vi sinh vật là nguồn dược liệu vô tận

Gần đây tôi có dịp đến thăm các cơ sở sản xuất dược liệu của nhiều Công ty Dược phẩm danh tiếng trên thế giới ở Đức , ở Nhật và tôi thấy một tình hình hoàn toàn khác hẳn so với nhiều năm trước. Người ta không còn chú ý đến việcchiết rút hoạt chất từ các cây thuốc, cũng không dồn sức vào việc tổng hợp theo con đường hóa học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
vi sinh vật là nguồn dược liệu vô tậnVietsciences- Nguyễn LânDũng Gần đây tôi có dịp đến thămcác cơ sở sản xuất dược liệu củanhiều Công ty Dược phẩm danhtiếng trên thế giới ở Đức , ở Nhậtvà tôi thấy một tình hình hoàn toànkhác hẳn so với nhiều năm trước.Người ta không còn chú ý đến việcchiết rút hoạt chất từ các cây thuốc,cũng không dồn sức vào việc tổnghợp theo con đường hóa học. Hiệnthấy ở mọi Công ty toàn là các nồilên men khổng lồ đang lên men tạora dược phẩm nhờ vi sinh vật,nhưng không phải là các vi sinh vậtbình thường như trước đây mà toànlà các vi sinh vật mang ADN tái tổhợp (recombinant ADN). Nguồngen quý hiếm có thể lấy từ thực vật,từ động vật nhưng chủ yếu là nhậnđược từ các vi sinh vật đã được lựachọn. Vi sinh vật dùng để tiếp nhậngen là những chủng đã được biếtrất rõ về bộ gen (genom), chẳnghạn như một vài chủng Escherichiacoli hay một vài chủng nấmmenSaccharomyces cerevisiae. SaccharEscherichi omycesa coli cerevisia e Về chuyển gen từ thực vậtvào vi sinh vật có thể lấy ví dụ từthuốc Artemisinin chống sốt rét:Artemisia Artemisinannua in Trong khi sốt rét đang là bệnh của500 triệu trường hợp nhiễm ký sinhtrùng sốt rét hàng năm thì người taphát hiện được chất Artemisinintrong cây Thanh hao hoa vàng(Artemisia annua). Cây này đãđược trồng rộng rãi tại Trung Quốc,Công trình nghiên cứu này tại ViệtNam đã được nhận giải thưởng HồChí Minh. Tuy nhiên hiện nay vìgiá thành của thuốc chiết rút từThanh hao hoa vàng là quá đắt chonên người ta đã tiến hành tách được2 gen từ cây này liên quan đến việctổng hợp ra acid artemisinic. Acidnày chỉ qua vài phản ứng hóa họcsẽ dễ dàng chuyển thànhArtemisinin. Sau đó người ta đãchuyển thành công 2 gen này vào tếbào men rượu (Saccharomycescerevisiae). Việc đưa chủng nấmmen mang gen tái tổ hợp sinhArtemisinin vào sản xuất trong cácnồi lên men đã làm hạ giá thànhxuống chỉ còn 10% so với phươngpháp tách chiết từ Thanh hao hoavàng và không còn cần tới đất đểsản xuất cây này nữa (!). Đó là mộtthành tựu tuyệt vời của nhómnghiên cứu ở trường Đại họcBerkeley (California, Hoa Kỳ) mớicông bố tháng 4-2006 (Dae-KyunRo, et al., Nature, Vol. 440, 13April 2006, 940-943; Towie,Narelle, Nature, Vol 440, 13 April2006, 852-853).Phương pháp nàyđang được thử nghiệm sản xuất tại Viện vì một thế giới khỏemạnh(Institute for OneWorldHealth), hợp tác với công tyAmyris Biotechnologies và với Farnesylpyrophosphate sự trợ giúp tới 42.6 triệu USD(F của tổ chức Bill and MelindaP Gates Foundation. Hy vọng vớiP) sự sản xuất ở quy mô công nghiệp này thì nhiều bệnh nhânở các nước nghèo mới có cơ hộiđược chữa trị dễ dàng bệnh sốt rét.Ông Jay Keasling và đồng nghiệpcủa nhóm nghiên cứu này đã dùng3 giai đoạn để tạo nấm men rượumang gen tái tổ hợp: giai đoạn đầulà thay đổi một số gen của nấmmen bằng phương pháp gây độtbiến để gia tăng việc sản xuấtfarnesyl pyrophosphate (FPP), giaiđoạn hai là đưa gen amorphadienesynthase (ADS) của cây Thanh haohoa vàng vào tế bào nấm men đểtổng hợp FPP thành amorphadiene,và giai đoạn cuối là đưa gencytochrome P450 của cây Thanhhao hoa vàng vào nấm men để oxidhóa qua 3 bậc chuyểnamorphadiene thành acidartemisinic . Về chuyển gen từ động vật thì có thể lấy việc sản xuất Insulin làm ví dụ: Insulin là một loại kích tố thuộc loại polypeptid do tụy tạng Cấu trúc của người và động vật insulin- sinh ra. Thiếu insulin thì t3r3 không duy trì được đường huyết, không tíchlũy được glycogen và lipid, khôngđiều hòa và khống chế được nhiềuquá trình trao đổi chất trong cơ thể.Theo Tổ chức Sức khỏe Thế giới(WHO) thì trên toàn cầu có ít nhất171 triệu người bị bệnh tiểu đường,con số này sẽ có thể tăng lên gấpđôi (336 triệu) vào năm 2030. Tiểuđường týp I xảy ra do tuyến tụykhông sản xuất đủ insulin. Tiểuđường týp II hay là loại bệnh khôngphụ thuộc vào insulin, xảy ra do cơthể không sử dụng insulin một cáchhiệu quả. Loại này chiếm 90% cáctrường hợp tiểu đường trên toàncầu, phần lớn là hậu quả của tìnhtrạng tăng cân và ít hoạt động thểlực. Trước đây để điều trị tiểuđường cần phải chiết xuất insulin từtụy tạng bò hoặc lợn nên số lượngrất hạn chế và rất đắt. Insulin gồm2 chuỗi polypeptid, chuỗi A gồm21 acid amin, chuỗi B gồm 30 acidamin. Người ta đã tách được genmã hóa chuỗi A và chuỗi B rồiphân biệt chuyển vào plasmidpBR322 của vi khuẩn E.coli để bắtchúng tổng hợp một cách độc lập ra2 chuỗi này (gắn với b-galactosidase), sau đó dùng phươngpháp phá thành tế bào và tinh chế 2chuỗi , rồi ôxy hóa để gắn hai chuỗinày lại thành phân tử insulinnguyên vẹn. Gần đây còn cóphương pháp lên men để tạo raproinsulin sau đó chuyển hóa thànhinsulin. Từ năm 1982 Công ty EliLilly đã bán ra thị trường và doanhthu riêng về dược phẩm này năm1992 đã lên đến 625 triệu USD (!).Tương t ...