Nghiên cứu thu nhận và xác định đặc tính cơ bản của chất nhạy quang từ vi tảo Spirulina định hướng ứng dụng cho phương pháp điều trị quang động học
Cập nhật vào: Thứ ba - 23/01/2024 00:01
Cỡ chữ
Liệu pháp quang động học (PDT) đã vô tình được phát hiện hơn 100 năm trước bởi sinh viên y khoa Oscar Raab. Khi nghiên cứu sự tương tác của thuốc nhuộm huỳnh quang trên infusaria. Raab nhận thấy rằng ánh sáng cực mạnh áp dụng cho thuốc nhuộm dẫn đến sự phá hủy nhanh chóng các vi sinh vật này.
Liệu pháp dựa trên ánh sáng mới này được mô tả chính thức và làm sáng tỏ hơn bởi các giáo sư Raab, Jesionek và Von Tappeiner, Photodynamische Wirkung và PDT đã ra đời. Đến đầu những năm 1900, các bệnh nhân đã được điều trị thành công bởi quá trình này đối với nhiều loại ung thư, đặc biệt là da. Mặc dù thành công ban đầu này, PDT đã không đạt được đủ động lực và đã bị mất trong gần 50 năm khi PDR được phát hiện lại bởi Lipson và Schwartz. Các nghiên cứu trong những năm 1950 đến 1960 cho thấy không chỉ cắt bỏ khối u mà khả năng liên quan đến các tác nhân nhạy cảm ánh sáng để phát huỳnh quang và phân định khối u. Tuy nhiên, mãi đến những năm 1970, Dougherty khi làm việc với các hợp chất porphyrin, vô tình tái khám phá PDT. Trái ngược với các lần lặp lại trước đó, Dougherty đã tạo ra một loại thuốc nhạy quang thích hợp về mặt thương mại, các nguồn sáng đáng tin cậy và các thử nghiệm lâm sàng thích hợp chứng minh giá trị của PDT đối với cộng đồng ung thư. Vì điều này, ông được gọi một cách trìu mến là "Cha đẻ của PDT", mặc dù nhiều nhân vật quan trọng khác đã giúp đưa PDT đến với toàn cầu. Chọn lựa cách phá huỷ tế bào ung thư khi mà hầu hết những tế bào lành nằm rãi rác lân cận quanh nó. Phương pháp PDT rất hữu ích trong việc điều trị những khối u như vậy. Các nhà nghiên cứu khoa học đã lợi dụng khả năng xâm nhập có chọn lọc vào tế bào ung thư của một số hóa chất để đánh dấu khối u và tiêu diệt chúng. Hóa chất này được đưa vào cơ thể qua đường tĩnh mạch và sẽ đọng lại ở các tế bào ung thư. Sau khoảng 24 giờ, khối u đã "ngấm" thuốc sẽ hiển thị trên màn hình. Khi này, các tế bào bệnh lý rất dễ bị tiêu diệt bởi ánh sáng. Việc dùng tia laser chiếu vào khối u sẽ gây hoại tử tổ chức trong những giờ đầu hoặc những ngày đầu sau điều trị. Hóa chất đó được gọi là chất nhạy quang, tất cả các phản ứng hoá học xảy ra trong nội quan sẽ tiêu diệt tế bào ung thư.
Cho đến nay, ung thư là một căn bệnh rất nguy hiểm và phổ biến ở nước ta và trên toàn thế giới. Từ trước đến nay đã có rất nhiều phương pháp để điều trị ung thư như: phẫu thuật, xạ trị, hóa trị… Tuy nhiên, những phương pháp đó bên cạnh những ưu điểm của nó cũng có những nhược điểm có thể gây nguy hại đến sức khỏe người bệnh. Người ta đã nghiên cứu và đưa ra các phương pháp mới để điều trị ung thư, hạn chế các khuyết điểm của các phương pháp trước đó. Đó là phương pháp PDT. Phương pháp này đã mở ra một hướng phát triển mới và hứa hẹn đem lại những thành công mới.
Tảo Spirulina (Anthrospira platensis), một loài vi khuẩn lam có dạng sợi xoắn, là một loại thực phẩm dinh dưỡng đặc biệt chứa nhiều hoạt chất sinh học có tác dụng tốt cho sức khỏe con người. Với hàm lượng protein trong thành phần chiếm tới 55 - 70% trọng lượng khô, có nhiều axit amin đặc biệt là các axit amin không thay thế, giàu các vitamin như vitamin A, E, B complex,... giàu các chất khoáng, các sắc tố, giàu axit béo GLA thiết yếu và chất xơ, chứa nhiều chất chống lão hóa (để bảo vệ tế bào) quan trọng như phycocyanin, chlorophyll và carotenoid... và nhiều chất có hoạt tính sinh học khác đã cho thấy tảo Spirulina đang trở thành nguồn dinh dưỡng quý giá cần được nghiên cứu và ứng dụng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tảo Spirulina là một loại thực phẩm sạch bảo vệ sức khỏe tốt nhất của loài người. Nó có tác dụng chống suy dinh dưỡng, ức chế sự phát triển của virut, làm tăng hệ miễn dịch, ngăn ngừa bệnh thiếu máu và hỗ trợ giảm nguy cơ ung thư. Chính vì vậy, ThS. Bùi Thị Thanh Phương cùng nhóm nghiên cứu tại Viện Ứng dụng công nghệ - Bộ Khoa học và Công nghệ đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thu nhận và xác định đặc tính cơ bản của chất nhạy quang từ vi tảo Spirulina định hướng ứng dụng cho phương pháp điều trị PDT” với mục đích tạo ra dạng sản phẩm mẫu chất nhạy quang có thể ứng dụng trong phương pháp điều trị ung thư PDT, cụ thể: tách chiết và chuyển hóa để thu được purpurin-18 từ tảo Spirulina; đánh giá một số đặc điểm của purpurin-18 thu được từ tảo Spirulina định hướng ứng dụng cho phương pháp điều trị PDT.
Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đưa ra các kết luận như sau:
- Đã thiết lập được tiêu chuẩn nguyên liệu để tách chiết chlorophyll từ tảo Spirulina.
- Đã xác định được các điều kiệnđể tách chiết chlorophyll từSpirulina: nhiệt độ (25-30o C), dung môi (acetone 60%+ ethanol 90-100%+nước), pH (6), tỉ lệ nguyên liệu/dung môi (2%), thời gian ngâm (12h), hàm lượng NH4OH (0,125N).
- Đã xác định được điều kiện tách chiết chlorophyll a từ chlorophyll là dùng sắc ký cột sephadex LH-20 với dung môi rửa giải bằng ethanol.
- Xác định được các điều kiện chuyển hóa chlorophyll thành Pp-18: nhiệt độ (25-30o C), thời gian (1-1,5 giờ), nồng độ NaOH (5-8%), HCl đậm đặc, và thực hiện trong điều kiện tối.
- Đánh giá các đặc điểmhóa lý của sản phẩm mẫu Pp-18 thu được: có khả năng phân tán tốt trong acetone tại bước sóng 478,5 nm (R2 =0,98285) và đạt 98%. Phổ huỳnh quang của Pp-18 trong acetone thực nghiệm với nồng độ 70 ppm tại các bước sóng 365nm, 417nm và 557nm. Thời gian sống của Pp-18 trong dung dịch acetone là 2,85 ns.
- Đưa ra qui trình thu nhận Pp-18 từ Spirulina trong phòng thí nghiệm với hiệusuất đạt được từ 13-18%.
- Đã đề xuất TCCS cho sản phẩm bột mẫu Purpurin-18 từ Spirulina gồm các tiêu chí: Độ ẩm (<5%) màu sắc (tím hồng), dung môi hòa tan (chloroform, acetone, DMF, DMSO), độ tinh khiết (≥90%), bước sóng (550-700 nm)... các tiêu chí vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Đã xác định được cấu trúc của Pp-18 bằng phương pháp NMR.
- Đã tổng hợp được 2g sản phẩm mẫu Purpurin-18.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 19411/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
P.T.T (NASATI)