Thuốc chống ung thư paclitaxel vốn được lấy trực tiếp từ cây thủy tùng Thái Bình Dương (tên khoa học là Taxus brevifolia) hoặc sản xuất thông qua quá trình bán tổng hợp bằng tiền chất như baccatin III chiết xuất từ các loại thực vật quý hiếm.
Theo các chuyên gia, từ lâu, cách tổng hợp baccatin III là một bí ẩn với các nhà khoa học trên toàn thế giới do cấu trúc phức tạp của chất này.
Nồng độ paclitaxel trong cây thủy tùng Thái Bình Dương là cực kỳ thấp. Cần hàng nghìn cây để các nhà khoa học chiết xuất được 1 kg paclitaxel. Trong khi đó, một bệnh nhân ung thư buồng trứng cần nhiều gram paclitaxel để điều trị.
Việc phụ thuộc vào cây thủy tùng dẫn tới nguồn cung paclitaxel bị hạn chế, khiến loại thuốc hóa trị này nằm ngoài tầm với của nhiều bệnh nhân ung thư.
Gần đây, các nhà nghiên cứu từ nhiều tổ chức khác nhau, trong đó có Viện Gene học Nông nghiệp ở Thâm Quyến, chi nhánh của Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc tại Bắc Kinh, đã phát hiện ra một số enzyme cho phép tái tạo quá trình sinh tổng hợp baccatin III một cách phong phú hơn nhiều, qua đó có thể thúc đẩy sản xuất hàng loạt paclitaxel trong tương lai gần.
Yan Jianbin - nhà khoa học tại Viện Gene học Nông nghiệp tại Thâm Quyến, người đứng đầu nghiên cứu - cho biết: "Nói một cách đơn giản, chúng tôi đã tìm ra phương pháp sản xuất xanh và bền vững để thu được paclitaxel mà không tiêu tốn nguồn Taxus tự nhiên”.
Ông cho biết, hiện tại nhóm nghiên cứu đã nộp đơn xin nhiều bằng sáng chế, mở đường cho quá trình công nghiệp hóa sản xuất paclitaxel xanh ở Trung Quốc.
Năm 1996, Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hợp Quốc (UNESCO) đã liệt cây thủy tùng Thái Bình Dương vào danh sách loài thực vật quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng toàn cầu.
Ba năm sau, Trung Quốc liệt kê loài cây này là loài thực vật hoang dã quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng hạng nhất.
Từ những năm 1980, các nhà khoa học trên thế giới đã tìm kiếm phương pháp tổng hợp để thay thế việc chiết xuất paclitaxel tự nhiên.
Năm 1990, Mỹ triển khai phương pháp bán tổng hợp để sản xuất paclitaxel bằng cách chiết xuất baccatin III từ cây. Phương pháp này đã được sử dụng cho sản xuất thương mại.
Trong 30 năm kể từ thời điểm đó, hơn 100 nhóm nghiên cứu trên toàn thế giới đã tham gia nghiên cứu tổng hợp paclitaxel nhưng chưa có đột phá nào được ghi nhận.
Theo China Daily, các chuyên gia cho biết, việc phát hiện các enzyme chủ chốt không chỉ mở ra khả năng sản xuất hàng loạt paclitaxel mà còn đặt nền móng cho việc phát triển nhiều loại thuốc chống ung thư hơn.
"Paclitaxel - loại thuốc chống khối u tự nhiên bán chạy nhất thế giới - có tầm quan trọng rất lớn với chiến lược phòng ngừa và điều trị ung thư của Trung Quốc. Phát triển chiến lược sinh tổng hợp paclitaxel thân thiện với môi trường là điều rất quan trọng" - Deng Zixin, học giả của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, cho biết.
Ông nói thêm, nhóm nghiên cứu do nhà khoa học Yan Jianbin dẫn đầu và các cộng sự đã tạo ra bước đột phá lớn trong lĩnh vực sinh tổng hợp paclitaxel, đánh dấu cột mốc quan trọng trong việc đạt được khả năng tự lực và tự cải tiến trong sản xuất sinh học paclitaxel ở Trung Quốc.