Der Pflanzenanbau ist nicht das einzige verfügbare Instrument, um Wirkstoffe zu erhalten. In der Tat gibt es seit einigen Jahren biotechnologische Techniken.
Biotechnologien sind ein in der pharmazeutischen Industrie weit verbreitetes Instrument, da mit ihnen die für die Formulierung des Endprodukts erforderlichen Wirkstoffe und pharmakotechnischen Elemente gewonnen werden können. Ein Beispiel für ein pharmakotechnisches Element sind die Cyclodextrine, geschmacksneutrale und farblose Oligosaccharide, die die Einkapselung des aromatischen Wirkstoffs wie Menthol oder Eukalyptol ermöglichen; Beispielsweise werden sie bei der Formulierung von aromatisierten Kräutertees verwendet.
Die Biotechnologie ist eine äußerst komplexe Disziplin, die sich materialisiert, wenn die Natur in das Labor übertragen wird. BIO = Leben, aber in einem technologischen Labor nachgebildet. Diese Disziplin zielt darauf ab, die metabolischen und biologischen Fähigkeiten von pflanzlichen und nicht-pflanzlichen Organismen zu verbessern, indem im Labor die für ihre Entwicklung am besten geeigneten Umweltbedingungen wiederhergestellt werden. Der Biotechnologe richtet das Wachstum der Quelle auf das, was ihn am meisten interessiert, also auf die Herstellung von Wirkstoffen und pharmakotechnischen Elementen.
Die Wahl dessen, was biotechnologisch nachgebildet wird, hängt auch von der Schwierigkeit ab, den Wirkstoff und das Arzneimittel in der Natur bereitzustellen. Das biotechnologische System entsteht tatsächlich aus einem Bedürfnis nach Versorgung, aber auch nach Schutz der Pflanzenarten und mehr. Dies war der Fall beim Taxus brevifolia, aus dessen Rinde sich der Taxol-Wirkstoff mit seinen berühmten antineoplastischen Eigenschaften ableitet, dessen intensive Ausbeutung ihn dem Aussterben nahe brachte. Abhilfe schafft die Biotechnologie. Das chemische Labor ist jedoch nicht immer in der Lage, den Wirkstoff von pharmazeutischem Interesse zu synthetisieren, insbesondere wenn er sehr komplex ist. Aus diesem Grund wird die natürliche Quelle, wenn dies möglich und zweckmäßig ist, immer noch stark genutzt.
Im Allgemeinen isoliert der Biotechnologe die undifferenzierten Zellen des Organismus, die sich in einer geschlossenen Umgebung wie einer Petrischale oder einem Kolben vermehren möchten. Der Isolierung von Pflanzenzellen aus der Explantation, einem kleinen Fragment einer Pflanze, die für die Wiederherstellung im Labor ausgewählt wurde, müssen Desinfektionsprozesse (Behandlungen mit einer Mischung aus Ethanol und Natriumhypochlorit oder anderen Desinfektionsmitteln) vorausgehen, die darauf abzielen, alle zu beseitigen Fremdmikroorganismen vorhanden. Nach der Sterilisation wird das Explantat in eine Petrischale mit einem geeigneten festen Kulturmedium gegeben, das Gelatine-Agar, Wasser, Mineralsalze, Zucker und Pflanzenhormone enthält. Der Boden, der im Verhältnis zum Nährstoffbedarf der Spezies, von der das Explantat stammt, ausgewählt wird, ermöglicht ein angemessenes Wachstum von Pflanzenzellen, wodurch in vitro das externe System wiederhergestellt wird, mit dem die Zelle auf natürliche Weise interagiert.
Das Hauptinteresse des Biotechnologen ist die Schaffung eines biologischen Labors in vitro, das große Mengen an Wirkstoff produziert. Daher werden die Bestandteile des Kulturmediums in geeigneten Mengen und Qualitäten kalibriert, um sicherzustellen, dass die explantierten Zellen ihre typischen und spezialisierten Eigenschaften verlieren und undifferenzierte totipotente Zellen erzeugen, die in der Lage sind, sich kontinuierlich zu vermehren. Die Regenerationskapazitäten undifferenzierter Zellen werden vom Technologen genutzt, um viele Zellkolonien für die Produktion von Wirkstoffen zur Verfügung zu haben.
Wachsende Pflanzenzellen haben zwei Arten von Stoffwechsel: eine primäre Art, die dem Zellzyklus zugrunde liegt, und eine sekundäre, die der Produktion von Metaboliten und Wirkstoffen zugrunde liegt. Um das Potenzial des biotechnologischen Systems voll auszuschöpfen, müssen sich die Zellen in vitro zunächst teilen und vermehren und dann den Wirkstoff produzieren. Tatsächlich konzentriert die Zelle ihren Energieverbrauch auf den einen oder anderen Stoffwechselweg oder verteilt ihn erneut auf beide. Das Grundbedürfnis der Zelle ist an ihren Primär- und Nicht-Sekundärstoffwechsel gebunden; Tatsächlich verbraucht die Zelle die Energie, die speziell zur Versorgung des Primärstoffwechsels zur Verfügung steht. Dies ist jedoch nicht das Ziel des Biotechnologen, der das Fragment in eine aufgewirbelte Erde legt, um ein Zellwachstum zu ermöglichen, das in einem flüssigen Medium nicht auftreten würde (das Fragment verrottet und es fehlt eine mechanische Unterstützung für das Zellwachstum).
