Die Reinigung von Taxus-Extrakt mit der SepaBean™-Maschine

Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
Forschungs- und Entwicklungszentrum für Anwendungen

Einführung
Taxus (Taxus chinensis oder Chinesische Eibe) ist eine vom Land geschützte Wildpflanze.Es handelt sich um eine seltene und gefährdete Pflanze, die von den Gletschern des Quartärs zurückgelassen wurde.Es ist auch die einzige natürliche Heilpflanze der Welt.Taxus ist in der gemäßigten Zone der nördlichen Hemisphäre bis in die mittelsubtropische Region verbreitet und umfasst weltweit etwa 11 Arten.In China gibt es 4 Arten und 1 Sorte, nämlich Nordost-Taxus, Yunnan-Taxus, Taxus, Tibet-Taxus und Süd-Taxus.Diese fünf Arten sind in Südwestchina, Südchina, Zentralchina, Ostchina, Nordwestchina, Nordostchina und Taiwan verbreitet.Taxus-Pflanzen enthalten eine Vielzahl chemischer Komponenten, darunter Taxane, Flavonoide, Lignane, Steroide, Phenolsäuren, Sesquiterpene und Glykoside.Das berühmte Antitumormittel Taxol (oder Paclitaxel) ist eine Art Taxan.Taxol verfügt über einzigartige Antikrebsmechanismen.Taxol kann Mikrotubuli „einfrieren“, indem es sich mit ihnen verbindet, und verhindert, dass Mikrotubuli zum Zeitpunkt der Zellteilung die Chromosomen trennen, was zum Absterben sich teilender Zellen führt, insbesondere bei sich schnell vermehrenden Krebszellen[1].Darüber hinaus bewirkt Taxol durch die Aktivierung von Makrophagen eine Verringerung der TNF-α-Rezeptoren (Tumornekrosefaktor) und die Freisetzung von TNF-α, wodurch Tumorzellen abgetötet oder gehemmt werden[2].Darüber hinaus kann Taxol Apoptose induzieren, indem es auf den durch Fas/FasL vermittelten apoptotischen Rezeptorweg einwirkt oder das Cysteinproteasesystem aktiviert[3].Aufgrund seiner vielfältigen Antikrebswirkung wird Taxol häufig bei der Behandlung von Eierstockkrebs, Brustkrebs, nicht-kleinzelligem Lungenkrebs (NSCLC), Magenkrebs, Speiseröhrenkrebs, Blasenkrebs, Prostatakrebs, malignem Melanom sowie Kopf- und Halskrebs eingesetzt Krebs usw.[4].Insbesondere bei fortgeschrittenem Brustkrebs und fortgeschrittenem Eierstockkrebs hat Taxol eine hervorragende Heilwirkung und wird daher als „letzte Verteidigungslinie bei der Krebsbehandlung“ bezeichnet.

Taxol ist in den letzten Jahren das beliebteste Krebsmedikament auf dem internationalen Markt und gilt als eines der wirksamsten Krebsmedikamente für den Menschen in den nächsten 20 Jahren.In den letzten Jahren ist mit dem explosionsartigen Bevölkerungswachstum und der Krebsinzidenz auch die Nachfrage nach Taxol deutlich gestiegen.Derzeit wird Taxol, das für die klinische oder wissenschaftliche Forschung benötigt wird, hauptsächlich direkt aus Taxus gewonnen.Leider ist der Taxolgehalt in Pflanzen recht gering.Beispielsweise beträgt der Taxolgehalt in der Rinde von Taxus brevifolia, die allgemein als die Rinde mit dem höchsten Gehalt gilt, nur 0,069 %.Für die Gewinnung von 1 g Taxol werden etwa 13,6 kg Taxusrinde benötigt.Basierend auf dieser Schätzung werden 3 – 12 Taxus-Bäume benötigt, die mehr als 100 Jahre alt sind, um eine Patientin mit Eierstockkrebs zu behandeln.Infolgedessen wurde eine große Anzahl von Taxus-Bäumen gefällt, was zum nahezu Aussterben dieser kostbaren Art führte.Darüber hinaus ist Taxus sehr ressourcenarm und weist ein langsames Wachstum auf, was die weitere Entwicklung und Nutzung von Taxol erschwert.

Derzeit ist die Totalsynthese von Taxol erfolgreich abgeschlossen.Allerdings ist sein Syntheseweg sehr komplex und kostspielig, sodass ihm keine industrielle Bedeutung zukommt.Die halbsynthetische Methode von Taxol ist mittlerweile relativ ausgereift und gilt als wirksame Möglichkeit, die Taxolquelle zusätzlich zur künstlichen Bepflanzung zu erweitern.Kurz gesagt, bei der Halbsynthese von Taxol wird die in Taxus-Pflanzen relativ häufig vorkommende Taxol-Vorläuferverbindung extrahiert und dann durch chemische Synthese in Taxol umgewandelt.Der Gehalt an 10-Deacetylbaccatin Ⅲ in den Nadeln von Taxus baccata kann bis zu 0,1 % betragen.Und die Nadeln regenerieren sich im Vergleich zur Rinde leicht.Daher erregt die Halbsynthese von Taxol auf Basis von 10-Deacetylbaccatin Ⅲ bei Forschern immer mehr Aufmerksamkeit[5] (wie in Abbildung 1 dargestellt).

Abbildung 1. Der halbsynthetische Weg von Taxol basierend auf 10-Deacetylbaccatin Ⅲ.

In diesem Beitrag wurde der Taxus-Pflanzenextrakt mit einem präparativen Flash-Flüssigkeitschromatographiesystem SepaBean™ in Kombination mit SepaFlash C18 Reversed-Phase (RP) Flash-Kartuschen von Santai Technologies gereinigt.Das Zielprodukt, das den Reinheitsanforderungen entspricht, wurde erhalten und kann in der anschließenden wissenschaftlichen Forschung verwendet werden und bietet eine kostengünstige Lösung für die schnelle Reinigung dieser Art von Naturprodukten.