تولید تاکسول: از استخراج گیاهی تا روش‌های بیوتکنولوژی و خالص‌سازی نهایی

تاکسول، یک ترکیب آلکالوئید دی‌ترپنوئید پیچیده، از درختان جنس taxus  به‌ویژه taxus brevifolia  استخراج می‌شود و در درمان سرطان‌های مختلف، از جمله سرطان تخمدان و سینه، به کار می‌رود. این دارو با مکانیسمی منحصر به‌فرد باعث توقف تقسیم میتوزی سلول‌ها و در نتیجه مرگ سلول‌های سرطانی می‌شود. روش‌های صنعتی رایج برای تولید تاکسول شامل سنتز کامل و نیمه‌سنتز آن است. سنتز کامل به دلیل هزینه بالا و بازده پایین در سطح صنعتی عملی نیست و به همین دلیل، روش نیمه‌سنتز با استفاده از ترکیباتی مانند 10-دی‌استیل‌باکاتین iii از برگ‌های سرخدار بیشترین کاربرد را دارد. با وجود این، وابستگی به منابع طبیعی و محدودیت در دسترسی به مواد اولیه از معایب این روش است. استخراج تاکسول از درختان taxus  می‌تواند به تخریب محیط زیست و انقراض گونه‌های گیاهی منجر شود. به همین دلیل، پژوهش‌ها روی روش‌های جایگزین مانند کشت سلول‌های گیاهی، استفاده از قارچ‌های اندوفیت و استفاده از گیاهان دیگری مانند فندق متمرکز شده‌اند که با بهره‌گیری از روش های مهندسی ژنتیک و تغییر در ژن های سنتز کننده تاکسول، می‌توانند نه تنها مقدار تاکسول را افزایش دهند بلکه با کاهش فشار بر منابع طبیعی، جایگزین‌های مناسبی برای تامین این داروی حیاتی باشند.

production of paclitaxel: from plant extraction to biotechnological methods and final purification

paclitaxel, a complex diterpenoid alkaloid, is extracted from trees of the genus taxus, particularly taxus brevifolia, and is used in the treatment of various cancers, including ovarian and breast cancer. this drug operates through a unique mechanism, halting mitotic cell division and thereby inducing the death of cancer cells. common industrial methods for paclitaxel production include total synthesis and semi-synthesis. total synthesis is not feasible on an industrial scale due to high costs and low yields, making semi-synthesis the most widely used method. semi-synthesis relies on compounds such as 10-deacetylbaccatin iii, derived from yew leaves. however, reliance on natural resources and limited access to raw materials are significant drawbacks of this approach. extracting paclitaxel from taxus trees can lead to environmental degradation and the extinction of plant species. as a result, research has focused on alternative methods, such as plant cell culture, the use of endophytic fungi, and the utilization of other plants like hazelnut. by employing genetic engineering techniques and manipulating the genes involved in paclitaxel biosynthesis, these methods can not only increase paclitaxel production but also reduce pressure on natural resources, offering sustainable alternatives for the supply of this vital drug.