Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư của ricin tinh sạch từ hạt thầu dầu ricinus communis

Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư của ricin tinh sạch từ hạt thầu dầu ricinus communis, mang lại tiềm năng ứng dụng trong y học.

• Tác giả: Nguyễn Thị Thơ
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Đình Thắng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Khả Năng Kháng Khuẩn Và Ức Chế Tế Bào Ung Thư Của Ricin
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về ung thƣ
• 1.2. Đặc tính của tế bào ung thư
• 1.3. Ung thư da
• 1.4. Giới thiệu về ricin
• 1.5. Cấu trúc phân tử ricin
• 1.6. Cơ chế gây độc của Ricin
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp tách dịch chiết thô từ hạt thầu dầu
• 2.3.2. Phương pháp tách chiết protein tổng số
• 2.3.3. Phương pháp tách chiết và tinh sạch Ricin
• 2.3.4. Phương pháp tinh sạch ricin bằng phương pháp sắc ký trao đổi ion DEAE – sepharose
• 2.3.5. Phương pháp tinh sạch ricin sử dụng sắc ký lọc gel sephadex G-100
• 2.3.6. Sử dụng phương pháp Bradford để định lượng nồng độ protein
• 2.3.7. Phương pháp thẩm tách miễn dịch
• 2.3.8. Phương pháp xác định độ tinh sạch của ricin
• 2.3.9. Phương pháp khối phổ
• 2.3.10. Phương pháp thử khả năng kháng khuẩn trên vi khuẩn
• 2.3.11. Phương pháp đánh giá khả năng chống tế bào ung thư
• 2.3.12. Phương pháp nuôi cấy tế bào
• 2.3.13. Phương pháp khảo sát độc tính của ricin tinh sạch lên tế bào
• 2.3.14. Phương pháp khảo sát tác động của ricin lên khả năng tạo khối u in-vitro
• 2.3.15. Phương pháp đánh giá tác động của ricin tới mức độ biểu hiện của một số protein marker của tế bào
• 2.3.16. Phương pháp đánh giá tác động của ricin tới quá trình apoptosis của tế bào
• 2.3.17. Phân tích kết quả
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kiểm tra hoạt tính của hạt thầu dầu
• 3.2. Thu dịch tách chiết và tinh sạch ricin từ hạt thầu dầu
• 3.3. Tách chiết protein tổng số
• 3.4. Tinh sạch ricin từ protein tổng số
• 3.5. Khả năng kháng khuẩn của ricin tinh sạch
• 3.6. Khả năng ức chế của ricin tinh sạch lên tế bào in vitro
• 3.7. Độc tính của Ricin lên tế bào ung thư da SKMEL28 và tế bào HaCaT
• 3.8. Khả năng ức chế quá trình tạo khối của ricin lên tế bào SKMEL28 in vitro
• 3.9. Tác động của ricin tới mức độ biểu hiện của một số protein marker của tế bào
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về khả năng kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư của ricin

Ricin, một glycoprotein được chiết xuất từ hạt thầu dầu, đã thu hút sự chú ý trong nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư. Với cấu trúc phức tạp và cơ chế hoạt động độc đáo, ricin có thể tác động mạnh mẽ đến tế bào ung thư và vi khuẩn. Nghiên cứu cho thấy ricin có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư, đồng thời thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đáng kể. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư và kháng khuẩn hiệu quả.

1.1. Ricin và cơ chế tác động đến tế bào ung thư

Ricin hoạt động chủ yếu thông qua việc ức chế tổng hợp protein trong ribosome. Khi vào cơ thể, ricin gây ra sự chết tế bào thông qua các con đường tín hiệu khác nhau, bao gồm cả quá trình apoptosis. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng ricin có thể làm giảm sự sống sót của tế bào ung thư, đặc biệt là tế bào ung thư da SKMEL28.

1.2. Khả năng kháng khuẩn của ricin đối với vi khuẩn

Nghiên cứu cho thấy ricin có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn, bao gồm cả vi khuẩn gram dương và gram âm. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ricin có thể làm giảm đáng kể số lượng vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy, cho thấy tiềm năng ứng dụng của nó trong điều trị nhiễm khuẩn.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu ricin

Mặc dù ricin có nhiều tiềm năng trong điều trị ung thư và kháng khuẩn, nhưng việc sử dụng nó cũng gặp phải nhiều thách thức. Độc tính cao của ricin là một trong những vấn đề lớn nhất, khiến cho việc phát triển các liệu pháp an toàn trở nên khó khăn. Ngoài ra, việc chiết xuất và tinh sạch ricin từ hạt thầu dầu cũng đòi hỏi quy trình phức tạp và tốn kém.

2.1. Độc tính của ricin và ảnh hưởng đến sức khỏe

Ricin được xếp vào loại chất độc nguy hiểm, có thể gây tử vong nếu tiếp xúc với liều lượng cao. Việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp điều trị an toàn từ ricin cần phải cân nhắc kỹ lưỡng về độc tính của nó.

2.2. Quy trình chiết xuất và tinh sạch ricin

Quá trình chiết xuất và tinh sạch ricin từ hạt thầu dầu yêu cầu các phương pháp phức tạp như sắc ký và thẩm tách. Điều này không chỉ tốn thời gian mà còn đòi hỏi thiết bị hiện đại và kỹ thuật viên có kinh nghiệm.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của ricin

Để đánh giá khả năng kháng khuẩn của ricin, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các thí nghiệm in vitro cho thấy ricin có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn qua việc xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC). Phương pháp này giúp xác định hiệu quả của ricin trong việc tiêu diệt vi khuẩn.

3.1. Thí nghiệm xác định nồng độ ức chế tối thiểu MIC

Nghiên cứu đã tiến hành xác định MIC của ricin đối với các chủng vi khuẩn khác nhau. Kết quả cho thấy ricin có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn ở nồng độ thấp, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong điều trị nhiễm khuẩn.

3.2. Phân tích tác động của ricin lên tế bào ung thư

Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ricin không chỉ ức chế sự phát triển của tế bào ung thư mà còn kích thích quá trình apoptosis. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư hiệu quả hơn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của ricin trong điều trị ung thư

Ricin đã được nghiên cứu như một liệu pháp tiềm năng trong điều trị ung thư. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng ricin có thể ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và làm giảm kích thước khối u. Việc phát triển các liệu pháp điều trị dựa trên ricin có thể mang lại hy vọng mới cho bệnh nhân ung thư.

4.1. Nghiên cứu ứng dụng ricin trong điều trị ung thư

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng ricin có thể được sử dụng như một liệu pháp điều trị độc lập hoặc kết hợp với các phương pháp điều trị khác như hóa trị và xạ trị. Điều này có thể giúp tăng cường hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ.

4.2. Tiềm năng phát triển thuốc từ ricin

Việc phát triển các loại thuốc từ ricin có thể mở ra hướng đi mới trong điều trị ung thư. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc của ricin để tăng cường hiệu quả và giảm độc tính.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu ricin

Nghiên cứu về ricin cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư và kháng khuẩn. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để giải quyết các thách thức liên quan đến độc tính và quy trình chiết xuất. Tương lai của ricin trong y học có thể rất hứa hẹn nếu các vấn đề này được giải quyết.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo về ricin

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp an toàn hơn để sử dụng ricin trong điều trị ung thư. Điều này bao gồm việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất và tinh sạch ricin.

5.2. Tương lai của ricin trong y học

Với những tiến bộ trong nghiên cứu và công nghệ, ricin có thể trở thành một trong những liệu pháp điều trị ung thư hiệu quả trong tương lai. Việc hiểu rõ hơn về cơ chế tác động của ricin sẽ giúp phát triển các ứng dụng mới trong y học.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ung thư là nguyên nhân tử vong đứng thứ hai trên toàn cầu, với gần 14 triệu ca mắc mới và 8,2 triệu ca tử vong mỗi năm theo báo cáo của WHO. Tại Việt Nam, năm 2012 có khoảng 94.700 người tử vong do ung thư, trong đó các loại phổ biến gồm ung thư gan (17,6%), phổi (17,5%), vú (8,9%) và trực tràng (7%). Ung thư da melanoma mặc dù chiếm tỷ lệ thấp (5%) nhưng có tỷ lệ tử vong lên tới 75%, do đặc tính tăng sinh nhanh và khả năng di căn cao. Việc điều trị ung thư hiện nay chủ yếu dựa vào phát hiện sớm và kết hợp các phương pháp hóa trị, xạ trị, miễn dịch, tuy nhiên chi phí cao và cơ sở vật chất hạn chế tại các nước đang phát triển gây khó khăn lớn.

Ricin, một glycoprotein độc tính cao được chiết xuất từ hạt thầu dầu (Ricinus communis), có khả năng ức chế tổng hợp protein trong ribosome, dẫn đến chết tế bào theo lập trình. Với tiềm năng ứng dụng trong điều trị ung thư, nghiên cứu này tập trung tách chiết và tinh sạch ricin từ hạt thầu dầu, đánh giá khả năng kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thư da SKMEL28 in vitro. Nghiên cứu được thực hiện tại Việt Nam trong giai đoạn 2016-2017, nhằm khai thác nguồn nguyên liệu tự nhiên sẵn có, đồng thời góp phần phát triển các phương pháp điều trị ung thư hiệu quả, kinh tế hơn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Cơ chế gây độc của ricin: Ricin là protein ức chế ribosome loại 2 (RIP), gồm chuỗi A (RTA) và chuỗi B (RTB) liên kết bằng cầu disulfide. Chuỗi B giúp ricin bám vào glycoprotein trên màng tế bào, đưa chuỗi A vào tế bào để bất hoạt ribosome bằng cách thủy phân adenin tại vị trí A4324 trên rRNA 28S, ngăn cản tổng hợp protein và kích hoạt apoptosis.
• Con đường truyền tín hiệu MAPK/ERK: Đóng vai trò quan trọng trong tăng sinh, phân hóa và apoptosis của tế bào ung thư. Rối loạn con đường này góp phần hình thành và phát triển ung thư da melanoma.
• Đặc tính tế bào ung thư: Tăng sinh không kiểm soát, khả năng tạo khối, di căn và trốn tránh apoptosis, do sự bất ổn gen và viêm mãn tính.

Các khái niệm chính bao gồm: apoptosis, ribosome inactivating protein (RIP), IC50 (nồng độ ức chế 50%), MIC (nồng độ ức chế tối thiểu), và các kỹ thuật sắc ký trao đổi ion, sắc ký lọc gel.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Hạt thầu dầu được cung cấp từ Viện Dược liệu, các dòng tế bào HaCaT (keratin bình thường) và SKMEL28 (ung thư da) từ ATCC Hoa Kỳ, cùng 4 chủng vi khuẩn gram âm và gram dương.
• Phương pháp tách chiết và tinh sạch ricin: Bao gồm nghiền hạt thầu dầu, chiết protein bằng axit acetic 5%, tủa protein với (NH4)2SO4 60%, tinh sạch qua sắc ký trao đổi ion DEAE-Sepharose và sắc ký lọc gel Sephadex G-100. Định lượng protein bằng phương pháp Bradford, kiểm tra độ tinh sạch bằng thẩm tách miễn dịch và khối phổ LC-MS/MS.
• Phân tích hoạt tính sinh học: Thử khả năng kháng khuẩn trên 4 chủng vi khuẩn bằng phương pháp đếm khuẩn lạc (CFU), đánh giá độc tính và ức chế tế bào ung thư SKMEL28 và tế bào HaCaT qua phương pháp nhuộm tím tinh thể, xác định IC50. Đánh giá khả năng ức chế tạo khối u in vitro trên tế bào SKMEL28, phân tích biểu hiện protein marker ERK và p-ERK bằng kỹ thuật Western blot, và khảo sát apoptosis qua nhuộm Annexin V/PI bằng flow cytometry.
• Timeline nghiên cứu: Thực hiện trong khoảng 12 tháng, từ tách chiết ricin, đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, đến khảo sát tác động trên tế bào ung thư và phân tích cơ chế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tách chiết và tinh sạch ricin thành công: Từ 100g hạt thầu dầu, thu được 13,2mg ricin tinh sạch với hiệu suất 9%. Nồng độ protein tối ưu thu được khi tủa với (NH4)2SO4 60% là 8,59 mg/ml, hiệu suất 63,62%. Kết quả SDS-PAGE và thẩm tách miễn dịch xác nhận ricin có kích thước 64kDa, gồm chuỗi A (30kDa) và chuỗi B (34kDa). Khối phổ LC-MS/MS cho thấy các đoạn peptide tương đồng với trình tự ricin chuẩn.

2. Khả năng kháng khuẩn của ricin tinh sạch: Ricin ức chế sự phát triển của 4 chủng vi khuẩn gram âm và gram dương. Tỷ lệ sống sót của E.coli giảm 60% ở nồng độ 100µg/ml, Vibrio vulnificus gần như bị tiêu diệt hoàn toàn (tỷ lệ sống sót 1,7% tại 20µg/ml). Bacillus cereus và Staphylococcus aureus giảm tỷ lệ sống sót hơn 80% và 50% tương ứng ở nồng độ 100µg/ml. So với dịch chiết thô, ricin tinh sạch có hoạt tính kháng khuẩn cao hơn ở nồng độ ≥20µg/ml.

3. Độc tính và ức chế tế bào ung thư: Ricin có độc tính cao trên tế bào HaCaT và SKMEL28 với IC50 lần lượt là 5,2 ng/ml và 34,1 ng/ml sau 48 giờ. Ở nồng độ ≥2,5 ng/ml, tế bào có dấu hiệu biến dạng, co cụm và chết. Độc tính trên tế bào ung thư SKMEL28 thấp hơn tế bào bình thường HaCaT khoảng 6,57 lần.

4. Ức chế khả năng tạo khối u của tế bào SKMEL28: Ricin ở nồng độ 1 ng/ml và 3 ng/ml không làm giảm số lượng khối u nhưng làm giảm kích thước trung bình khối u từ 105 µm (đối chứng) xuống còn 69 µm và 53 µm tương ứng. Tế bào HaCaT không tạo khối và không bị ảnh hưởng về kích thước khi xử lý ricin.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy ricin tinh sạch từ hạt thầu dầu có khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ trên cả vi khuẩn gram âm và gram dương, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về hoạt tính kháng khuẩn của các protein lectin. Độc tính cao của ricin trên tế bào ung thư da SKMEL28 và tế bào bình thường HaCaT phản ánh cơ chế ức chế tổng hợp protein và kích hoạt apoptosis qua con đường nội bào, phù hợp với mô hình cơ chế gây độc của ricin.

Sự khác biệt về IC50 giữa hai dòng tế bào cho thấy ricin có thể có tính chọn lọc nhất định đối với tế bào ung thư, tuy nhiên cần nghiên cứu sâu hơn để giảm thiểu độc tính trên tế bào bình thường. Việc ricin ức chế kích thước khối u mà không làm giảm số lượng khối u cho thấy tác động chủ yếu lên khả năng tăng sinh và phát triển khối u, mở ra hướng ứng dụng ricin như một tác nhân điều trị hướng đích.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường cong độc tính IC50, bảng so sánh tỷ lệ sống sót vi khuẩn và biểu đồ kích thước khối u trung bình theo nồng độ ricin, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả sinh học của ricin.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy trình tách chiết ricin quy mô lớn: Tối ưu hóa các bước tách chiết và tinh sạch để nâng cao hiệu suất và độ tinh khiết ricin, nhằm phục vụ nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng trong vòng 2-3 năm tới. Chủ thể thực hiện: Viện nghiên cứu sinh học phân tử và công nghiệp dược.

2. Nghiên cứu giảm độc tính trên tế bào bình thường: Áp dụng kỹ thuật biến đổi protein hoặc kết hợp với các hệ vận chuyển thuốc để tăng tính chọn lọc của ricin đối với tế bào ung thư, giảm tác dụng phụ. Thời gian thực hiện dự kiến 3-5 năm. Chủ thể: Các nhóm nghiên cứu công nghệ sinh học và dược học.

3. Thử nghiệm tiền lâm sàng và lâm sàng: Tiến hành đánh giá hiệu quả và an toàn của ricin trên mô hình động vật và thử nghiệm lâm sàng giai đoạn đầu, nhằm xác định liều dùng và tác dụng phụ. Thời gian 5 năm. Chủ thể: Trung tâm nghiên cứu ung thư và bệnh viện chuyên khoa.

4. Ứng dụng ricin trong sản xuất thuốc kháng khuẩn và điều trị ung thư: Phát triển sản phẩm thuốc dựa trên ricin tinh sạch, đặc biệt cho các bệnh nhân ung thư da melanoma và các bệnh nhiễm khuẩn kháng thuốc. Chủ thể: Doanh nghiệp dược phẩm và các cơ sở y tế.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu sinh học phân tử và dược học: Nghiên cứu cơ chế tác động của ricin, phát triển các phương pháp tách chiết và ứng dụng protein độc tính trong điều trị ung thư.

2. Bác sĩ và chuyên gia ung bướu: Hiểu rõ tiềm năng và giới hạn của ricin trong điều trị ung thư da, từ đó có thể phối hợp nghiên cứu lâm sàng và ứng dụng điều trị mới.

3. Doanh nghiệp dược phẩm và công nghệ sinh học: Khai thác nguồn nguyên liệu tự nhiên tại Việt Nam để phát triển sản phẩm thuốc kháng khuẩn và điều trị ung thư hiệu quả, kinh tế.

4. Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành sinh học thực nghiệm, công nghệ sinh học: Tham khảo quy trình nghiên cứu, phương pháp phân tích và ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực protein độc tính và ung thư.

Câu hỏi thường gặp

1. Ricin có thể được sử dụng trực tiếp làm thuốc điều trị ung thư không?
   Ricin có độc tính rất cao và không thể sử dụng trực tiếp do gây hại tế bào bình thường. Cần nghiên cứu kỹ thuật biến đổi hoặc hệ vận chuyển để tăng tính chọn lọc và giảm độc tính.

2. Quy trình tách chiết ricin có phức tạp không?
   Quy trình gồm nhiều bước như tủa protein, sắc ký trao đổi ion và sắc ký lọc gel, đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và kỹ thuật cao để đảm bảo độ tinh sạch và hiệu quả.

3. Ricin có tác dụng kháng khuẩn mạnh không?
   Ricin tinh sạch thể hiện khả năng ức chế vi khuẩn gram âm và gram dương ở nồng độ từ 5µg/ml trở lên, tuy nhiên hiệu quả phụ thuộc vào chủng vi khuẩn và nồng độ sử dụng.

4. Tại sao ricin có độc tính cao trên tế bào bình thường?
   Do cơ chế ức chế tổng hợp protein chung cho mọi tế bào, ricin không phân biệt tế bào bình thường và ung thư, gây độc tế bào rộng rãi nếu không được điều chế phù hợp.

5. Nghiên cứu này có thể ứng dụng ngay trong điều trị không?
   Nghiên cứu là bước đầu, cần tiếp tục thử nghiệm tiền lâm sàng và lâm sàng để đánh giá an toàn và hiệu quả trước khi ứng dụng rộng rãi.

Kết luận

• Đã thành công trong việc tách chiết và tinh sạch ricin từ hạt thầu dầu với hiệu suất 9% và độ tinh sạch cao được xác nhận bằng SDS-PAGE, thẩm tách miễn dịch và khối phổ.
• Ricin tinh sạch có khả năng kháng khuẩn hiệu quả trên 4 chủng vi khuẩn gram âm và gram dương, với tỷ lệ sống sót vi khuẩn giảm đáng kể ở nồng độ ≥20µg/ml.
• Ricin thể hiện độc tính cao trên tế bào ung thư da SKMEL28 và tế bào bình thường HaCaT, với IC50 lần lượt là 34,1 ng/ml và 5,2 ng/ml.
• Ricin ức chế kích thước khối u của tế bào SKMEL28 in vitro mà không ảnh hưởng đến tế bào bình thường, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong điều trị ung thư hướng đích.
• Đề xuất nghiên cứu tiếp tục tối ưu quy trình tách chiết, giảm độc tính, thử nghiệm tiền lâm sàng và phát triển sản phẩm thuốc dựa trên ricin.

Nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên tại Việt Nam để phát triển các phương pháp điều trị ung thư hiệu quả và kinh tế. Các nhà khoa học, chuyên gia y tế và doanh nghiệp dược phẩm được khuyến khích hợp tác để thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của ricin trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ung thư là nguyên nhân gây tử vong thứ 2 trên toàn thế giới với hàng triệu ca mắc bệnh mới được phát hiện hàng năm. Theo thống kê của WHO, trong suốt 2 thập niên vừa qua số ca bệnh nhân ung thư đã tăng 70% và xu hướng tăng mạnh trong những năm gần đây. Nguyên nhân gây ung thư có thể do thói quen sống, các tác nhân độc hại từ môi trường và di truyền. Hiện nay, ngoài một số bệnh ung thư có khả năng ngăn ngừa bằng sử dụng vắc xin, việc điều trị ung thư chủ yếu phụ thuộc vào khả năng phát hiện sớm và điều trị kết hợp các phương pháp như hóa trị, xạ trị, miễn dịch để tiêu diệt tế bào ung thư.

Tại các nước đang phát triển, ung thư là một căn bệnh đáng lo ngại do cơ sở vật chất không đầy đủ gây khó khăn cho việc chuẩn đoán sớm dẫn tới tỉ lệ tử vong cao. Bên cạnh đó, việc sử dụng thuốc điều trị nhập ngoại có giá thành cao cũng là một gánh nặng về kinh tế cho người nhà bệnh nhân và xã hội. Ricin là một glycoprotein thuộc họ lectin, được tách chiết từ hạt thầu dầu. Ricin được cấu tạo từ 2 chuỗi A và B được liên kết với nhau qua các cầu đisunfit.

Khi vào trong cơ thể người, ricin tác động thông qua cơ chế ức chế quá trình tổng hợp protein trong ribosome.Ricin có độ độc tính rất cao và được xếp vào chất độc nguy hiểm. Trong những năm gần đây, việc ứng dụng chất độc từ nguồn gốc tự nhiên trong điều trị hóa trị ung thư rất được chú ý. Một số nghiên cứu định hướng phát triển sử dụng ricin trong điều trị ung thư trên thế giới khẳng định ricin có tác dụng ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển của một số dòng tế bào ung thư.Tại Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất dầu thầu dầu thải bỏ hàng tấn bã thầu dầu mỗi năm. Những sản phẩm thừa này yêu cầu phải có một quy trình thải bỏ đặc biệt do vẫn chứa hàm lượng lớn ricin có độc tính cao và có khả năng nguy hại tới sức khỏe cộng đồng.

Với mong muốn tận dụng những sản phẩm từ thiên nhiên này bên cạnh tiềm năng ứng dụng cao về hoạt tính của ricin, chúng tôi quyết định tiến hành đề tài ―Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn và ức chế tế bào ung thƣ của ricin tách chiết và tinh sạch từ hạt thầu dầu (Ricinus communis)‖. Với vai trò là nghiên 1 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] cứu tiền đề trong sử dụng ricin trong điều trị ung thưhướng đích tại Việt Nam, đề tài có các nhiệm vụ chính sau:  Tách chiết và tinh sạch ricin từ hạt thầu dầu.  Kiểm tra độc tính của ricin trên vi khuẩn và tế bào.  Bước đầu nghiên cứu tác động của ricin lên các đặc tính của tế bào ung thư, cụ thể là khả năng tác độngvào quá trình tăng sinh, khả năng tạo khối và chết theo lập trình của tế bào ung thư da SKMEL28.

2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Giới thiệu về ung thƣ 1. Ung thư Ung thư là một trong những căn bệnh đang được quan tâm nhất hiện nay. Theo thống kê của WHO, ung thư là nguyên nhân gây tử vong thứ 2 trên toàn cầu và chỉ đứng sau bệnh tim mạch [16,55].

Theo báo cáo của Word Cancer Report năm 2015, trên toàn thế giới có gần 14 triệu trường hợp mới được chuẩn đoán và 8,2 triệu người bệnh nhân chết liên quan tới ung thư, chiếm gần gần 1/6 tỉ lệ tử vong trên toàn thế giới. Số lượng bệnh nhân đã tăng 22 triệu trường hợp trong vòng 20 năm vừa qua và con số này được dự đoán lên tới 21,7 triệu ca mắc bệnh mới và 13 triệu trường hợp tử vong vào năm 2013[55]. Tại Việt Nam, số người chết vì ung thư lên tới 94,700 người vào năm 2012 (theo thống kê của IACR) và con số này có xu hướng gia tăng nhanh trong những năm gần đây. Năm loại ung thư phổ biến ở Việt Nam là ung thư gan (17,6%), ung thư phổi (17,5%), ung thư dạ dày (1,4%), ung thư vú (8,9%) và ung thư trực tràng (7%).

Ngoài nguyên nhân di truyền, ung thư có thể do một số nguyên nhân chính như: do tia cực tím (UV) từ mặt trời hoặc các nguồn tiếp xúc khác, tỉ lệ chất béo trong cơ thể cao, chế độ ăn uống không hợp lý, lười vận động, sử dụng thuốc lá và rượu bia. Theo thống kê, thuốc lá là nguyên nhân hàng đầu và là tác nhân trực tiếp dẫn tới 13 loại ung thư khác nhau. Rượu bia với thành phần chính là ethanol cũng là tác nhân chính gây ung thư. Theo báo cáo của Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ, người sử dụng nhiều hơn 50 gam ethanol mỗi ngày có tỉ lệ ung thư gấp 2 đến 3 lần so với người không sử dụng rượu bia.

Nhiều nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng tỉ lệ trường hợp mắc bệnh ung thư phổi, ung thư dạ dày, ung thư trực tràng và ung thư vú cao có nguyên nhân xuất phát từ sử dụng rượu bia và thuốc lá quá mức. Bên cạnh đó, thực phẩm không đảm bảo, chứa dư lượng chất bảo vệ thực vật và chất bảo quản cao, do chế độ ăn không hợp lý kết hợp béo phì cũng là nguyên nhân lớn dẫn tới ung thư. 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Đặc tính của tế bào ung thư Tế bào ung thư là những tế bào có sự phát triển không bình thường, có khả năng phát triển và sinh trưởng vượt qua chu trình tế bào bình thường.

Hiện nay, đã có hơn 100 loại tế bào ung thư được ghi nhận. Do các kiểu tế bào ung thư phát triển từ các loại tế bào khác nhau, nên đặc điểm và tính chất của các kiểu ung thư cũng có nhiều sự khác biệt. Tuy nhiên, các tế bào ung thư đều có khả năng sinh học nổi bật để tạo nên tổ chức bệnh như: duy trì tín hiệu tăng sinh, trốn khỏi tín hiệu ngừng tăng trưởng và chu trình chết của tế bào, phân chia không giới hạn, khả năng tạo khối, di căn và tạo mạch máu khối u. Những đặc tính này xuất hiện do sự không ổn định của hệ gen và quá trình gây viêm.

Hệ gen không ổn định và quá trình viêm thúc đẩy hình thành khối u khi có tác động của chất gây ung thư hoặc ảnh hưởng từ môi trường. Sự tăng sinh không kiểm soát, hình thành khối tế bào và xâm lấn sang môi trường xung quanh là đặc điểm thường nhận thấy của tế bào ung thư. Tuy nhiên, với một số đặc điểm khác nhau về khả năng di chuyển, mức độ nguy hiểm và tính chất khối u, ung thư được chia thành hai dạng: u lành tính và u ác tính. Khối u lành tính (benign tumor) là những u có thế bào tăng sinh không kiểm soát tuy nhiên không lan rộng trong cơ thể và chỉ gây nguy hiểm khi xuất hiện tại những vị trí đặc biệt như ung thư não.

U ác tính (malignant) là những khối u nguy hiểm, có khả năng xâm lấn mạnh ảnh hưởng tới các mô bên cạnh và có khả năng di căn trong cơ thể. Ung thư da Ung thư da (melanoma) là một dạng ung thư ác tính của tế bào sắc tố da (melanocytes). Melanoma chiếm tỉ lệ thấp (5%)trong tổng số ca mắc bệnh ung thư nhưng lại là ung thư nguy hiểm nhất với tỉ lệ bệnh nhân chết lên tới 75%. Tế bào sắc tố da là dạng tế bào xuất hiện dưới da, có nhiệm vụ tổng hợp sắc tố melanin.

Khi chịu tác động của các yếu tố gây ung thư như tia UV hoặc các yếu tố độc hại từ môi trường làm ảnh hưởng tới hệ gen và các con đường chuyển hóa trong tế bào, tế bào sắc tố chuyển dạng không bình thường và có nguy cơ trở thành tế bào ung thư da. Ung thư da melanoma có đặc điểm tăng sinh nhanh và khả năng di căn cao. 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Người mắc bệnh ung thư da có nguy cơ tử vong cao, trong toàn bộ ca mắc bệnh các trường hợp sống hơn 5 năm chỉ chiếm 5 đến 15%.1: Hình ảnh ung thƣ da [67]. Con đường truyền tính hiệu protein kinase hoạt hóa mitogen (MAPK) là con đường chính truyền thông tin, các tín hiệu phía bên ngoài màng tế bào vào trong tế bào thông qua các thụ thể, protein và hàng loạt các phản ứng kinase.

Con đường truyền tín hiệu này giữ vai trò quan trọng trong quá trình sống của tế bào như: quá trình tăng sinh, phát triển, phân hóa tế bào, xâm lấn và apoptosis. Các con đường MAPK đều bao gồm một mô đun kinase 3 lớp liên tiếp, cụ thể, khi nhận tín hiệu đầu tiên từ các phối tử trên thụ cảm thể ngoài màng tế bào, một MAPK sẽ được kích hoạt và tạo động lực kích hoạt hàng loạt MAPKK tới MAPKKK [29]. Nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằngrối loạn con đường tín hiệu ERK nói riêng và MAPK nói chung và các yếu tố kích hoạt mitogen cũng có vai trò quan trọng trong hình thành ung thư và xuất hiện tại giai đoạn sớm của ung thư. Các thể đột biến và hư hỏng dẫn tới biểu hiện protein sai lệch và hình thành các đặc tính đặc trưng như tín hiệu tăng sinh độc lập, tránh apoptosis, không nhạy cảm với các yếu tố tăng trưởng và có sự phân chia không thời hạn của tế bào ung thư [23,29, 31].

5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.2: Con đƣờng truyền tín hiệu MAPK trong tế bào động vật [64] Con đường truyền tín hiệu RAS-RAF-MEK-ERK được thể hiện trên Hình1.Đối với các dòng tế bào melanoma, các tổn thương liên quan đến ung thư như các đột biến trên thụ thể tyrosine kinase (TKR), Ras và B-Raf hầu hết đều liên quan và có vai trò quan trọng trong hình thành ung thư, dẫn tới tăng cường biểu hiện của ERK trong tế bào làm thúc đẩy quá trình tăng sinh và khả năng xâm lấn của tế bào [29]. Trong những năm gần đây, số lượng bệnh nhân ung thư trên toàn thế giới vẫn tiếp tục gia tăng. Cuộc chiến chống ung thư luôn là mối quan tâm thường trực của cộng đồng, xã hội và các nhà khoa học. Bên cạnh các hướng điều trị ung thư truyền thống như hóa trị, xạ trị, phẫu thuật, nhiều hướng điều trị mới tiên tiến đã và đang được tiếp tục phát triển (phương pháp miễn dịch, điều trị hướng đích, gen trị liệu…).

Là một trong những nỗ lực đó, nghiên cứu về ricin và phát triển loại protein này để hạn chế ung thư hiện đang được thực hiện và rất được quan tâm. 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.