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La purification de l'extrait de Taxus par la machine SepaBean™

Extrait de taxus

Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
Centre de R&D applicatif

Introduction
Le Taxus (Taxus chinensis ou If de Chine) est une plante sauvage protégée par le pays.C'est une plante rare et menacée laissée par les glaciers du Quaternaire.C'est aussi la seule plante médicinale naturelle au monde.Taxus est réparti dans la zone tempérée de l'hémisphère nord jusqu'à la région mi-subtropicale, avec environ 11 espèces dans le monde.Il existe 4 espèces et 1 variété en Chine, à savoir le Taxus du Nord-Est, le Taxus du Yunnan, le Taxus, le Taxus tibétain et le Taxus du Sud.Ces cinq espèces sont réparties dans le sud-ouest de la Chine, le sud de la Chine, le centre de la Chine, l'est de la Chine, le nord-ouest de la Chine, le nord-est de la Chine et Taiwan.Les plantes Taxus contiennent une grande variété de composants chimiques, notamment des taxanes, des flavonoïdes, des lignanes, des stéroïdes, des acides phénoliques, des sesquiterpènes et des glycosides.Le célèbre médicament antitumoral Taxol (ou Paclitaxel) est une sorte de taxanes.Le taxol possède des mécanismes anticancéreux uniques.Le taxol peut « geler » les microtubules en les peignant et empêcher les microtubules de séparer les chromosomes au moment de la division cellulaire, conduisant ainsi à la mort des cellules en division, en particulier des cellules cancéreuses à prolifération rapide[1].De plus, en activant les macrophages, le Taxol provoque une diminution des récepteurs du TNF-α (facteur de nécrose tumorale) et la libération du TNF-α, tuant ou inhibant ainsi les cellules tumorales[2].De plus, le Taxol peut induire l'apoptose en agissant sur la voie des récepteurs apoptotiques médiée par Fas/FasL ou en activant le système de cystéine protéase[3].En raison de son effet anticancéreux à cibles multiples, le Taxol est largement utilisé dans le traitement du cancer de l'ovaire, du cancer du sein, du cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC), du cancer gastrique, du cancer de l'œsophage, du cancer de la vessie, du cancer de la prostate, du mélanome malin, de la tête et du cou. cancer, etc.[4].En particulier pour le cancer du sein avancé et le cancer de l'ovaire avancé, le Taxol a un effet curatif exceptionnel, c'est pourquoi il est connu comme « la dernière ligne de défense pour le traitement du cancer ».

Le taxol est le médicament anticancéreux le plus populaire sur le marché international ces dernières années et est considéré comme l'un des médicaments anticancéreux les plus efficaces pour l'homme au cours des 20 prochaines années.Ces dernières années, avec la croissance explosive de la population et l’incidence du cancer, la demande de Taxol a également augmenté de manière significative.Actuellement, le Taxol nécessaire à la recherche clinique ou scientifique est principalement extrait directement du Taxus.Malheureusement, la teneur en Taxol des plantes est assez faible.Par exemple, la teneur en Taxol n’est que de 0,069 % dans l’écorce de Taxus brevifolia, qui est généralement considérée comme ayant la teneur la plus élevée.Pour l’extraction de 1 g de Taxol, il faut environ 13,6 kg d’écorce de Taxus.Sur la base de cette estimation, il faut 3 à 12 arbres Taxus âgés de plus de 100 ans pour traiter une patiente atteinte d'un cancer de l'ovaire.En conséquence, un grand nombre d’arbres Taxus ont été abattus, entraînant une quasi-extinction de cette espèce précieuse.De plus, Taxus est très pauvre en ressources et sa croissance est lente, ce qui rend difficile le développement et l'utilisation ultérieurs du Taxol.

À l'heure actuelle, la synthèse totale du Taxol a été réalisée avec succès.Cependant, sa voie de synthèse est très complexe et coûteuse, ce qui la rend sans importance industrielle.La méthode semi-synthétique du Taxol est maintenant relativement mature et est considérée comme un moyen efficace d'élargir la source de Taxol en plus de la plantation artificielle.En bref, dans la semi-synthèse du Taxol, le composé précurseur du Taxol qui est relativement abondant dans les plantes de Taxus est extrait puis converti en Taxol par synthèse chimique.La teneur en 10-désacétylbaccatine Ⅲ dans les aiguilles de Taxus baccata peut aller jusqu'à 0,1 %.Et les aiguilles sont faciles à régénérer par rapport aux écorces.C’est pourquoi la semi-synthèse du Taxol à base de 10-désacétylbaccatine Ⅲ attire de plus en plus l’attention des chercheurs[5] (comme le montre la figure 1).

Figure 1. La voie semi-synthétique du Taxol à base de 10-désacétylbaccatine Ⅲ.

Dans cet article, l'extrait de plante Taxus a été purifié par un système de chromatographie liquide préparative flash SepaBean™ en combinaison avec des cartouches flash SepaFlash C18 à phase inversée (RP) produites par Santai Technologies.Le produit cible répondant aux exigences de pureté a été obtenu et peut être utilisé dans des recherches scientifiques ultérieures, offrant une solution rentable pour la purification rapide de ce type de produits naturels.

Section expérimentale
Dans cet article, les extraits de Taxus ont été utilisés comme échantillon.L'échantillon brut a été obtenu en extrayant l'écorce de Taxus avec de l'éthanol.Ensuite, l'échantillon brut a été dissous dans du DMSO et chargé sur la cartouche flash.La configuration expérimentale de la purification flash est répertoriée dans le tableau 1.
Instrument

Instrument

Machine SepaBean™

Cartouche

Cartouche flash SepaFlash C18 RP de 12 g (silice sphérique, 20 - 45 μm, 100 Å, numéro de commande : SW-5222-012-SP)

Longueur d'onde

254 nm (détection), 280 nm (surveillance)

Phase mobile

Solvant A : Eau

Solvant B : Méthanol

Débit

15 ml/min

Chargement d'échantillon

20 mg d'échantillon brut dissous dans 1 ml de DMSO

Pente

Temps (min)

Solvant B (%)

0

10

5

10

7

28

14

28

16

40

20

60

27

60

30

72

40

72

43

100

45

100

Tableau 1. La configuration expérimentale pour la purification flash.

Résultats et discussion
Le chromatogramme flash de l'extrait brut de Taxus a été présenté à la figure 2. En analysant le chromatogramme, le produit cible et les impuretés ont obtenu une séparation de base.De plus, une bonne reproductibilité a également été obtenue grâce à des injections multiples d’échantillons (données non présentées).Il faudra environ 4 heures pour terminer la séparation selon la méthode de chromatographie manuelle avec des colonnes de verre.Par rapport à la méthode de chromatographie manuelle traditionnelle, la méthode de purification automatique présentée dans cet article ne nécessite que 44 minutes pour terminer l'ensemble de la tâche de purification (comme le montre la figure 3).Plus de 80 % du temps et une grande quantité de solvant peuvent être économisés en utilisant une méthode automatique, ce qui peut réduire efficacement les coûts et améliorer considérablement l'efficacité du travail.

Figure 2. Le chromatogramme flash de l'extrait brut de Taxus.

Figure 3. Comparaison de la méthode de chromatographie manuelle avec la méthode de purification automatique.
En conclusion, le peignage des cartouches flash SepaFlash C18 RP avec la machine SepaBean™ peut offrir une solution rapide et efficace pour la purification rapide de produits naturels tels que l'extrait de Taxus.
Les références

1. Alushin GM, Lander GC, Kellogg EH, Zhang R, Baker D et Nogales E. Les structures de microtubules à haute résolution révèlent les transitions structurelles de l'αβ-tubuline lors de l'hydrolyse du GTP.Cellule, 2014, 157 (5), 1117-1129.
2. Burkhart CA, Berman JW, Swindell CS et Horwitz SB.Relation entre la structure du taxol et d'autres taxanes sur l'induction de l'expression du gène Tumor Necrosis Factor-α et la cytotoxicité.Recherche sur le cancer, 1994, 54 (22), 5779-5782.
3. Park SJ, Wu CH, Gordon JD, Zhong X, Emami A et Safa AR.Le taxol induit l'apoptose dépendante de la caspase-10, J. Biol.Chem., 2004, 279, 51057-51067.
4. Paclitaxel.La Société américaine des pharmaciens du système de santé.[2 janvier 2015]
5. Bruce Ganem et Roland R. Franke.Paclitaxel des taxanes primaires : une perspective sur l'invention créative en chimie des organozirconiums.J.Org.Chem., 2007, 72 (11), 3981-3987.

À propos des cartouches flash SepaFlash C18 RP

Il existe une série de cartouches flash SepaFlash C18 RP avec des spécifications différentes de Santai Technology (comme indiqué dans le tableau 2).

Numéro d'article

Taille de la colonne

Débit

(ml/min)

Pression maximale

(psi/bar)

SW-5222-004-SP

5,4 g

5-15

400/27,5

SW-5222-012-SP

20g

10-25

400/27,5

SW-5222-025-SP

33g

10-25

400/27,5

SW-5222-040-SP

48g

15-30

400/27,5

SW-5222-080-SP

105g

25-50

350/24,0

SW-5222-120-SP

155g

30-60

300/20,7

SW-5222-220-SP

300 grammes

40-80

300/20,7

SW-5222-330-SP

420g

40-80

250/17,2

Tableau 2. Cartouches flash SepaFlash C18 RP.
Matériaux d'emballage : Silice sphérique à haute efficacité liée au C18, 20 - 45 μm, 100 Å

Pour plus d'informations sur les spécifications détaillées de la machine SepaBean™ ou pour les informations de commande des cartouches flash de la série SepaFlash, veuillez visiter notre site Web.


Heure de publication : 20 septembre 2018