Ο καθαρισμός του εκχυλίσματος Taxus by Sepabean ™

Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
Κέντρο Ε & Α της Εφαρμογής

Εισαγωγή
Το Taxus (Taxus chinensis ή κινεζικό yew) είναι ένα άγριο εργοστάσιο που προστατεύεται από τη χώρα. Πρόκειται για ένα σπάνιο και απειλούμενο εργοστάσιο που απομένει από τους τεταρτογενείς παγετώνες. Είναι επίσης το μόνο φυσικό φαρμακευτικό εργοστάσιο στον κόσμο. Ο Taxus διανέμεται στην εύκρατη ζώνη του βόρειου ημισφαιρίου στη μέση-υποτροπική περιοχή, με περίπου 11 είδη στον κόσμο. Υπάρχουν 4 είδη και 1 ποικιλία στην Κίνα, δηλαδή βορειοανατολικά ταξί, Yunnan Taxus, Taxus, Tibetan Taxus και Southern Taxus. Αυτά τα πέντε είδη διανέμονται στη νοτιοδυτική Κίνα, τη Νότια Κίνα, την Κεντρική Κίνα, την Ανατολική Κίνα, τη Βορειοδυτική Κίνα, τη Βορειοανατολική Κίνα και την Ταϊβάν. Τα φυτά Taxus περιέχουν μια ευρεία ποικιλία χημικών συστατικών, συμπεριλαμβανομένων ταξικών, φλαβονοειδών, λιγνών, στεροειδών, φαινολικών οξέων, σισκριτερπένης και γλυκοσίδων. Η διάσημη αντι-όγκη ναρκωτική taxol (ή πακλιταξέλη) είναι ένα είδος ταξικών. Η Taxol έχει μοναδικούς αντικαρκινικούς μηχανισμούς. Η Taxol μπορεί να «παγώσει» τους μικροσωληνίσκους, χτενίζοντας μαζί τους και εμποδίζουν τους μικροσωληνίσκους να διαχωρίζουν τα χρωμοσώματα κατά τη στιγμή της κυτταρικής διαίρεσης, οδηγώντας έτσι στο θάνατο των διαχωριστικών κυττάρων, ιδιαίτερα ταχέως πολλαπλασιαστικά καρκινικά κύτταρα [1]. Επιπλέον, ενεργοποιώντας τους μακροφάγους, η ταξόλη προκαλεί μείωση των υποδοχέων TNF-α (παράγοντα νέκρωσης όγκων) και απελευθέρωσης του TNF-α, σκοτώνοντας ή αναστέλλοντας τα κύτταρα όγκου [2]. Επιπλέον, η Taxol μπορεί να προκαλέσει απόπτωση ενεργώντας στην αποπτωτική οδό υποδοχέα που προκαλείται από Fas/FasL ή ενεργοποιώντας το σύστημα πρωτεάσης κυστεΐνης [3]. Λόγω του πολλαπλού αντικαρκινικού αποτελέσματος του στόχου, η Taxol χρησιμοποιείται ευρέως στη θεραπεία του καρκίνου των ωοθηκών, του καρκίνου του μαστού, του μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα (NSCLC), του καρκίνου του γαστρικού, του καρκίνου του οισοφάγου, του καρκίνου της ουροδόχου κύστης, του καρκίνου του προστάτη, του κακοήθους μελανώματος, του καρκίνου της κεφαλής και του αυχένα [4]. Ειδικά για τον προχωρημένο καρκίνο του μαστού και τον προχωρημένο καρκίνο των ωοθηκών, η Taxol έχει εξαιρετική θεραπευτική επίδραση, επομένως είναι γνωστή ως "η τελευταία γραμμή άμυνας για τη θεραπεία του καρκίνου".

Το Taxol είναι το πιο δημοφιλές αντικαρκινικό φάρμακο στη διεθνή αγορά τα τελευταία χρόνια και θεωρείται ότι είναι ένα από τα πιο αποτελεσματικά αντικαρκινικά φάρμακα για τους ανθρώπους τα επόμενα 20 χρόνια. Τα τελευταία χρόνια, με την εκρηκτική αύξηση του πληθυσμού και της επίπτωσης του καρκίνου, η ζήτηση για ταξόλη αυξήθηκε επίσης σημαντικά. Επί του παρόντος, η Taxol που απαιτείται για κλινική ή επιστημονική έρευνα εξάγεται κυρίως απευθείας από τον Taxus. Δυστυχώς, το περιεχόμενο της ταξόλης στα φυτά είναι αρκετά χαμηλό. Για παράδειγμα, το περιεχόμενο Taxol είναι μόνο 0,069% στο φλοιό του Taxus Brevifolia, το οποίο γενικά θεωρείται ότι έχει το υψηλότερο περιεχόμενο. Για την εκχύλιση 1 g της Taxol, απαιτεί περίπου 13,6 kg φλοιού Taxus. Με βάση αυτή την εκτίμηση, χρειάζονται 3 - 12 φορολογικά δέντρα που είναι πάνω από 100 ετών για τη θεραπεία ενός ασθενούς καρκίνου των ωοθηκών. Ως αποτέλεσμα, έχει μειωθεί ένας μεγάλος αριθμός φορολογικών δέντρων, με αποτέλεσμα σχεδόν εξαφάνιση για αυτά τα πολύτιμα είδη. Επιπλέον, ο Taxus είναι πολύ φτωχός στους πόρους και επιβραδύνει την ανάπτυξη, γεγονός που καθιστά δύσκολη την περαιτέρω ανάπτυξη και χρήση της Taxol.

Επί του παρόντος, η συνολική σύνθεση της Taxol έχει ολοκληρωθεί με επιτυχία. Ωστόσο, η συνθετική οδός της είναι πολύ περίπλοκη και υψηλού κόστους, καθιστώντας την βιομηχανική σημασία. Η ημι-συνθετική μέθοδος της Taxol είναι τώρα σχετικά ώριμη και θεωρείται ότι είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για την επέκταση της πηγής της Taxol εκτός από την τεχνητή φύτευση. Εν συντομία, στη ημι-σύνθεση της Taxol, η ένωση πρόδρομης ταξόλης που είναι σχετικά άφθονη στα φυτά του Taxus εξάγεται και στη συνέχεια μετατρέπεται σε ταξόλη με χημική σύνθεση. Το περιεχόμενο της 10-δακελοβακτίνης ⅲ στις βελόνες του Taxus Baccata μπορεί να είναι έως και 0,1%. Και οι βελόνες είναι εύκολο να αναγεννηθούν σε σύγκριση με τους φλοιούς. Ως εκ τούτου, η ημι-σύνθεση της ταξόλης που βασίζεται σε 10-δακελοβακτιτίνη ⅲ προσελκύει όλο και περισσότερη προσοχή από τους ερευνητές [5] (όπως φαίνεται στο σχήμα 1).

Εικόνα 1. Η ημι-συνθετική οδός της Taxol με βάση την 10-δακελοβακκατίνη ⅲ.

Σε αυτήν την ανάρτηση, το εκχύλισμα φυτών Taxus καθαρίστηκε με ένα φλόγα παρασκευαστικής υγρής χρωματογραφίας Sepabean ™ σε συνδυασμό με φλόγα Flash Flash SepaFlash C18 (RP) που παράγονται από τεχνολογίες Santai. Το προϊόν στόχου που πληροί τις απαιτήσεις καθαρότητας ελήφθη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε επακόλουθη επιστημονική έρευνα, προσφέροντας μια οικονομικά αποδοτική λύση για τον ταχέως καθαρισμό αυτού του είδους φυσικών προϊόντων.