Language
Country/Area
No result found
Từ vỏ cây đến ma túy: Robert Holden giải quyết bí ẩn về tổng hợp Texor như thế nào?
Gần đây, khi nhu cầu về thuốc chống ung thư tăng cao, Paclitaxel, thành phần chủ chốt với nguồn cung khan hiếm, đã nhận được sự quan tâm rộng rãi. Hợp chất này có nguồn gốc từ cây thủy tùng Thái Bình Dương (Taxus brevifolia), không chỉ có giá trị y học quan trọng trong điều trị ung thư mà sự khan hiếm của nó khiến giá thành cao. Để đáp ứng nhu cầu thị trường, các nhà hóa học đã thực hiện nghiên cứu lâu dài và gian khổ về tổng hợp texol. Giáo sư Robert Holden là một trong những người đi đầu trong việc thực hiện thành công quá trình tổng hợp texol.
Dự án của Holden bắt đầu từ năm 1982. Thành công của ông không chỉ là bước đột phá trong nghiên cứu khoa học mà còn mang đến những thay đổi mang tính cách mạng cho ngành dược phẩm.
Cấu trúc hóa học của Texol bao gồm lõi bốn vòng - baccatin III (baccatin III) và chuỗi bên amide. Các vòng lõi này lần lượt được gọi là các vòng A, B, C và D. Phương pháp tổng hợp tổng thể của Holden chủ yếu dựa trên quy trình Ojima lactone và dựa trên bacaldine, và cuối cùng là bổ sung thêm chuỗi bên. Chiến lược này đã trở thành mô hình để nhiều nhà nghiên cứu ngang hàng học hỏi.
Ngay từ năm 1963, người ta đã phát hiện ra chất chiết xuất từ vỏ cây thủy tùng Thái Bình Dương có hoạt tính chống khối u nhờ chương trình sàng lọc thực vật của chính phủ Hoa Kỳ. Sau nhiều năm nghiên cứu, các nhà khoa học đã xác định được thành phần chính của chất này vào năm 1969 và hoàn thành phân tích cấu trúc vào năm 1971. Khi sự quan tâm của cộng đồng khoa học đối với texol ngày càng tăng, ngày càng có nhiều nhóm nghiên cứu tham gia cuộc thi này. Đến năm 1992, có khoảng 30 nhóm nghiên cứu đã tham gia và cuối cùng có 11 nhóm nghiên cứu đã báo cáo tổng tiến trình tổng hợp của họ.
Cuộc thi tổng hợp này không chỉ kích thích sự nhiệt tình của cộng đồng khoa học mà còn thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ liên quan.
Việc thương mại hóa các kết quả của nhóm Holden một phần là do việc Bristol-Myers Squibb mua các bằng sáng chế có liên quan vào năm 1990. Giao dịch này đã mang lại cho Holden và Đại học Bang Florida hơn 200 triệu USD tiền thu được. Những quỹ này không chỉ hỗ trợ sự phát triển tiếp theo trong nghiên cứu của Holden mà còn thúc đẩy sự phát triển của toàn bộ ngành dược phẩm. Điều đáng nói là công nghệ bán tổng hợp texol sớm nhất được phát triển bởi Jean-Noël Denis vào năm 1988, sử dụng 10-desacetylbaccatin III làm nguyên liệu ban đầu, để đạt được quy mô tổng hợp.
Việc tổng hợp Texol đầy thách thức. Toàn bộ dự án tổng hợp của Holden từ đầu đến cuối mất hơn mười năm, đây chắc chắn là một cuộc phiêu lưu khó khăn trong thế giới hóa học lúc bấy giờ. Với việc nghiên cứu sâu hơn, lộ trình tổng hợp texol cũng không ngừng đổi mới. Nhiều nhà nghiên cứu sử dụng các phân tử tiền chất và chiến lược tổng hợp khác nhau để cố gắng giải mã cơ chế tổng hợp phức tạp này. Các phương pháp tổng hợp khác nhau như tổng hợp tuyến tính và tổng hợp hội tụ lần lượt được đề xuất khiến các bước tổng hợp texol ngày càng hoàn thiện.
Lịch sử này không chỉ nói về quá trình tổng hợp hóa học mà còn là hành trình khám phá những điều chưa biết của khoa học.
Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu về quá trình sinh tổng hợp texol và nhận thấy rằng nó bao gồm một quá trình tổng hợp phức tạp gồm khoảng 20 bước enzym. Những nghiên cứu này tiết lộ cách tự nhiên kiểm soát tốt hóa học lập thể và khiến cho việc tổng hợp tổng hợp trở nên khó khăn. Tuy nhiên, theo báo cáo năm 2011, E. coli sử dụng công nghệ kỹ thuật di truyền đã nhận ra khả năng sản xuất tiền chất texel ở cấp độ kilogam, mở ra con đường mới cho quá trình tổng hợp trong tương lai.
Trong lĩnh vực bán tổng hợp thương mại, nhiều công ty như Dược phẩm thiên nhiên cũng đã bắt đầu công việc, chủ yếu dựa trên việc chuyển đổi các dẫn xuất chiết xuất từ thực vật ban đầu để thu được các hợp chất có tiềm năng lớn hơn. Nghiên cứu như vậy sẽ không chỉ mở rộng thị trường cho các loại thuốc chống ung thư có liên quan mà còn có thể thúc đẩy việc khám phá và ứng dụng các loại thuốc mới.
Với sự tiến bộ của công nghệ, phương pháp tổng hợp texol sẽ tiếp tục phát triển và khả năng trong tương lai rất thú vị.
Trong cuộc đấu tranh tổng hợp hóa học này, từ thành công của Holden đến nghiên cứu tiếp tục trong tương lai, chúng ta có thể thấy sức mạnh của khoa học và mong muốn không ngừng khám phá những điều chưa biết của nhân loại. Trước căn bệnh ung thư, một thách thức đối với sức khỏe con người, nỗ lực của cộng đồng hóa học không chỉ nhằm sản xuất thuốc mà còn biến sự hiểu biết và mong đợi của cuộc sống thành hiện thực. Trong bối cảnh đó, chúng ta không thể không tự hỏi: Các loại thuốc chống ung thư trong tương lai sẽ mang lại những thay đổi gì?
