Hơn 50 năm trước, các nhà khoa học phát hiện trong vỏ cây thủy tùng Thái Bình Dương có chứa Taxol – một trong những chất chống ung thư hàng đầu thế giới. Kể từ đó tới nay, Taxol được các bác sĩ dùng làm thuốc dự phòng để điều trị các bệnh ung thư vú, phổi và buồng trứng, cũng như sarcoma Kaposi – một loại ung thư da liên quan đến AIDS. Hơn một triệu người đã được điều trị bằng loại thuốc này.
Chuyên gia về ung thư vú Eric Winer, Giám đốc Trung tâm Ung thư Yale, nhận định Taxol "chắc chắn là một trong ba loại thuốc hóa trị hàng đầu từng được phát triển". Taxol có thể thu nhỏ khối u và ngăn ung thư phát triển. Các bác sĩ đã kê loại thuốc này để điều trị nhiều bệnh khác như ung thư tuyến tiền liệt, cổ tử cung và đầu cổ. Họ phát hiện cơ thể "nhìn chung là dung nạp tốt" Taxol.
Có rất nhiều nhà nghiên cứu đã góp sức trong việc phát triển Taxol, loại thuốc này dần dần được xác định là phương pháp điều trị ung thư tiềm năng.
Năm 1962, các nhà thực vật học chính phủ lần đầu thu hoạch vỏ cây thủy tùng Thái Bình Dương ở bang Washington, trong công cuộc tìm kiếm các phương pháp điều trị ung thư khả thi có nguồn gốc thực vật. Chín năm sau, hai nhà hóa học tại Viện Nghiên cứu Tam giác ở Bắc Carolina — Monroe Wall và Mansukh C. Wani — tuyên bố rằng họ đã phân lập được một hợp chất thú vị trong vỏ cây: Taxol – họ đặt theo tên Latin của cây là Taxus brevifolia.
Các nhà khoa học phát hiện hợp chất này, còn được gọi là paclitaxel, tấn công ung thư hiệu quả bằng cách can thiệp vào vi ống – một thành phần quan trọng của quá trình phân chia tế bào. Nghiên cứu năm 1989 của Đại học Johns Hopkins cho biết Taxol có tỷ lệ đáp ứng 30% ở bệnh nhân ung thư buồng trứng tiến triển, làm co khối u từng kháng lại các cách điều trị trước. Các loại thuốc khác có tỷ lệ đáp ứng dưới 15%, theo báo cáo của tờ Washington Post.
Thông tin này đã thổi bùng lên niềm hứng thú với Taxol. Song, các nhà nghiên cứu không thu được đủ lượng Taxol cần thiết để tiếp tục thử nghiệm. Cây thủy tùng Thái Bình Dương thường chậm lớn, nằm rải rác trong các khu rừng ở Tây Bắc Thái Bình Dương. Mà để thu được lượng Taxol đủ để chữa cho một bệnh nhân, người ta phải lột vỏ và đốn từ ba cây trở lên. Nhiều cây quá nhỏ để sử dụng, còn những cây khác được các quy định môi trường bảo hộ nhằm bảo vệ cú mèo đốm – một loài chim đang bị đe dọa.
"Đôi khi chúng tôi thiếu các loại thuốc khác, nhưng chưa loại nào như thế này" – bác sĩ ung thư Bruce Chabner từ Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ than thở với báo New York Times trong cuộc phỏng vấn vào tháng 5/1991.
 |
Nhà hóa học Robert Holton (1944-2025). Nguồn: Đại sảnh Danh vọng Nhà phát minh Florida |
Tờ báo này đưa tin rằng các nhà khoa học đã cố gắng trong 15 năm để tìm ra cách tổng hợp Taxol, một phân tử phức tạp khó tin với cấu trúc giống "một con côn trùng có cánh" – mô tả của bác sĩ Siddhartha Mukherjee trong cuốn sách về lịch sử ung thư bán chạy nhất có tên The Emperor of All Maladies (đã được xuất bản ở Việt Nam với tựa đề Hoàng đế của bách bệnh).
Tiến sĩ Holton không được nhắc tới trong bài báo. Nhưng chỉ một ngày sau khi báo đăng, Holton được cấp bằng sáng chế cho một phương pháp mà ông phát triển để tạo ra phiên bản tổng hợp một phần của loại thuốc này.
Nhờ sự trợ giúp của các đồng nghiệp hóa học tại Đại học Bang Florida, nơi TS. Holton giảng dạy từ năm 1985, ông đã tiên phong phát triển một kỹ thuật hứa hẹn giải pháp cho những lo ngại về môi trường và sản xuất đã cản trở nghiên cứu Taxol. Phương pháp này có thể chiết xuất thuốc từ cây thủy tùng Anh quốc – loại cây phổ biến hơn thủy tùng Thái Bình Dương, và sử dụng lá kim của nó thay vì vỏ cây.
TS. Holton tiếp tục chỉnh sửa kỹ thuật này, xin cấp bằng sáng chế cho một phương pháp cải tiến và có năng suất cao là quy trình alkoxide kim loại. Năm 1994, ông thông báo về thành công tổng hợp Taxol hoàn chỉnh, tạo ra phân tử này trong phòng thí nghiệm thông qua một quy trình sử dụng nhiều phương pháp hóa học mới.
Đây là một thành tựu vang dội, người ta cho rằng Taxol "có thể được coi là phân tử phức tạp nhất từng được bàn tay con người tạo ra". Các nhà nghiên cứu hy vọng công trình này sẽ là nền tảng để phát triển các loại thuốc điều trị ung thư cải tiến. Cùng thời điểm, một nhóm khác do nhà khoa học Kyriacos C. Nicolaou tại Viện Nghiên cứu Scripps ở San Diego dẫn đầu cũng đã thành công tổng hợp Taxol. Nhưng phát hiện của TS. Holton là nghiên cứu đầu tiên được nộp và chấp nhận xuất bản.
Sau đó, TS. Holton và ĐH Bang Florida cấp phép cho Bristol Myers Squibb – công ty dược phẩm khổng lồ – sử dụng nghiên cứu và công ty này đã đưa được Taxol ra thị trường. Cơ quan Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Hoa Kỳ đã cho phép thuốc này điều trị ung thư buồng trứng vào năm 1992 và ung thư vú vào năm 1994.
Ban đầu, giá thuốc vô cùng cao khiến một số bệnh nhân không thể tiếp cận được. Vấn đề này đã dẫn đến những lời chỉ trích từ các bác sĩ và nhiều người khác vì họ cho rằng nguồn lực phát triển thuốc đến từ thuế của người dân.
Doanh số bán Taxol đã mang lại cho Bristol Myers Squibb gần 1,5 tỷ USD vào năm 1999. Năm tiếp theo, công ty mất quyền bảo hộ sáng chế với loại thuốc này, mở ra cơ hội cho sự xuất hiện của các phiên bản thuốc generic khác và giá giảm mạnh.
Thông qua thỏa thuận cấp phép cho nhà sản xuất, ĐH Bang Florida thu được hơn 350 triệu USD tiền bản quyền – đây là khoản thu nhập bản quyền nhiều nhất từ bất kỳ công nghệ được cấp phép nào của trường đại học trên toàn nước Mỹ. TS. Holton nhận được khoảng 140 triệu USD, cùng với quyền kiểm soát một thỏa thuận phòng thí nghiệm trị giá 50 triệu USD. TS. Holton quyên góp một nửa số tiền để thành lập quỹ nghiên cứu và mở Công ty Taxolog, tập trung phát triển các cách điều trị ung thư mới.
Robert Anthony Holton học ngành hóa tại ĐH Bắc Carolina. Sau khi tốt nghiệp cử nhân vào năm 1966, ông tiếp tục lấy bằng tiến sĩ ở ĐH Bang Florida vào năm 1971, cùng năm đó cấu trúc của Taxol lần đầu được phát hiện.
"[Cấu trúc của Taxol] thật bất thường và phức tạp đến mức khó có thể tin rằng nó tồn tại. Đây là một thách thức vô cùng to lớn về mặt cấu trúc ... cách các nguyên tử carbon được kết nối, kích thước, hình dạng, v.v. của chúng liên quan đến một số câu hỏi chưa từng được giải quyết. Rõ ràng đây là một vấn đề mà người ta sẽ dồn hết tâm trí để tìm hiểu", ông nói.
TS. Holton làm nghiên cứu hậu tiến sĩ ở ĐH Stanford và giảng dạy tại ĐH Purdue và Virginia Tech.
TS. Holton tiếp tục thực hiện nghiên cứu tại đại học cho tới khi về hưu vào năm 2023. Ông được bầu làm thành viên của Viện Phát minh Quốc gia, một tổ chức phi lợi nhuận, vào năm 2018.
Nguồn:
Washingtonpost
Bài đăng KH&PT số 1357 (số 33/2025)
Hiếu Ngân lược dịch