Utvinning av naturlige produkter: En ny drivkraft for utviklingen av den biofarmasøytiske industrien

Utvinning av naturlige produktkomponenter spiller en svært viktig rolle innen biofarmasøytiske produkter.

Klikk for å cistanche tubulosa-ekstrakt

For eksempel Tu Youyou, sjefforskeren ved det kinesiske akademiet for kinesiske medisinske vitenskaper, vinneren av "republikkens medalje", og den første kinesiske nobelprisvinneren i fysiologi eller medisin, de nye antimalariamidlene artemisinin og dihydroartemisinin laget av henne og teamet hennes reddet verden. Spesielt livene til millioner av mennesker i utviklingsland. Dens nøkkelkomponent, artemisinin, er en fargeløs nållignende krystall av sesquiterpenlaktoner med peroksygrupper ekstrahert fra stilkene og bladene til den sammensatte blomsterstandsplanten Artemisia annua.

Et annet eksempel er Chuanxinlian Tablets, en forkjølelsesmedisin som man ofte møter i dagliglivet. Hovedkomponenten i Andrographis paniculata er en bittersmakende heliotrop-type diterpenlaktonforbindelse isolert fra medisinplanten Andrographis paniculata.

Historisk sett har naturlige produkter spilt en nøkkelrolle i legemiddeloppdagelsen, inkludert kreft og infeksjonssykdommer, hjerte- og karsykdommer (f.eks. statiner) og multippel sklerose (f.eks. fingolimod), og har lenge vært bærebjelken i kampen mot infeksjonssykdommer. medisiner, spesielt antibiotika.

Naturlig produktutvinning

Den såkalte naturproduktutvinningen refererer i hovedsak til bruken av kjemitekniske prinsipper og metoder for å trekke ut, separere og rense de kjemiske stoffene som utgjør organismer.

Vanlige kilder til ingredienser i naturmedisiner

I forskning og utvikling av innovative legemidler basert på naturlige produkter, er hovedkildene til ingredienser biologiske sekundære metabolitter isolert fra dyr, planter, marine organismer og mikroorganismer, samt biologisk endogene fysiologisk aktive forbindelser.

Unike egenskaper gjør det til kilden til moderne medisin

Naturmedisiner har generelt relativt lavt innhold i naturen, komplekse strukturer, relativt vanskelig syntese og visse vanskeligheter med masseproduksjon. Imidlertid har de generelt strukturelt mangfold og kompleksitet, svært selektive og spesifikke farmakologiske aktiviteter og nye virkningsmekanismer.

I moderne medisin er oppdagelsen av mange effektive midler eller deres forløpere avledet fra naturlige produkter.

For eksempel de ovennevnte antimalariamidlene artemisinin, andrographolide og cinchonakrem (også kjent som "kinin"), kreftmedisiner paklitaksel, camptothecin, maytansin, antiinflammatoriske legemidler berberin, leverbeskyttelse Legemidler silymarin, Schisandra, antihypertensive medikamenter reserpin, prevensjonsmiddel trichosanthes, antibiotika penicillin og tetracyklin hentet fra mikroorganismer, etc.

Bredt markedsutviklingsrom

Naturmedisin er kilden til ny legemiddelforskning. Det globale naturmedisinmarkedet er i en blomstrende fase og har stort vekstpotensial. I vid forstand refererer naturmedisin hovedsakelig til enkelt- eller flere komponenter avledet fra dyr, planter og andre organismer med klare terapeutiske effekter. Narkotika og plantekilder står for majoriteten. For tiden er ikke mer enn 10 prosent av de 250,000 høyere plantene i verden utviklet, brukt og studert, men mer enn 4,000 typer urtemedisiner har blitt produsert, med en samlet produksjonsverdi på titalls milliarder dollar. Det er anslått at innen 2050 vil de mest brukte urtemedisinene i verden være. Det finnes 6,000 typer naturmedisiner, og det er et stort rom for utvikling av naturmedisiner.

I følge statistikk, i løpet av de siste 40 årene har totalt 1881 nye legemidler blitt godkjent globalt, hvorav omtrent 23,5 prosent er avledet fra naturlige produkter og deres derivater, inkludert 71 naturlige produkter, som utgjør 3,8 prosent ; 14 botaniske legemidler, som står for 0,8 prosent; Det er 356 naturlige produktderivater, som utgjør 18,9 prosent.

Den teknologiske utviklingen skaper nye muligheter

Imidlertid står legemiddeloppdagelse basert på naturlige produkter fortsatt overfor utfordringer, som tekniske hindringer i screening, separering, karakterisering og optimalisering, noe som også førte til gradvis svekkelse av legemiddelindustriens entusiasme for naturlige produkter siden 1990-tallet. De siste årene, med den kontinuerlige utviklingen av vitenskap og teknologi, inkludert analytiske verktøy, genomgruvedrift og ingeniørstrategier, og fremskritt innen mikrobiell kultur, har det blitt skapt nye muligheter for studiet av naturlige produkter i farmasøytiske produkter.

Klassisk naturproduktbasert medikamentforskning begynner med en screening av "rå" ekstrakter for å identifisere bioaktive "varme" ekstrakter, som deretter fraksjoneres ytterligere for å isolere aktive naturprodukter. Bioaktivitetsveiledet separasjon er en møysommelig prosess med mange begrensninger, men avanserte analytiske teknikker kan løse noen av disse problemene ved å bruke en rekke strategier og teknikker.

For eksempel, for å lage biblioteker som er kompatible med screening med høy gjennomstrømning, kan råoljeekstrakter forhåndsfraksjoneres til underfraksjoner som er mer egnet for automatiserte væskehåndteringssystemer. I tillegg kan fraksjoneringsmetoder justeres slik at underfraksjoner fortrinnsvis inneholder forbindelser med medikamentlignende egenskaper (typisk moderat hydrofile). Denne tilnærmingen øker antallet treff og muliggjør mer effektiv sporing av lovende treff sammenlignet med bruk av råekstrakter.

Derfor er naturproduktmedisiner fortsatt en viktig ressurs for oppdagelsen av stillaser med høyt strukturelt mangfold og mangfoldig bioaktivitet, som kan utvikles direkte eller tjene som utgangspunkt for optimalisering av nye legemidler. Mens medikamentutvikling generelt fortsetter å bli utfordret av høye utmattelsesrater, møter naturproduktmedisiner ytterligere hindringer på grunn av problemer som tilgjengelighet, bærekraftig forsyning og begrensninger av immaterielle rettigheter. Fremskritt innen vitenskap og teknologi gir imidlertid et solid grunnlag for naturproduktbasert legemiddeloppdagelse for å fortsette å gi betydelige bidrag til menneskers helse og lang levetid.