Taxol (C47H51NO14, M = 853,906 g/mol) lần đầu tiên đƣợc đề cập đến với tên gọi Caltuvocus – cây Thủy tùng từ thời La Mã cổ đại. Một số bài thuốc dân gian cũng sử dụng các dịch chiết này nhƣ là chất độc hoặc thuốc chữa bệnh. Lịch sử hiện đại nghiên cứu về Taxol bắt đầu từ năm 1962, khi tiến sĩ Arthur S. Barclay thu thập vỏ của Taxus brevifolia và một trong số các mẫu của loài này thể hiện độc tính với tế bào. Năm 1967, Monroe E. Wall và Mansukh C. Wani thuộc Viện ung thƣ Hoa Kỳ tách chiết đƣợc chất này từ vỏ cây Taxus brevifolia và đặt tên là Taxol. Sau này, khi đƣợc phát triển thành thƣơng phẩm bởi Bristol-Myers Squibb (BMS), Taxol đƣợc đổi tên thành Paclitaxel.
Hình 10: Cấu trúc phân tử Taxol
Năm 1971, cấu trúc phân tử của Taxol đƣợc phát hiện nhờ các phân tích tinh thể bằng tia X bởi chính Monroe và Wani. Năm 1979, tiến sĩ Horwitz và cộng sự công bố các phát hiện của họ về tƣơng tác giữa Taxol với các vi ống: nó có khả
năng thúc đẩy quá trình hình thành vi ống bằng cách bám và làm bền vi ống, từ đó thay đổi lịch trình đã định sẵn của quá trình phân bào, gây ra sự chết cho TBUT lẫn tế bào bình thƣờng. Các thử nghiệm lâm sàng với Taxol bắt đầu từ tháng 4 năm 1984 và cho đến nay, Taxol đang đƣợc sử dụng để điều trị ung thƣ phổi, ung thƣ buồng trứng, ung thƣ vú, ung thƣ chuyển dạng Kaposi sarcoma [29, 35].
Các nghiên cứu chuyên sâu cho thấy Taxol có khả năng tiêu diệt TBUT thông qua các con đƣờng độc lập với p53; tác động này sẽ đƣợc tăng cƣờng hiệu quả với các tế bào bị đột biến p53 hơn là với các tế bào có kiểu gen p53 dại. Ngoài ra, Taxol có xu hƣớng cảm ứng chặn tế bào đi từ G2 sang M trong chu trình tế bào và gây ra apoptosis ở các tế bào bị chuyển dạng, nhƣng chỉ gây ra dừng ở G1 với các tế bào không bị chuyển dạng. Tất cả các đặc tính này giúp Taxol có thể tác động biệt hóa với các TBUT mà vô hại với các tế bào thƣờng [35, 43].
Về cơ chế tác động lên tế bào dẫn đến apoptosis, cũng nhƣ các tác nhân cảm ứng apoptosis khác, cơ chế của Taxol cũng liên quan đến họ protein Bcl-2. Taxol có thể điều chỉnh biểu hiện của các thành viên trong họ protein này và gây ra biến đổi sau dịch mã của các phân tử Bcl-2. Taxol điều hòa âm Bcl-XL và điều hòa dƣơng Bak và Bax. Ngoài ra, Taxol cũng cảm ứng sƣ̣ phosphoryl hóa Bcl-2 từ đó cảm ứng apoptosis. Các nghiên cứu gần đây cũng cho thấy sự phosphoryl hóa Bcl-2 chỉ xuất hiện ở các tế bào đã đƣợc dừng ở phase G2/M sau khi xử lý với Taxol. Điều này gợi cho thấy sự phosphoryl hóa Bcl-2 chỉ xuất hiện nhƣ là hệ quả của sự dừng phân bào tế bào. Các nhà khoa học cũng chỉ ra rằng, hoạt hóa JNK/SAPK cần cho giai đoạn sớm của quá trình apoptosis khởi phát bởi Taxol. Ngoài ra, Taxol cũng cảm ứng apoptosis xuất hiện sau khi ngừng phân bào với cơ chế xuôi dòng sự ổn định các vi sợi tubulin mà hiện nay vẫn chƣa đƣợc biết rõ [35, 43].
Hình 11: Cơ chế tác động của Taxol lên tế bào gây apoptosis
Hình 12: Hình ảnh mô phỏng liên kết của Taxol với vi sợi tubulin