Tối đa hóa các phương pháp chiết xuất thực vật

Tối đa hóa các phương pháp chiết xuất thực vật
Ngay từ những năm 1980, người ta đã phát hiện ra rằng khi thực vật bị nhiễm vi khuẩn, vi rút hoặc nấm, chúng sẽ tạo ra axit salicylic tại vị trí bị thương. Axit salicylic sau đó lưu thông trong cây, kích thích sản xuất các chất bảo vệ trong cây. Giờ đây, các nhà khoa học đã thử nghiệm các tác nhân kích thích khác nhau ở 1600 loài thực vật, chứng minh rằng mỗi loài thực vật tạo ra một tập hợp các chất khác nhau. May mắn thay, 24 hợp chất có thể có tác dụng chống ung thư và 20 hợp chất có tác dụng kháng khuẩn đã được tìm thấy. Một trong những hợp chất này có thể tiêu diệt Staphylococcus, một trong những loại vi khuẩn phổ biến gây viêm phổi và nhiễm trùng huyết.
Nhà khoa học Mỹ Ruskin et al. đã phát minh ra một phương pháp đơn giản để chiết xuất các thành phần thực vật mà không cần sử dụng dung dịch hữu cơ. Điểm độc đáo của nó là nó sử dụng thực vật để tiết ra hoặc kích thích nhân tạo để chúng tạo ra một số thành phần dược liệu và chiết xuất chúng một cách hiệu quả. Phương pháp tổng hợp các loại thuốc tương ứng theo nhu cầu của người dân này giúp tiết kiệm thời gian và công sức, cho năng suất cao và đầu ra đảm bảo.
Các nhà khoa học đã nhận thấy; Thực vật sử dụng bộ rễ khổng lồ của mình để hấp thụ chất dinh dưỡng và cố định trong đất. Rễ của một ha lúa mạch đen dài tới 140 triệu km, dài hơn khoảng cách từ trái đất đến mặt trời. Hơn nữa, không giống như các bộ phận trên mặt đất của thực vật được bảo vệ bởi gai hoặc màng sáp, rễ của thực vật rất dễ bị vi sinh vật và côn trùng tấn công.
Do đó, rễ cây chỉ có thể sản xuất một số chất hóa học để chống lại các tác nhân gây hại từ bên ngoài. Một vài năm trước, Ruskin et al. bắt đầu nghiên cứu cách sử dụng rễ cây hấp thụ các hóa chất độc hại để làm sạch đất. Sau đó, nó chuyển sang nghiên cứu cách sử dụng rễ cây để sản xuất và kiểm soát các chất hữu ích. Ý tưởng nghiên cứu của họ là kích thích rễ cây bằng nấm hoặc vi khuẩn, thúc đẩy cây tiết ra một số hóa chất để tiêu diệt các vi sinh vật này. Các kết quả thử nghiệm xác nhận rằng kế hoạch này là khả thi.
Sau đó, họ nhận ra rằng có thể sử dụng các kỹ thuật canh tác không dùng đất để trồng cây trong nước có chứa chất dinh dưỡng, nhờ đó các chất hóa học do rễ cây tổng hợp sẽ tiết vào trong nước. Chiết xuất các chất có giá trị y học này từ nước đơn giản hơn nhiều so với chiết xuất chúng từ dung môi hữu cơ.
Ưu điểm của phương pháp chiết xuất này là do rễ của cây chỉ sản xuất vài trăm hợp chất nên việc vận hành đơn giản hơn nhiều so với hàng nghìn chất được sản xuất bởi toàn bộ cây. Các nhà khoa học đang xem xét và triển khai việc sử dụng thực vật biến đổi gen để tạo ra protein cần thiết cho con người, sẽ có ứng dụng rộng rãi trong y học.
Hiện nay, các kỹ thuật công nghệ di truyền thường được sử dụng để tạo protein từ tế bào vi khuẩn hoặc động vật, nhưng quy trình sản xuất protein rất phức tạp và sau khi sản xuất, protein cần được biến đổi bằng đường và lipid để trở nên hoạt động. "Loại protein này do vi khuẩn hoặc tế bào động vật tổng hợp thường có rất ít hoạt động, tệ hơn nữa là việc đưa những loại protein dị loại này vào cơ thể còn có thể kích hoạt phản ứng miễn dịch".
Tuy nhiên, các protein được tổng hợp từ thực vật rất giống với protein của con người và việc tinh chế các protein này cũng sẽ là một quá trình rất đơn giản. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm bằng cách kết nối gen enzyme nhau thai của con người, gen enzyme của vi khuẩn và gen protein huỳnh quang của sứa với trình tự DNA của một peptide tín hiệu mã hóa mạng lưới nội chất (tín hiệu tiết protein vào mạng lưới nội chất, chỉ có thể được tiết ra sau khi chế biến), và chuyển chúng vào thuốc lá.
Kết quả cho thấy 80% sản phẩm của ba gen này được tiết vào môi trường nuôi cấy thông qua rễ cây thuốc lá. Nếu loại protein tổng hợp này có thể được chiết xuất liên tục từ môi trường nuôi cấy trong tương lai thì lợi ích kinh tế của nó sẽ rất đáng kể.
Hiện Raskin và các đồng nghiệp đang tập trung vào việc tìm kiếm thuốc kháng sinh và thuốc chống khối u. Họ hy vọng sẽ có được thuốc điều trị bệnh tiểu đường và bệnh tim mạch trong tương lai. Mặc dù phương pháp chiết xuất thuốc thực vật hiện tại cần được cải thiện, nhưng các hợp chất chiết xuất cần được xác minh chi tiết để sử dụng trong lâm sàng. Tuy nhiên, một số chuyên gia cho rằng đây là một ý tưởng mới để phát triển các loại thuốc mới sử dụng thực vật, có thể mở ra một trang mới trong dược học.