استخراج محصولات طبیعی: یک نیروی محرکه جدید برای توسعه صنعت بیودارویی

استخراج اجزای محصول طبیعی نقش بسیار مهمی در زمینه بیودارویی دارد.

برای عصاره cistanche tubulosa کلیک کنید

به عنوان مثال، تو یویو، دانشمند ارشد آکادمی علوم پزشکی چین، برنده "مدال جمهوری" و اولین برنده جایزه نوبل چینی در فیزیولوژی یا پزشکی، داروهای جدید ضد مالاریا آرتمیزینین و دی هیدروآرتمیزینین ایجاد شده توسط او و تیمش دنیا را نجات دادند. به خصوص زندگی میلیون ها نفر در کشورهای در حال توسعه. جزء اصلی آن، آرتمیزینین، یک کریستال سوزنی مانند بی رنگ از لاکتون های سسکوی ترپن با گروه های پراکسی است که از ساقه ها و برگ های گیاه مرکب گل آذین Artemisia annua استخراج می شود.

مثال دیگر قرص چوانسینلین است، داروی سرماخوردگی که اغلب در زندگی روزمره با آن مواجه می‌شویم. جزء اصلی Andrographis paniculata یک ترکیب لاکتون دی ترپن از نوع هلیوتروپ با طعم تلخ است که از گیاه دارویی Andrographis paniculata جدا شده است.

از لحاظ تاریخی، محصولات طبیعی نقش کلیدی در کشف دارو ایفا کرده‌اند، از جمله سرطان و بیماری‌های عفونی، بیماری‌های قلبی عروقی (مانند استاتین‌ها) و ام اس (مانند فینگولیمود)، و مدت‌هاست که پایه اصلی مبارزه با بیماری‌های عفونی بوده است. داروها به خصوص آنتی بیوتیک ها

استخراج محصولات طبیعی

به اصطلاح استخراج محصول طبیعی عمدتاً به استفاده از اصول و روش های مهندسی شیمی برای استخراج، جداسازی و خالص سازی مواد شیمیایی تشکیل دهنده موجودات اشاره دارد.

منابع رایج مواد تشکیل دهنده در داروهای طبیعی

در تحقیق و توسعه داروهای نوآورانه مبتنی بر محصولات طبیعی، منابع اصلی مواد تشکیل دهنده متابولیت های ثانویه بیولوژیکی جدا شده از حیوانات، گیاهان، موجودات دریایی و میکروارگانیسم ها و همچنین ترکیبات فیزیولوژیکی فعال درون زا هستند.

خواص منحصر به فرد آن را به منبع طب مدرن تبدیل کرده است

داروهای طبیعی عموماً دارای محتوای نسبتاً کم در طبیعت، ساختارهای پیچیده، سنتز نسبتاً دشوار و مشکلات خاصی در تولید انبوه هستند. با این حال، آنها به طور کلی دارای تنوع و پیچیدگی ساختاری، فعالیت های دارویی بسیار انتخابی و خاص، و مکانیسم های جدید عمل هستند.

در پزشکی مدرن، کشف بسیاری از عوامل موثر یا پیش سازهای آنها از محصولات طبیعی به دست می آید.

به عنوان مثال، داروهای ضد مالاریا آرتمیزینین، آندروگرافولید، و کرم سینچونا (همچنین به عنوان "کینین" شناخته می شود)، داروهای ضد سرطان پاکلیتاکسل، کمپتوتسین، میتانسین، داروهای ضد التهابی بربرین، محافظت از کبد، داروهای سیلیمارین، شیساندرا، داروهای ضد فشار خون، ریسر داروهای ضد بارداری تریکوسانت ها، آنتی بیوتیک های پنی سیلین و تتراسایکلین به دست آمده از میکروارگانیسم ها و غیره.

فضای توسعه بازار گسترده

طب طبیعی منبع تحقیقات دارویی جدید است. بازار جهانی داروهای طبیعی در مرحله رونق است و پتانسیل رشد بالایی دارد. در یک مفهوم گسترده، طب طبیعی عمدتاً به اجزای منفرد یا چندگانه مشتق شده از حیوانات، گیاهان و سایر موجودات با اثرات درمانی واضح اشاره دارد. داروها و منابع گیاهی اکثریت را تشکیل می دهند. در حال حاضر، بیش از 10 درصد از 250،000 گیاه عالی در جهان توسعه، استفاده و مطالعه نشده است، اما بیش از 4،{4}} نوع داروی گیاهی تولید شده است. ارزش کل تولید ده ها میلیارد دلار است. تخمین زده می شود که تا سال 2050، رایج ترین داروهای گیاهی مورد استفاده در جهان باشد.

طبق آمار، در 40 سال گذشته، مجموعاً 1881 داروی جدید در سراسر جهان تأیید شده است که از این تعداد حدود 23.5 درصد از محصولات طبیعی و مشتقات آنها مشتق شده است که شامل 71 محصول طبیعی است که 3.8 درصد را شامل می شود. 14 داروی گیاهی، 0.8 درصد. 356 مشتق محصول طبیعی وجود دارد که 18.9 درصد را شامل می شود.

توسعه فناوری فرصت های جدیدی ایجاد می کند

با این حال، کشف دارو بر اساس محصولات طبیعی هنوز با چالش‌هایی مانند موانع فنی در غربال‌گری، جداسازی، تعیین مشخصات و بهینه‌سازی مواجه است که منجر به تضعیف تدریجی اشتیاق صنعت داروسازی برای محصولات طبیعی از دهه 1990 شد. در سال های اخیر با پیشرفت مستمر علم و فناوری از جمله ابزارهای تحلیلی، استخراج ژنوم و استراتژی های مهندسی و پیشرفت در کشت میکروبی، فرصت های جدیدی برای مطالعه فرآورده های طبیعی در داروسازی ایجاد شده است.

تحقیقات دارویی مبتنی بر محصول طبیعی کلاسیک با غربالگری عصاره‌های «خام» برای شناسایی عصاره‌های «گرم» زیست فعال آغاز می‌شود، که سپس برای جداسازی داروهای محصول طبیعی فعال بیشتر تقسیم می‌شوند. جداسازی مبتنی بر فعالیت زیستی یک فرآیند پرزحمت با محدودیت‌های فراوان است، اما تکنیک‌های تحلیلی پیشرفته می‌توانند برخی از این مسائل را با استفاده از استراتژی‌ها و تکنیک‌های مختلف برطرف کنند.

به عنوان مثال، برای ایجاد کتابخانه‌های سازگار با غربالگری با توان بالا، می‌توان عصاره‌های نفت خام را به بخش‌های فرعی تقسیم کرد که برای سیستم‌های خودکار جابجایی مایعات مناسب‌تر است. علاوه بر این، روش‌های شکنش را می‌توان طوری تنظیم کرد که زیربخش‌ها ترجیحاً حاوی ترکیباتی با خواص مشابه دارو (معمولاً آبدوست متوسط) باشند. این رویکرد تعداد بازدیدها را افزایش می‌دهد و در مقایسه با استفاده از عصاره‌های خام، ردیابی کارآمدتر بازدیدهای امیدوارکننده را امکان‌پذیر می‌سازد.

بنابراین، داروهای فرآورده‌های طبیعی منبع مهمی برای کشف داربست‌هایی با تنوع ساختاری بالا و زیست‌فعالیتی متنوع هستند که می‌توانند مستقیماً توسعه یابند یا به عنوان نقطه شروعی برای بهینه‌سازی داروهای جدید عمل کنند. در حالی که توسعه دارو، به طور کلی، همچنان با نرخ فرسایش بالا به چالش کشیده می شود، داروهای فرآورده های طبیعی به دلیل مسائلی مانند در دسترس بودن، عرضه پایدار و محدودیت های مالکیت معنوی با موانع بیشتری روبرو هستند. با این حال، پیشرفت‌های علم و فناوری، پایه‌ای محکم برای کشف داروی مبتنی بر محصول طبیعی فراهم می‌کند تا به کمک قابل توجهی به سلامت و طول عمر انسان ادامه دهد.