liên (Coptis japonica) ở tuổi 6 năm, chất ginsenosid là chất tăng dưỡng có ở rễ
cây nhân sâm (Panax ginseng) có tuổi từ 4 - 10 năm. Muốn thu được 10g chất
vinblastin và 1g vincristin để làm thuốc, nhà sản xuất phải dùng tới 10 tấn
nguyên liệu thô và khô, thế nhưng lượng thuốc đó cũng chỉ để chữa cho em bé
bị bệnh ung thư bạch cầu trong một tuần.
CNSH nuôi cấy tế bào kết hợp kỹ thuật chuyển gen đã giúp cho các nhà sản
xuất giải quyết những khó khăn trên đây và đẩy mạnh công nghiệp sản xuất
các chế phẩm sinh học cũng như các dược phẩm từ thực vật với số lượng lớn,
giá thành rẻ, đáp ứng nhanh chóng và kịp thời nhu cầu thị trường dược phẩm
và hóa phẩm.
Chế phẩm đầu tiên được sản xuất theo quy mô công nghiệp bằng CNSH
được thực hiện ở Nhật từ năm 1983 là chất shikonin - chất sắc tố màu đỏ có
trong cây Lithospermum erythrorhizon, có tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm
và kháng ung thư, đồng thời là chất phẩm màu có giá trị cao. Nhờ công nghệ
nuôi cấy tế bào, năng suất sản phẩm shikonin đã tăng gấp 15 lần so với phương
pháp chiết xuất truyền thống từ cây.
Công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật áp dụng để sản xuất các chế phẩm sinh
học gồm các công đoạn sau:
- Chọn lọc cây để lấy mô cấy phải là cây khỏe mạnh, sức sống tốt, có năng
suất cao về sản phẩm cần thiết.
- Tiến hành nuôi cây các mảnh mô từ lá, thân hoặc rễ, v.v... trong môi trường
thích hợp (thường là môi trường đặc) để sản xuất các mô sẹo. Từ các khối mô
sẹo sẽ được tách nhỏ ra thành nhiều mẻ cấy (qua 15 ngày nuôi cấy) được nuôi
trong các điều kiện khác nhau về nhiệt độ, độ pH, thời gian chiếu sáng, nồng
độ các chất hoocmon thực vật thích hợp, tạo điều kiện cho sự hình thành các
dòng tế bào biệt hóa khác nhau dùng làm dòng gốc cho các mẻ nuôi cấy về sau.
- Tiến hành chọn lọc các dòng gốc có năng suất cao về chế phẩm cần sản
xuất, có thể căn cứ vào màu sắc của mô cấy (nếu là chế phẩm màu) hoặc bằng
kỹ thuật tinh chế và định lượng chế phẩm được sản sinh ra trong mẻ cấy.
- Tiến hành chuyển nuôi cấy sang môi trường lỏng để tăng sức sinh trưởng
của mô cấy và tăng sản lượng chế phẩm với các bình cấy dung tích lớn
