Table of Contents
فهم الحساسيات الغذائية وتأثيرها على الصحة العالمية
وتمثل حساسية الأغذية قلقا متزايدا في مجال الصحة العامة في جميع أنحاء العالم، إذ تطال ما يقدر بـ 260 مليون شخص في جميع الفئات العمرية، وقد ارتفع انتشار حساسية الأغذية ارتفاعا كبيرا خلال العقود القليلة الماضية، حيث تفيد بعض الدراسات عن زيادات بنسبة 50 في المائة أو أكثر في بعض السكان، وتصل الحساسية الغذائية إلى بروتينات محددة موجودة في مختلف الأغذية مما يؤدي إلى استجابات غير عادية من الأفراد الذين يعانون من الاضطرابات الوراثية.
وتشمل الحساسيات الرئيسية الثمانية للأغذية التي تعترف بها الوكالات التنظيمية الفول السوداني، وجوز الأشجار، والحليب، والبيض، والقمح، والصويا، والسمك، والسمك، والصيد المسيل، وهذه تمثل معا أكثر من 90 في المائة من جميع ردود فعل حساسية الأغذية، وبالإضافة إلى هذه المحركات المعروفة جيدا، تم توثيق أكثر من 160 غذاء آخر لإحداث استجابات حساسة في الأفراد الحساسين، ويزيد العبء الاقتصادي من الإنتاجية، حيث تتكبد المنتجات البديلة تكلفة المغذيات من المليون سنويا.
وتعتمد النهج التقليدية لإدارة حساسية الأغذية على تجنب الأغذية الزائدة معالجة سريعة للتعرض العرضي للمضادات أو الحقنات الأوتوماتيكية الوبائية، غير أن تجنبها ليس ممكناً دائماً نظراً إلى أن جميع المكونات الحساسية في الأغذية المجهزة وخطر التطهير أثناء التصنيع، وهذا الواقع يُجري بحثاً عن حلول هندسية أكثر أهمية، ولا سيما من خلال استراتيجيات [1].
الاستراتيجيات الهندسية الوراثية لخفض الحساسية
إن تطبيق الهندسة الوراثية للحد من البروتينات الحساسية في الأغذية يمثل تحولاً في النموذج في إدارة الحساسية، فبدلاً من أن يطلب من المستهلكين تجنب فئات الأغذية بأكملها، يعمل العلماء على إيجاد نسخ من تلك الأغذية التي لم تعد تؤدي إلى استجابات مناعة، وقد ظهرت ثلاثة نهج جينية أولية باعتبارها أكثر الطرق واعدة نحو تحقيق هذا الهدف، وهي التصورات الجينية، وتحرير الجينات، والتعديلات المتميزة.
جين سيلينك عبر رينا
تدخل الـ "آر إن" عادةً ما يُختبَر كـ "ريناي" هو آلية بيولوجية تحدث بشكل طبيعي وتنظم التعبير الجيني من خلال تحطيم جزيئات معينة من الرسل الوطني للناجين
ومن أبرز حالات النجاح التي حققها خفض الحساسية على أساس الرايين في فول الصويا، حيث أن بروتين P34، المعروف أيضا باسم Gly m Bd 30K، هو حساسية كبيرة من الصويا تحفز ردود فعل في العديد من الأفراد، ومن خلال السخرية من النيجيرية، وضع الباحثون في جامعة أريزونا وغيرها من المؤسسات خطوطا للفول السوداني مع انخفاض كبير في مستويات هذه البروتين.
وتشمل مزايا الشبكة العالمية الوطنية لإعادة التكرار والقدرة على استهداف جينات متعددة ذات صلة في وقت واحد باستخدام التسلسلات المتحفظة، غير أن هذه التقنية تتطلب تصميما دقيقا لتجنب الآثار غير المستهدفة التي يمكن أن تصمت جينات غير مقصودة ويمكن أن تضر بصحة النباتات أو أن تستحدث شواغل جديدة تتعلق بالسلامة.
جين إيدينغ) مع (CRISPR-Cas9)
وقد أدى ظهور تكنولوجيا CRISPR-Cas9 إلى ثورة الهندسة الوراثية في جميع الميادين، كما أن خفض الحساسية الغذائية ليس استثناءً، وهذا [(FLT:0]] أداة تحرير الجينات الدقيقة ] يتيح للعلماء إجراء تعديلات محددة الهدف على تسلسلات الحمض النووي المحددة في الجينوم، خلافاً لتقنيات التعديل الوراثي السابقة التي كثيراً ما تنطوي على إدخال حمض نووي أجنبي، يمكن أن تؤدي إلى تخفيف عبء الاستهلاك من المواد الجينية دون التعرض للتمي.
وقد نجح الباحثون في استخدام برنامج البحوث المتعلقة بالأوبئة في إبادة الجينات التي تغذي بروتينات الحساسية في عدة أنواع من المحاصيل، فعلى سبيل المثال، استخدم العلماء في معهد علوم المحاصيل في اليابان نظام CRISPR لخلق خطوط قمح مع انخفاض كبير في مستويات بروتينات ألفا - جليدين، المسؤولة عن إحداث أمراض الإسمية وحساسة القمح في الأفراد الحساسين، وذلك باستهداف تسلسلات متماسكة في جميع أنحاء الجينودين
وقد طُبقت أيضاً على التفاح لتقليل تعبير مال د 1، الحساسية الرئيسية المسؤولة عن متلازمة الحساسية الفموية في الأفراد الذين يعانون من حساسية إزاء التلوث البدائي، وتحتفظ أصناف التفاح المحرر بذوقها المستصوب وخصائصها في حين أنها تقل مخاطرها على المستهلكين، ويجري وضع نُهج مماثلة فيما يتعلق بالبيوت والنسخ المجازفة وخطورة:
Transgenic Approaches and Novel Protein Expression
وفيما عدا العزلة أو تحرير الجينات الموجودة، فإن النهج المغايرة تنطوي على إدخال جينات جديدة إلى كائن حي لتحقيق سمة مرغوبة، وفي سياق خفض الحساسية، استطلع الباحثون إمكانية التعبير عن الأجسام المضادة أو البروتينات الأخرى التي ترتبط بالطحن الحساسية وتحييدها قبل أن يمكن أن تحفز على استجابات مناعية، وتشمل استراتيجية أخرى التعبير عن البروتينات التي توجه الجزيئات الحساسة بعيدا عن النسيجات.
وفي حين تتيح النُهج عبر الوطنية فرصاً فريدة، فإنها تواجه تدقيقاً تنظيمياً أشد صرامة في العديد من الولايات القضائية بسبب إدخال تسلسلات الحمض النووي الأجنبي، فعلى سبيل المثال، يصنف الاتحاد الأوروبي المحاصيل التي يحررها المعهد على أنها كائنات معدَّلة جينياً إذا كانت عملية التحرير تنطوي على استخدام نموذج الحمض النووي، في حين اعتمدت وزارة الزراعة في الولايات المتحدة موقفاً أكثر تساهلاً فيما يتعلق بالنباتات المحررة من الجين والتي لا تحتوي على الحمض النووي الأجنبي.
الطلبات المقدمة عبر حساسيات الأغذية الرئيسية
ويجري تطبيق استراتيجيات الهندسة الوراثية المذكورة أعلاه على مجموعة واسعة من الحساسيات الرئيسية للأغذية، وتختلف جهود البحث في النضج، حيث توجد بعض المنتجات بالفعل في مجال التنمية التجارية بينما تظل أخرى في مرحلة إثبات المفاهيم في المختبرات الأكاديمية، وتستعرض الفروع التالية التقدم المحرز في فئات غذائية محددة.
Peanuts and Tree Nuts
ويعد حساسية الفستق واحدا من أكثر أنواع حساسية الأغذية شيوعاً وشديدة، إذ يؤثر على نحو 1-2 في المائة من الأطفال في البلدان الغربية ويتسبب في معظم حالات الأفيلاكسي التي تسبب فيها الأغذية، ويُعين الحساسيات الرئيسية من الفول السوداني على أساس الألف 1 من خلال الرنة 17، مع أن نسبة النمو في إنتاج الأرا 2، و6، ونسبة الباحثين الذين يستخدمون مادة السخاء في جامعة كارولينا الشمالية.
أما الحساسية من الجوز، بما في ذلك الحساسية من اللوز والجوز والجوز والجوز والشوكولاتة، فهي أقل دراسة ولكنها تشكل مخاطر مماثلة، ويجري استكشاف النهج القائمة على أساس مشروع تجديد نظم المعلومات بهدف استهداف البروتينات الرئيسية للتخزين في اللوز (برودو 6) والجوزات (آنا أو 3) غير أن الأنواع الجوزية من الأشجار تمثل تحديات أكبر بسبب فترات الجيل الأطول وأقل جودة.
القمح والاضطرابات ذات الصلة بالجلوتين
وتؤثر حساسية القمح والداء الرئوي والحساسية غير الخلوية على ملايين الأفراد في جميع أنحاء العالم، وتكدس البروتينات الغلوتينية المسؤولة عن هذه الظروف، ولا سيما الجليادين والجليوتينات، من قبل أسر متعددة الأجناس تكون شديدة التعقيد والتكرار، وقد جعل هذا التعقيد الجينومي صعوبة في القضاء على جميع بروتينات البلازما اللاموية غير النشطة دون أن يؤثر ذلك أيضا.
وقد مكّنت التطورات الأخيرة في تعددية " CRISPR " ، التي تسمح بالتحرير المتزامن للجينات المتعددة، الباحثين من استهداف جينات جليدية متعددة في حدث تحويلي واحد.() وقد أظهرت دراسة أجريت في عام 2022 نشرت في Food and Energy Security أن تحرير عدد قليل من جينات الغدد الأساسية يمكن أن يقلل من النشاط غير المادي بأكثر من 80 في المائة مع الحفاظ على الجودة المقبولة.
الحليب ومنتجات الألبان
والحساسية من حليب البقر هي أكثر أنواع غذائية شيوعاً بين الأطفال الرضع والأطفال الصغار، إذ تؤثر على نحو 2-3 في المائة من الأطفال دون سن الثالثة، والحساسيات الرئيسية في الحليب هي حالات (ألفا 1 وألفا 2 وبيتا وقضية بيا) وبروتينات مرنة (لاكتوغلبولين وألفا من بدائل الصنع) وفي حين أن الأفراد كثيراً ما يستطيعون تحمل الحليب من المصابيح.
وقد ركزت النُهج الهندسية الوراثية الرامية إلى خفض حساسية الحليب أساسا على اللاتوبين بيتا، الذي لا يوجد في لبن البشر ويبدو أنه قابل للاستغناء عن نوعية التغذية للحليب الغليفي، وقد نجح الباحثون في استخدام الخلايا التغذوية لزراعة البوليتات لتوليد أبقار ألبان تنتج الحليب مع انخفاض كبير في محتوى الخلايا الفوقية البيتا، وقد تم إنشاء هذه الحيوانات عن طريق تحرير الخلايا الجيل المحتوي على البعوضة على هذا البروتين.
وثمة نهج بديل ينطوي على هندسة [(FLT:0)] مبيدات آثام الأعضاء لإنتاج بروتينات حليب متكدسة من اليوتينات، التي تفتقر إلى أطبوم حساسية، وقد قامت شركات مثل اليوم المثالي بتسويق الآيس كريم ومنتجات الألبان الأخرى باستخدام تخمير خبيث لإنتاج بروتينات حليب من الي شرق، رغم أن هذه المنتجات مصممة بحيث تكون معادلة لبروجينات الحليب التقليدية وليس محدداًاًاً.
الصويا وغيرها من الأساطير
إن الصويا هي حساسية غذائية رئيسية، لا سيما في الأطفال، وهي تستخدم على نطاق واسع كمكون في الأغذية المجهزة، وتشمل الحساسيات الرئيسية من الصويا غلي م 4، وجلي م 5 (بيتا - كلسينين)، وجلي م 6 (غليسين)، وباستخدام نظام RNAi، وضع الباحثون خطوطاً للفول الصويا مع قمع تعبير عن مرضى Gly m Bd30K.
ويثير تقاطع حساسية الصويا مع تزايد الطلب على بدائل البروتين النباتية أهمية خاصة، حيث ينتقل المستهلكون إلى تناول اللحوم والحلوى، التي يعتمد الكثير منها اعتماداً كبيراً على بروتين الصويا، فإن تطوير أصناف الصويا السائلة النافقية يمكن أن يوسع كثيراً سوق هذه المنتجات مع حماية المستهلكين الحساسين.
تقييم الغطاء النباتي والسلامة
وتختلف البيئة التنظيمية للأغذية المصممة جينيا اختلافا كبيرا في جميع الولايات القضائية، مما يخلق فرصا وتحديات لتطوير وتسويق المنتجات المُنتجة من الحساسية، وفي الولايات المتحدة، تشرف إدارة الأغذية والمخدرات على تقييم سلامة الأغذية المُعدّدة جينيا من خلال عملية تشاور طوعية، وتنظم دائرة التفتيش الصحي على الحيوانات والنباتات التابعة للوكالة الأمريكية للتأمينات التجارب الميدانية للمحاصيل المصممة جينيا، بينما تقوم وكالة الحماية البيئية.
وفي عام 2018، أصدرت وزارة الزراعة والبيئة بياناً يوضح أن بعض المحاصيل المحررة من جينات لا تخضع لرقابة تنظيمية طالما أن عملية التحرير لا تنطوي على آفات زراعية أو إدخال حمض نووي أجنبي، وقد فتح هذا الحكم الباب للمحاصيل المحررة من قبل المؤسسة، مثل الصويا الحمضية العالية الأوقيانية، والمكنة غير الازدحامية، لكي تدخل السوق دون أن تجتاز العملية التنظيمية الكاملة المطلوبة للمحاصيل المشابهة.
وقد اتخذ الاتحاد الأوروبي نهجا أكثر تحوطا، حيث أصدرت محكمة العدل في عام 2018 حكما يقضي بأن الكائنات الحية التي تولدها تقنيات تحرير الجينات تخضع لنفس الأنظمة التي تخضع لها الكائنات التقليدية المعدلة وراثيا، وقد أبطأ هذا القرار كثيرا تطوير وتسويق المحاصيل المستخرجة من الجينات من أجل تخفيض الحساسية في أوروبا، رغم أن بعض الدول الأعضاء دعت إلى إصلاح الأنظمة لتعكس توافق الآراء العلمي الذي لا يشكل محاصيلا محفوفة بالمخاطر.
التحديات والنظر في المسائل الأخلاقية
وعلى الرغم من التقدم الملحوظ في النهج الهندسية الجينية في مجال خفض الحساسية، لا تزال هناك تحديات كبيرة على الطريق من البحوث المختبرية إلى رفوف الأسواق الكبرى، إذ تشمل هذه التحديات المجالات التقنية والتنظيمية والأخلاقية والاجتماعية، وسيتطلب حلها تعاونا مستمرا بين العلماء والمنظمين وأصحاب المصلحة في الصناعة ومجموعات الدعوة للمستهلكين.
التحديات التقنية والآثار غير المقصودة
ومن التحديات التقنية الرئيسية ظاهرة التعويض، حيث يؤدي تزيين أو حذف بروتين حساس إلى زيادة في عدد البروتينات الأخرى التي قد تكون حساسة أيضاً، وقد لوحظ هذا الرد التعويضي في عدة أنواع من المحاصيل، ويتطلب رصداً دقيقاً للبروتات الكاملة في الخطوط الهندسية، وعلى سبيل المثال، في خطوط الفول السوداني المعروفة باسم RNAi-silenced، التي شهدت زيادة في التعبير عن البذور البديلة.
وثمة عقبة تقنية أخرى تتمثل في الحفاظ على الأداء الزراعي مع الحد من محتوى الحساسية، وكثيرا ما تؤدي بروتينات الحساسية وظائف هامة في تنمية البذور والتبريد والدفاع عن المسببات المرضية، ويمكن أن يؤدي القضاء الكامل على هذه البروتينات إلى تقويض غلة المحاصيل أو مقاومة الأمراض أو استقرار التخزين، ويتمثل التحدي في تحقيق تخفيض كاف في الحساسية لحماية الأفراد الحساسين مع الحفاظ على السمات التي تجعل المحصول قابلا للبقاء اقتصاديا.
التصور العام وتقبل المستهلك
ولا يزال التصور العام للهندسة الوراثية منقسما، لا سيما في أوروبا وأجزاء من آسيا، وتظهر الدراسات الاستقصائية باستمرار أن المستهلكين يقبلون أكثر من غيرهم بالتعديلات الوراثية التي توفر منافع صحية مباشرة، مثل انخفاض الحساسية، مقارنة بالتعديلات التي تعود بالفائدة أساسا على المنتجين، مثل مقاومة مبيدات الأعشاب، غير أن حتى التعديلات الموجهة نحو الصحة تواجه هيمنة المستهلكين الذين يفضلون الأغذية الطبيعية أو العضوية، وعدم ثقة الشركات في إنتاج الأغذية الغذائية.
والشفافية في وضع العلامات عامل حاسم في بناء ثقة المستهلكين، فالنقاش حول ما إذا كان ينبغي تسمية المنتجات الغذائية المستمدة من المحاصيل المصممة جينيا أو المحررة جينيا، على أنها مستمرة في المحافل التنظيمية في جميع أنحاء العالم، ويمكن أن يساعد وضع علامات واضحة ومفيدة تميز بين مختلف أنواع التعديل الوراثي وتشرح الفوائد المحددة للمستهلكين الحساسين على سد الفجوة بين القدرات العلمية والقبول العام.
إن الموارد التعليمية للمؤسسة في مجال الأغذية المصممة جينياً تؤكد أن جميع المنتجات المصممة جينياً والمتسوّقة في الولايات المتحدة يجب أن تستوفي معايير السلامة نفسها التي تطبقها الأغذية المنتجة في العادة، وبالنسبة للمنتجات المخففة للحساسية، على وجه التحديد، توصي هيئة تنمية الأعمال التجارية بأن تجري الشركات اختبارات شاملة للتأكد من انخفاض مستويات الحساسية المستهدفة وتقييم إمكانات التحسس غير المقصود.
الاعتبارات الأخلاقية والإنصاف التنظيمي
وتشمل المسائل الأخلاقية المحيطة بالهندسة الجينية للحد من الحساسية الشواغل المتعلقة بالأثر البيئي الطويل الأجل الناجم عن إطلاق الكائنات المحورة، واحتمالات تفاقم أوجه عدم المساواة الاجتماعية إذا ما قيّمت الأغذية الناقصة على أقساط، والآثار الأخلاقية المترتبة على تغيير التركيب الوراثي للكائنات الحية التي تشكل جزءا من النظام الإيكولوجي المشترك.
وهناك أيضاً قلق إزاء إمكانية نقل المسؤولية، حيث ينتقل عبء إدارة حساسية الأغذية أكثر من قطاع صناعة الأغذية ونحو فرادى المستهلكين، وإذا أصبحت النسخ من الأغذية المشتركة غير المرخصة متاحة على نطاق واسع، فإن الأفراد الذين يستجيبون للأصناف التقليدية قد يواجهون ضغوطاً على شراء المنتجات المعدلة أو يتحملون العواقب، بدلاً من توقع أن تحتفظ الجهات المصنعة ببرامج صارمة لمكافحة الحساسية.
التوقعات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة
ويتقدم مجال الهندسة الوراثية للحد من الحساسية بسرعة، مدفوعاً بتحسين كفاءة تحرير الجينوم، والنمذجة الحاسوبية لهياكل البروتين، وزيادة الوعي بعبء حساسية الأغذية في جميع أنحاء العالم، ومن المرجح أن تشكل عدة اتجاهات ناشئة مسار هذا الميدان على مدى العقد المقبل.
Multiplex editing technologies] that allow concur modification of multiple genes will be particularly important for crops such as wheat and peanuts, where all allحساسgenic proteins are encoded by large gene families. New CRISPR variants, including base editors and prime editors, offer even greater precision by allowing single break-nuclecleot
The integration of artificial intelligence and machine learning into allergen prediction is another promising development. Computational models trained on large datasets of known allergens and immune epitopes can now predict with high accuracy which protein sequences are likely to trigger allergenic responses. These models can guide the design of modified operational protebulins that retain their structural
وثمة مجال آخر للبحث يتمثل في وضع استراتيجيات للتسامح المستحثة [(FLT:0]) ] تجمع بين الهندسة الوراثية والعلاج الفموي، وفي هذا النهج، يمكن استخدام الأغذية المصممة ذات المستويات الخاضعة للرقابة الدقيقة من بروتينات الحساسية كعوامل علاجية لحساسية الأفراد الحساسين من خلال بروتوكولات التعرض المراقب.
ويتفاوت الجدول الزمني للتسويق بالنسبة للأغذية التي تخفف من الحساسية من خلال الولاية القضائية للمحاصيل والتنظيم، ففي الولايات المتحدة، يمكن للمحاصيل التي يحررها المركز والتي يقل فيها الحساسية أن تصل إلى السوق في غضون خمس إلى سبع سنوات، شريطة أن تؤكد اختبارات الأمان عدم وجود آثار غير مقصودة، وأن قبول المستهلكين يكفي لتبرير الاستثمار، وفي أوروبا، من المرجح أن يكون الجدول الزمني أطول بسبب أنظمة أكثر تقييدا، رغم أن التمويل العام للبحوث في هذا المجال لا يزال قويا.
وسيكون التعاون بين مؤسسات البحوث العامة والشركات الخاصة أساسياً لنقل المسار المعقد من اكتشاف المختبرات إلى المنتج التجاري، كما أن تكلفة تطوير وتنظيم الموافقة على مجموعة جديدة من المحاصيل المصممة جينياً تقدر بأكثر من 100 مليون دولار، مما يشكل حاجزاً كبيراً للمنظمات الأصغر حجماً ويحد من مجموعة المحاصيل التي يمكن استهدافها، كما سيلزم إقامة شراكات بين القطاعين العام والخاص وتمويل الخيري لضمان أن تشمل جهود البحث التي تتسع لتشمل المحاصيل الأكثر أهمية من الناحية التجارية.
خاتمة
وتمثل نُهج الهندسة الوراثية الرامية إلى الحد من الحساسية في المنتجات الغذائية أحد أكثر الحدود واعدة في مجال السلامة الغذائية وإدارة الحساسية، ومن خلال تدخلات نظام تقييم الاحتياجات الغذائية، وتحرير الجينات CRISPR-Cas9، وغير ذلك من التقنيات الجزيئية، يحرز الباحثون تقدما كبيرا نحو إيجاد نسخ من الفول السوداني، والقمح، واللبن، والصويا، وغير ذلك من الأغذية الحساسة التي لا تشمل المخاطر النفسية المحسنة التي يمكن أن تنجم عنها.
ويستلزم المسار الذي يُتخذ من أجل اعتماد هذه التكنولوجيات على نطاق واسع اهتماماً دقيقاً بتقييم السلامة والامتثال التنظيمي والاعتبارات الأخلاقية والاتصالات العامة، والقاعدة العلمية متينة، ولا تزال القدرات التقنية تتوسع بوتيرة سريعة، وما لا يزال يتعين النظر إليه هو كيفية تحقيق توازن بين المنافع المحتملة للأغذية التي تُنتج عن الحساسية من الشواغل المتعلقة بالتعديلات الجينية، وما إذا كان بإمكان الهياكل الأساسية التنظيمية والتجارية أن تدعم تطوير هذه المنتجات وتوزيعها على نطاق يجعلها فرقاً ذا معنى في الصحة العامة.
وبالنسبة للأفراد والأسر المتضررة من حساسية الأغذية، فإن احتمال وجود نسخ من الأغذية المفضلة من النادرين يبشر بأمل حقيقي، وسيحدد استمرار التزام الباحثين والمنظمين وأصحاب المصلحة في الصناعة ما إذا كان ذلك الأمل يترجم إلى منتجات آمنة وميسورة التكلفة ومتاحة على نطاق واسع في السنوات المقبلة.