Tinh chế chiết xuất Taxus bằng máy SepaBean™

Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
Trung tâm R&D ứng dụng

Giới thiệu
Taxus (Taxus chinensis hay Chinese yew) là loài cây dại được quốc gia bảo vệ.Nó là một loài thực vật quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng do các sông băng kỷ Đệ tứ để lại.Nó cũng là cây thuốc tự nhiên duy nhất trên thế giới.Taxus phân bố ở vùng ôn đới bắc bán cầu đến trung cận nhiệt đới, trên thế giới có khoảng 11 loài.Có 4 loài và 1 giống ở Trung Quốc, cụ thể là Taxus Đông Bắc, Taxus Vân Nam, Taxus, Taxus Tây Tạng và Taxus phương Nam.Năm loài này phân bố ở Tây Nam Trung Quốc, Nam Trung Quốc, Trung Quốc, Đông Trung Quốc, Tây Bắc Trung Quốc, Đông Bắc Trung Quốc và Đài Loan.Cây Taxus chứa nhiều loại thành phần hóa học, bao gồm taxan, flavonoid, lignan, steroid, axit phenolic, sesquiterpen và glycoside.Thuốc chống khối u nổi tiếng Taxol (hay Paclitaxel) là một loại taxan.Taxol có cơ chế chống ung thư độc đáo.Taxol có thể “đóng băng” các vi ống bằng cách kết hợp với chúng và ngăn chặn các vi ống phân tách nhiễm sắc thể tại thời điểm phân chia tế bào, do đó dẫn đến cái chết của các tế bào đang phân chia, đặc biệt là các tế bào ung thư đang sinh sôi nảy nở nhanh chóng[1].Hơn nữa, bằng cách kích hoạt các đại thực bào, Taxol làm giảm các thụ thể TNF-α (yếu tố hoại tử khối u) và giải phóng TNF-α, do đó tiêu diệt hoặc ức chế các tế bào khối u [2].Hơn nữa, Taxol có thể gây ra quá trình tự hủy theo chương trình bằng cách tác động lên con đường thụ thể theo chương trình theo chương trình qua trung gian Fas/FasL hoặc kích hoạt hệ thống protease cysteine ​​[3].Do tác dụng chống ung thư đa mục tiêu, Taxol được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi không phải tế bào nhỏ (NSCLC), ung thư dạ dày, ung thư thực quản, ung thư bàng quang, ung thư tuyến tiền liệt, khối u ác tính, đầu và cổ. ung thư, vv [4].Đặc biệt đối với ung thư vú giai đoạn cuối và ung thư buồng trứng giai đoạn cuối, Taxol có tác dụng chữa bệnh vượt trội nên được mệnh danh là “tuyến phòng thủ cuối cùng trong điều trị ung thư”.

Taxol là loại thuốc chống ung thư phổ biến nhất trên thị trường quốc tế trong những năm gần đây và được đánh giá là một trong những loại thuốc chống ung thư hiệu quả nhất cho con người trong 20 năm tới.Trong những năm gần đây, với sự bùng nổ dân số và tỷ lệ mắc bệnh ung thư, nhu cầu sử dụng Taxol cũng tăng lên đáng kể.Hiện tại, Taxol cần thiết cho nghiên cứu lâm sàng hoặc khoa học chủ yếu được chiết xuất trực tiếp từ Taxus.Thật không may, hàm lượng Taxol trong thực vật khá thấp.Ví dụ, hàm lượng Taxol chỉ là 0,069% trong vỏ cây Taxus brevifolia, loại cây thường được coi là có hàm lượng cao nhất.Để chiết xuất 1 g Taxol, cần khoảng 13,6 kg vỏ cây Taxus.Dựa trên ước tính này, phải mất 3 – 12 cây Taxus hơn 100 năm tuổi để điều trị cho một bệnh nhân ung thư buồng trứng.Kết quả là, một số lượng lớn cây Taxus đã bị đốn hạ, dẫn đến nguy cơ tuyệt chủng cho loài quý hiếm này.Ngoài ra, Taxus rất nghèo tài nguyên và tăng trưởng chậm, điều này gây khó khăn cho việc phát triển và sử dụng Taxol hơn nữa.

Hiện tại, quá trình tổng hợp Taxol đã hoàn tất thành công.Tuy nhiên, con đường tổng hợp của nó rất phức tạp và chi phí cao, khiến nó không có tầm quan trọng trong công nghiệp.Phương pháp bán tổng hợp Taxol hiện nay đã tương đối hoàn thiện và được coi là một biện pháp hiệu quả để mở rộng nguồn Taxol bên cạnh việc trồng nhân tạo.Tóm lại, trong quá trình bán tổng hợp Taxol, hợp chất tiền chất Taxol tương đối nhiều trong thực vật Taxus được chiết xuất và sau đó chuyển đổi thành Taxol bằng phương pháp tổng hợp hóa học.Hàm lượng 10-deacetylbaccatin Ⅲ trong kim của Taxus baccata có thể lên tới 0,1%.Và kim rất dễ tái sinh so với vỏ cây.Do đó, việc bán tổng hợp Taxol dựa trên 10-deacetylbaccatin Ⅲ đang thu hút ngày càng nhiều sự chú ý của các nhà nghiên cứu [5] (như trong Hình 1).

Hình 1. Con đường bán tổng hợp của Taxol dựa trên 10-deacetylbaccatin Ⅲ.

Trong bài đăng này, chiết xuất thực vật Taxus đã được tinh chế bằng hệ thống sắc ký lỏng chuẩn bị nhanh máy SepaBean™ kết hợp với hộp flash pha đảo ngược (RP) SepaFlash C18 do Santai Technologies sản xuất.Sản phẩm mục tiêu đáp ứng các yêu cầu về độ tinh khiết đã thu được và có thể được sử dụng trong nghiên cứu khoa học tiếp theo, mang lại giải pháp hiệu quả về chi phí để tinh chế nhanh loại sản phẩm tự nhiên này.