Theo nghiên cứu của các nhà khoa học chuyên ngành, Lâm Đồng là vùng đất hiếm hoi của Việt Nam mà cả Châu Á còn sót lại quần thể thông đỏ vô cùng quý hiếm. Từ lá thông đỏ có thể chiết xuất ra hai hoạt chất taxol và 10-DAB III để làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi, xử lý hắc tố… Tuy nhiên trong tự nhiên, quần thể thông đỏ của Lâm Đồng đang bị đe dọa một cách nghiêm trọng
Các nhà khoa học đã nghiên cứu được 49 dòng thông đỏ tự nhiên, và qua đó chọn lọc được chín loài thông đỏ cho hàm lượng hoạt chất 10-DAB III và taxol cao.
Đặc biệt vào năm 1994, một số nhà khoa học trên thế giới đã tìm thấy các hợp chất để chữa trị bệnh ung thư từ thông đỏ. Cụ thể, Taxol chiết xuất từ vỏ các loài T. Trevifolia, T. Cuspidata, T. Yunnanensis, T. Baccata và T. Wallichiana,… đều có chất lượng và hiệu suất cao, được dùng để “chữa trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư đầu, cổ và có triển vọng sử lý hắc tố (melanomas)”…
Hai dược phẩm được sử dụng nhiều và hiệu quả nhất trong điều trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi là Taxol và Taxotere, cả hai hoạt chất này đều được chiết xuất từ vỏ và lá cây thông đỏ.
Thuốc Taxol được bào chế từ chất Paclitaxel, và thuốc Taxotere được bào chế từ chất Docetaxel. Hai dược chất này đều có chung nguồn gốc và dược liệu, được chiết xuất từ cây thông đỏ (Taxus Wallichiana). Thông thường 1kg lá thông đỏ chiết xuất được 20mg Taxol và giá 1mg Taxol trên thị trường thế giới hiện nay là 4,87 USD. Để có một liều thuốc trị bệnh ung thư người ta cần khoảng 1kg Taxol, cần không dưới 7.000kg vỏ thông đỏ. Nghĩa là để có một liều thuốc trị bệnh ung thư được bào chế cần phải có khoảng 6 cây thông đỏ trưởng thành. Như vậy toàn bộ rừng thông đỏ của Việt Nam nếu được dùng làm nguyên liệu cũng chỉ đủ điều chế trên 10 liều thuốc chữa trị bệnh ung thư. Với sự phát triển của
Công nghệ Sinh học, đặc biệt là lĩnh vực nuôi cấy mô và tế bào thực vật để thu nhận các hợp chất thứ cấp, đã có nhiều nghiên cứu sản xuất Taxol bằng con đường sinh học.
Để sản xuất các hợp chất taxol trước đây chỉ có thể tổng hợp bằng con đường bán tổng hợp hữu cơ thì nay có thể sản xuất bằng một phương pháp rẽ tiền và không hại môi trường bằng các enzyme trong các cây thông đỏ Thái Bình Dương.
Công thức hóa học của Taxol
Các phương pháp tổng hợp trong ngành công nghiệp hóa chất rất đắt để tổng hợp từ một hỗn hợp các thành phần. Các trở ngại chính là tách chiết các sản phẩm thiên nhiên từ thực vật, do tiêu tốn nhiều dung môi hữu cơ và đòi hỏi nhiều kỹ thuật phân tách.
Nay các nhà khoa học đã tìm thấy con đường sinh học là sử dụng enzyme của cây thông đỏ để thay đổi các chất trung gian trong con đường chuyển hóa Taxol, enzyme này có nhiều ở cây thông để sản xuất số lượng lớn hợp chất thứ cấp dùng làm thuốc.
Cuối cùng thì các nhà khoa học hy vọng có thể dùng các kỹ thuật di truyền ở vi khuẩn để sản xuất Taxol theo con đường tổng hợp sinh học sẽ loại bỏ các bước mà bắt buộc phải che chắn các nhóm hoạt tính trong quá trình tách
chiết, kiểm tra tinh lập thể, vùng hoạt tính đối với phương pháp tổng hợp ngày nay.
Quan trọng là các tiền chất hóa học được tạo thành phải được biến đổi hiệu quả để có thể làm nguyên liệu sản xuất thuốc.
Các kỹ thuật di truyền có thể sản xuất các enzyme acyltransferase mong muốn có khả năng chuyển hóa các chất trung gian cao cấp thành baccatin III, các sản phẩm trung gian tự nhiên ở giai đoạn cuối trong con đường chuyển hóa Taxol.
Việc tổng hợp Taxol đòi hỏi khoảng hơn 19 gene acyltransferase để có thể tạo vòng ba và thực hiện 8 bước biến đổi oxy hóa, 5 bước acyl hóa và 11 bước tạo trung tâm lập thể.
Bên cạnh đó có thể sử dụng kỹ thuật vi sinh để các sản xuất Taxol một cách hoàn hảo khi dựa vào một mô hình khoảng 10 gene bao gồm các yếu tố kiểm soát, từ nhiều nguồn khác nhau, đã được tập hợp lại trong vi khuẩn để sản xuất thuốc chống sốt rét arteminisin.
Ngoài ra, các nhà khoa học còn áp dụng kỹ thuật nuôi cấy mô để sản xuất Taxol thao quy trình được trình bày trong sơ đồ 2.3.
Sơ đồ 2.1: Kỹ thuật nuôi cấy thông đỏ
Mẫu thực vật
Xử lý mẫu thực vật
Nuôi cấy tạo thành mô sẹo
Nuôi cấy trong môi trường lỏng
Hình 2.4: Nuôi cấy thông đỏ
Đặc biệt “trong thời gian sắp tới, sẽ tiếp tục tiến hành thử nghiệm hình thức nuôi cấy tế bào thông đỏ dạng bioreactor (lắc lớn) trong môi trường lỏng để có thể tạo nguồn nguyên liệu tách chiết taxol một cách nhanh chống. Cứ 32. 000
Nuôi cấy các thiết bị lên men có dung tích lớn, khuấy đảo liên tục
Ly tâm hoặc lọc
Thông đỏ là một nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá chúng ta cần phải có những biện pháp bảo tồn nguồn gen này một cách hợp lý.
Cần tiến hành đa dạng các phương pháp nuôi cấy tế bào đơn để thu được những sản phẩm thứ cấp có giá trị kinh tế cao và đáp ứng nhu cầu cuộc sống cũng như việc sử dụng taxol để điều trị bệnh ung thư (từ thông đỏ)
Hình 2.5: Thuốc điều trị ung thư từ thông đỏ 2.3. Cây trinh nữ hoàng cung (Crinum latifolium L.)
2.3.1. Phân loại
Giới (regnum) : Plantae
Lớp (class) : Monocotyledoneae Bộ (Order) : Asparagales Họ (family) : Amaryllidaceae Chi (genus) : Crinum
Loài (species) : C. latifolium
2.3.2. Đặc điểm
Các bẹ lá úp nhau thành một thân giả dài khoảng 10-15cm, có nhiều lá mỏng kéo dài từ 80-100 cm, rộng 5-8 cm, hai bên mép lá lượn sóng. Gân lá song song, mặt trên lá lỡm thành rãnh, mặt dưới lá có một sống lá nỗi rất rõ, đầu bẹ lá nơi sát đất có màu tím.
Hoa mọc thành tán gồm 6-18 hoa, trên một cán hoa dài 30-60 cm. Cánh hoa có màu trắng có điểm màu tím đỏ, từ thân hành mọc rất nhiều củ con có thể tách ra trồng riêng dễ dàng.
Hình 2.6: Cây trinh nữ hoàng cung
2.3.3. Nguồn gốc và sự phân bố
Trinh nữ hoàng cung có nguồn gốc từ Ấn Độ, được trồng rộng rãi ở các nước vùng Đông Nam Á như: Thái Lan, Lào, Malaixia, Việt Nam và phía Nam Trung Quốc
Trinh nữ hoàng cung sống ở các vùng nhiệt đới (các tỉnh phía Nam), tuy nhiên cũng trồng được ở miền Bắc. Trong ba tháng mùa đông ở miền Bắc loài cây này sẽ bị trụi lá, phần củ được giấu trong đất, cho đến mùa xuân mới ra lá lại.
Có thể trồng ở miền Bắc nhưng sẽ không có lá đều quanh năm.