Extracția produselor naturale: o nouă forță motrice pentru dezvoltarea industriei biofarmaceutice

Extracția componentelor produselor naturale joacă un rol foarte important în domeniul biofarmaceutic.

Faceți clic pentru a extract de cistanche tubulosa

De exemplu, Tu Youyou, om de știință șef al Academiei Chineze de Științe Medicale Chineze, câștigătorul „Medaliei Republicii” și primul câștigător al Premiului Nobel chinez pentru fiziologie sau medicină, noile medicamente antimalarice artemisinin și dihidroartemisinin create de ea și echipa ei au salvat lumea. În special viețile a milioane de oameni din țările în curs de dezvoltare. Componenta sa cheie, artemisinina, este un cristal incolor, asemănător unui ac, de lactone sesquiterpenice, cu grupări peroxi extrase din tulpinile și frunzele plantei compuse cu inflorescență Artemisia annua.

Un alt exemplu este tabletele Chuanxinlian, un medicament pentru răceală care este adesea întâlnit în viața de zi cu zi. Componenta principală a Andrographis paniculata este un compus de lactonă diterpenic de tip heliotrop cu gust amar izolat din planta medicinală Andrographis paniculata.

Din punct de vedere istoric, produsele naturale au jucat un rol esențial în descoperirea medicamentelor, inclusiv cancerul și bolile infecțioase, bolile cardiovasculare (de exemplu statine) și scleroza multiplă (de exemplu fingolimod), și au reprezentat mult timp pilonul luptei împotriva bolilor infecțioase. O sursă majoră de medicamente, în special antibiotice.

Extracția produselor naturale

Așa-numita extracție a produselor naturale se referă în principal la utilizarea principiilor și metodelor de inginerie chimică pentru extragerea, separarea și purificarea substanțelor chimice care alcătuiesc organismele.

Surse comune de ingrediente în medicamentele naturiste

În cercetarea și dezvoltarea de medicamente inovatoare pe bază de produse naturale, principalele surse de ingrediente sunt metaboliții secundari biologici izolați din animale, plante, organisme marine și microorganisme, precum și compuși biologic activi fiziologic endogeni.

Proprietățile unice îl fac sursa medicinei moderne

Medicamentele naturale au în general un conținut relativ scăzut în natură, structuri complexe, sinteza relativ dificilă și anumite dificultăți în producția de masă. Cu toate acestea, ele au, în general, diversitate și complexitate structurală, activități farmacologice foarte selective și specifice și mecanisme noi de acțiune.

În medicina modernă, descoperirea multor agenți eficienți sau a precursorilor acestora este derivată din produse naturale.

De exemplu, medicamentele antimalarice menționate mai sus artemisinin, andrographolide și crema de china (cunoscută și sub denumirea de „chinină”), medicamente anticanceroase paclitaxel, camptotecină, maitansină, medicamente antiinflamatoare berberină, medicamente de protecție hepatică silimarină, Schisandra, medicamente antihipertensive reserpină, medicament contraceptiv trichosante, antibiotice penicilină și tetraciclină obținute din microorganisme etc.

Spațiu larg de dezvoltare a pieței

Medicina naturală este sursa noilor cercetări de medicamente. Piața globală a medicamentelor naturiste este într-o etapă de plină expansiune și are un mare potențial de creștere. Într-un sens larg, medicina naturală se referă în principal la componente unice sau multiple derivate din animale, plante și alte organisme cu efecte terapeutice clare. Medicamentele și sursele vegetale reprezintă majoritatea. În prezent, nu mai mult de 10% din cele 250,000 plante superioare din lume au fost dezvoltate, utilizate și studiate, dar au fost produse peste 4000 tipuri de medicamente pe bază de plante, cu o valoare totală a producției de zeci de miliarde de dolari. Se estimează că până în 2050, cele mai utilizate medicamente pe bază de plante din lume vor fi. Există 6,000 tipuri de medicamente naturale și există un spațiu larg pentru dezvoltarea medicamentelor naturiste.

Conform statisticilor, în ultimii 40 ani, la nivel global au fost aprobate un total de 1.881 de medicamente noi, dintre care aproximativ 23,5% sunt derivate din produse naturale și derivate ale acestora, inclusiv 71 de produse naturale, reprezentând 3,8%; 14 medicamente botanice, reprezentând 0,8 la sută; Există 356 de produse derivate naturale, reprezentând 18,9 la sută.

Dezvoltarea tehnologică creează noi oportunități

Cu toate acestea, descoperirea de medicamente bazată pe produse naturale se confruntă încă cu provocări, cum ar fi obstacole tehnice în screening, separare, caracterizare și optimizare, care au dus, de asemenea, la slăbirea treptată a entuziasmului industriei farmaceutice pentru produsele naturale încă din anii 1990. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea continuă a științei și tehnologiei, inclusiv instrumentele analitice, strategiile de minerit și inginerie genomului și progresele în cultura microbiană, s-au creat noi oportunități pentru studiul produselor naturale din produse farmaceutice.

Cercetarea clasică a medicamentelor bazată pe produse naturale începe cu o examinare a extractelor „brute” pentru a identifica extractele „fierbinte” bioactive, care sunt apoi fracţionate în continuare pentru a izola medicamentele active din produse naturale. Separarea ghidată de bioactivitate este un proces laborios, cu multe limitări, dar tehnicile analitice avansate pot aborda unele dintre aceste probleme folosind o varietate de strategii și tehnici.

De exemplu, pentru a crea biblioteci compatibile cu screening-ul de mare randament, extractele de petrol brut pot fi pre-fracționate în subfracții mai potrivite pentru sistemele automate de manipulare a lichidelor. În plus, metodele de fracţionare pot fi ajustate astfel încât subfracţiile să conţină preferenţial compuşi cu proprietăţi asemănătoare medicamentelor (de obicei moderat hidrofili). Această abordare crește numărul de accesări și permite urmărirea mai eficientă a accesărilor promițătoare în comparație cu utilizarea extractelor brute.

Prin urmare, medicamentele cu produse naturiste rămân o resursă importantă pentru descoperirea unor schele cu diversitate structurală mare și bioactivitate diversă, care pot fi dezvoltate direct sau pot servi drept punct de plecare pentru optimizarea noilor medicamente. În timp ce dezvoltarea medicamentelor, în general, continuă să fie provocată de ratele ridicate de uzură, medicamentele naturale se confruntă cu obstacole suplimentare din cauza unor probleme precum disponibilitatea, furnizarea durabilă și constrângerile de proprietate intelectuală. Cu toate acestea, progresele în știință și tehnologie oferă o bază solidă pentru descoperirea medicamentelor bazate pe produse naturale, pentru a continua să aducă contribuții semnificative la sănătatea umană și longevitatea.