Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
Centre d'R+D d'aplicacions
Introducció
El taxus (Taxus chinensis o teix xinès) és una planta silvestre protegida pel país.És una planta rara i en perill d'extinció deixada per les glaceres del Quaternari.També és l'única planta medicinal natural del món.Taxus es distribueix a la zona temperada de l'hemisferi nord fins a la regió subtropical mitjana, amb unes 11 espècies al món.Hi ha 4 espècies i 1 varietat a la Xina, a saber, Taxus del nord-est, Taxus de Yunnan, Taxus, Taxus tibetà i Taxus del sud.Aquestes cinc espècies es distribueixen al sud-oest de la Xina, el sud de la Xina, la Xina central, l'est de la Xina, el nord-oest de la Xina, el nord-est de la Xina i Taiwan.Les plantes Taxus contenen una gran varietat de components químics, incloent taxans, flavonoides, lignans, esteroides, àcids fenòlics, sesquiterpens i glicòsids.El famós medicament antitumoral Taxol (o Paclitaxel) és una mena de taxans.Taxol té mecanismes anticancerígens únics.Taxol pot "congelar" microtúbuls pentinant-se amb ells i evitar que els microtúbuls separin els cromosomes en el moment de la divisió cel·lular, provocant així la mort de les cèl·lules en divisió, especialment les cèl·lules canceroses que proliferen ràpidament[1].A més, activant els macròfags, Taxol provoca una disminució dels receptors de TNF-α (factor de necrosi tumoral) i l'alliberament de TNF-α, matant o inhibint així les cèl·lules tumorals[2].A més, Taxol pot induir l'apoptosi actuant sobre la via del receptor apoptòtic mediada per Fas/FasL o activant el sistema de proteasa de cisteïna [3].A causa del seu efecte anticancerígen d'objectius múltiples, Taxol s'utilitza àmpliament en el tractament del càncer d'ovari, càncer de mama, càncer de pulmó de cèl·lules no petites (NSCLC), càncer gàstric, càncer d'esòfag, càncer de bufeta, càncer de pròstata, melanoma maligne, cap i coll. càncer, etc[4].Especialment per al càncer de mama avançat i el càncer d'ovari avançat, Taxol té un efecte curatiu excepcional, per la qual cosa es coneix com "l'última línia de defensa per al tractament del càncer".
Taxol és el fàrmac anticancerígen més popular al mercat internacional en els darrers anys i es considera un dels fàrmacs anticancerígens més efectius per als humans en els propers 20 anys.En els últims anys, amb el creixement explosiu de la població i la incidència del càncer, la demanda de Taxol també ha augmentat significativament.Actualment, el Taxol necessari per a la investigació clínica o científica s'extreu principalment directament de Taxus.Malauradament, el contingut de Taxol a les plantes és bastant baix.Per exemple, el contingut de Taxol és només del 0,069% a l'escorça de Taxus brevifolia, que en general es considera que té el contingut més alt.Per a l'extracció d'1 g de Taxol, es necessiten uns 13,6 kg d'escorça de Taxus.D'acord amb aquesta estimació, es necessiten entre 3 i 12 arbres Taxus que tenen més de 100 anys per tractar una pacient amb càncer d'ovari.Com a resultat, s'han talat un gran nombre d'arbres Taxus, la qual cosa ha provocat l'extinció d'aquesta preciosa espècie.A més, Taxus és molt pobre en recursos i lent en creixement, cosa que dificulta el desenvolupament i la utilització de Taxol.
Actualment, la síntesi total de Taxol s'ha completat amb èxit.Tanmateix, la seva ruta sintètica és molt complexa i d'alt cost, per la qual cosa no té importància industrial.El mètode semisintètic de Taxol és ara relativament madur i es considera una manera eficaç d'ampliar la font de Taxol a més de la plantació artificial.Breument, en la semisíntesi de Taxol, el compost precursor de Taxol que és relativament abundant a les plantes de Taxus s'extreu i després es converteix en Taxol per síntesi química.El contingut de 10-desacetilbaccatina Ⅲ a les agulles de Taxus baccata pot arribar al 0,1%.I les agulles són fàcils de regenerar en comparació amb les escorces.Per tant, la semisíntesi de Taxol basada en 10-desacetilbaccatina Ⅲ està cridant cada cop més l'atenció dels investigadors[5] (com es mostra a la figura 1).
Figura 1. La ruta semisintètica de Taxol a base de 10-desacetilbaccatina Ⅲ.
En aquesta publicació, l'extracte de la planta Taxus es va purificar mitjançant una màquina SepaBean™ del sistema de cromatografia líquida preparativa amb flaix en combinació amb cartutxos flash SepaFlash C18 de fase inversa (RP) produïts per Santai Technologies.S'ha obtingut el producte objectiu que compleix els requisits de puresa i es pot utilitzar en investigacions científiques posteriors, oferint una solució rendible per a la purificació ràpida d'aquest tipus de productes naturals.
| Instrument | Màquina SepaBean™ | |
| Cartutx | Cartutx de flaix SepaFlash C18 RP de 12 g (sílice esfèrica, 20 - 45 μm, 100 Å, número de comanda: SW-5222-012-SP) | |
| Longitud d'ona | 254 nm (detecció), 280 nm (vigilància) | |
| Fase mòbil | Dissolvent A: Aigua | |
| Solvent B: metanol | ||
| Velocitat de flux | 15 ml/min | |
| Càrrega de mostres | Mostra crua de 20 mg dissolta en 1 ml de DMSO | |
| Gradient | Temps (min) | dissolvent B (%) |
| 0 | 10 | |
| 5 | 10 | |
| 7 | 28 | |
| 14 | 28 | |
| 16 | 40 | |
| 20 | 60 | |
| 27 | 60 | |
| 30 | 72 | |
| 40 | 72 | |
| 43 | 100 | |
| 45 | 100 | |
Resultats i discussió
El cromatograma flash per a l'extracte brut de Taxus es va mostrar a la figura 2. Mitjançant l'anàlisi del cromatograma, el producte objectiu i les impureses van aconseguir la separació inicial.A més, també es va aconseguir una bona reproductibilitat mitjançant múltiples injeccions de mostres (dades no mostrades).Es trigarà unes 4 hores a completar la separació en el mètode de cromatografia manual amb columnes de vidre.En comparació amb el mètode de cromatografia manual tradicional, el mètode de purificació automàtica d'aquesta publicació només requereix 44 minuts per completar tota la tasca de purificació (com es mostra a la figura 3).Es poden estalviar més del 80% del temps i una gran quantitat de dissolvent mitjançant el mètode automàtic, que pot reduir efectivament el cost i millorar molt l'eficiència del treball.
Figura 2. El cromatograma flash de l'extracte brut de Taxus.
Figura 3. La comparació del mètode de cromatografia manual amb el mètode de purificació automàtica.
En conclusió, pentinar els cartutxos flash SepaFlash C18 RP amb la màquina SepaBean™ pot oferir una solució ràpida i eficient per a la purificació ràpida de productes naturals com l'extracte de Taxus.
Referències
1. Alushin GM, Lander GC, Kellogg EH, Zhang R, Baker D i Nogales E. Les estructures de microtúbuls d'alta resolució revelen les transicions estructurals de la αβ-tubulina després de la hidròlisi de GTP.Cèl·lula, 2014, 157 (5), 1117-1129.
2. Burkhart CA, Berman JW, Swindell CS i Horwitz SB.Relació entre l'estructura del taxol i altres taxans sobre la inducció de l'expressió gènica del factor de necrosi tumoral-α i la citotoxicitat.Cancer Research, 1994, 54 (22), 5779-5782.
3. Park SJ, Wu CH, Gordon JD, Zhong X, Emami A i Safa AR.El taxol indueix l'apoptosi dependent de la caspasa 10, J. Biol.Chem., 2004, 279, 51057-51067.
4. Paclitaxel.La Societat Americana de Farmacèutics del Sistema de Salut.[2 de gener de 2015]
5. Bruce Ganem i Roland R. Franke.Paclitaxel dels taxans primaris: una perspectiva sobre la invenció creativa en la química dels organozirconis.J. Org.Chem., 2007, 72 (11), 3981-3987.
Hi ha una sèrie de cartutxos de flaix SepaFlash C18 RP amb diferents especificacions de Santai Technology (com es mostra a la taula 2).
| Número d'article | Mida de la columna | Velocitat de flux (ml/min) | Pressió màxima (psi/bar) |
| SW-5222-004-SP | 5,4 g | 5-15 | 400/27.5 |
| SW-5222-012-SP | 20 g | 10-25 | 400/27.5 |
| SW-5222-025-SP | 33 g | 10-25 | 400/27.5 |
| SW-5222-040-SP | 48 g | 15-30 | 400/27.5 |
| SW-5222-080-SP | 105 g | 25-50 | 350/24.0 |
| SW-5222-120-SP | 155 g | 30-60 | 300/20.7 |
| SW-5222-220-SP | 300 g | 40-80 | 300/20.7 |
| SW-5222-330-SP | 420 g | 40-80 | 250/17.2 |
Taula 2. Cartutxos flash SepaFlash C18 RP.
Materials d'embalatge: sílice unida amb C18 esfèrica d'alta eficiència, 20 - 45 μm, 100 Å
Per obtenir més informació sobre les especificacions detallades de la màquina SepaBean™ o la informació de comandes dels cartutxos flash de la sèrie SepaFlash, visiteu el nostre lloc web
Hora de publicació: 20-set-2018