datura stramonium یا بذرالبنج (بنگدانه) Hyoscyamus niger نیز از جمله دیگر گیاهانی هستند که حاوی مقادیر قابل توجهی از این آلکالوئیدهای دارویی هستند.

تولید زیست‌فناورانه
دو راهبرد مکمل در این حوزه وجود دارد. نخست، کشت بافت یا ریشه‌های مویی (hairy root culture) و سایر سیستم‌های کشت سلول گیاهی که برای تولید آلکالوئیدهای تروپانی بهینه‌سازی می‌شوند. دوم، مهندسی متابولیک میکروب‌ها مانند مخمر نان که با وارد کردن ژن‌های مسیر بیوسنتزی گیاه، قادر به تولید هیوسین از قندهای ساده در یک فرآیند تخمیر می‌شود. این رویکردها هدفشان کاهش وابستگی به کشت مزرعه‌ای، افزایش پایداری عرضه و امکان مقیاس‌پذیری است.

افزون بر این، مسیرهای زیستی اجازه می‌دهند آنزیم کلیدی H6H (هیوسیامین ۶β-هیدروکسیلاز) که وظیفه‌ی تبدیل هیوسیامین به آسکوپولامین را دارد به شکل بهینه بیان شود. در مقالات علمی مانند نشریه Nature، تولید موفق آسکوپولامین در مخمر و ریشه‌های مویی گزارش شده و برخی از این رویکردها به سمت تجاری‌سازی پیش می‌روند.

سنتز شیمیایی و نیمه‌سنتز
روش نیمه‌سنتزی از پیش‌سازهای فراوان‌تر تروپانی مانند هیوسیامین استفاده می‌کند که از گیاهان استخراج شده‌اند و سپس از طریق واکنش‌های شیمیایی یا آنزیمی به آسکوپولامین تبدیل می‌شوند. آنزیم طبیعی H6H این واکنش را درون گیاه انجام می‌دهد و همین موضوع مبنای استفاده از بیوکاتالیست‌ها در صنعت شده است.

در کنار این، روش‌های سنتز کامل (fully synthetic) نیز وجود دارند. اگرچه ساختار پیچیده‌ی دوحلقه‌ای تروپان در گذشته باعث می‌شد سنتز کامل در مقیاس صنعتی مقرون‌به‌صرفه نباشد، اما در سال‌های اخیر پیشرفت‌های شیمی سنتزی و شیمی فرآیند امکان‌پذیری بیشتری برای آن فراهم کرده‌اند. گزارش‌های مؤسساتی مانند SwRI و گروه‌های دانشگاهی مسیرهای کارآمدتری را معرفی کرده‌اند و چندین پتنت صنعتی فرآیندهای استخراج و سنتز را پوشش داده‌اند.

ملاحظات صنعتی و مقرراتی
تولید دارویی هیوسین (آسکوپولامین) باید مطابق با الزامات سختگیرانه کیفیت و مقررات انجام شود. رعایت استانداردهای GMP در تولید، کنترل دقیق ناخالصی‌ها، و آزمایش‌های معتبر برای تعیین هویت و قدرت دارو و بررسی حلال‌های باقیمانده و اندوتوکسین‌ها الزامی است. از جنبه زنجیره تأمین، وابستگی به کشاورزی می‌تواند به دلیل شرایط آب‌وهوایی و آفات ناپایدار باشد. به همین دلیل مسیرهای زیست‌فناورانه و تخمیری دنبال می‌شوند تا پایداری بیشتری در عرضه ایجاد کنند، مصرف زمین را کاهش دهند و پایداری زنجیره تأمین را تضمین نمایند.

ضرورت ورود ایران به تولید
ایران کشوری با جمعیت بالا و نیاز رو به رشد به داروهای ضداسپاسم و ضدتهوع است. بسیاری از بیماران مبتلا به بیماری‌های گوارشی، اورولوژیک و افرادی که تحت اعمال جراحی قرار می‌گیرند نیازمند مصرف آسکوپولامین هستند. واردات این دارو همواره با چالش‌هایی از جمله هزینه‌های ارزی، محدودیت‌های تحریم و مشکلات تأمین پایدار مواجه بوده است. بنابراین تولید داخلی این دارو می‌تواند تضمین‌کننده امنیت دارویی کشور باشد.

تولید صنعتی آسکوپولامین در ایران علاوه بر صرفه‌جویی ارزی، امکان توسعه صادرات دارویی را نیز فراهم می‌کند. ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی ممتاز می‌تواند بازارهای منطقه‌ای مانند خاورمیانه و آسیای مرکزی را پوشش دهد. ورود به تولید این دارو همچنین سبب انتقال فناوری‌های نوین مانند زیست‌فناوری تخمیری و مهندسی متابولیک به کشور خواهد شد و صنایع دارویی داخلی را یک گام به سمت فناوری‌های پیشرفته نزدیک‌تر می‌کند.

ایران سابقه پژوهشی قابل توجهی در حوزه گیاهان دارویی و صنایع زیستی دارد. پژوهشکده‌ها و دانشگاه‌های کشور توانایی انجام پروژه‌های مرتبط با مهندسی ژنتیک، کشت بافت و استخراج آلکالوئیدها را دارند. این زیرساخت‌ها می‌توانند با حمایت هدفمند دولت و سرمایه‌گذاری بخش خصوصی، مسیر تجاری‌سازی تولید هیوسین را هموار سازند.