Tổng quan nghiên cứu

Viêm là một phản ứng sinh học quan trọng của cơ thể nhằm bảo vệ trước các tác nhân gây hại, tuy nhiên viêm kéo dài có thể dẫn đến nhiều bệnh lý nghiêm trọng như viêm mãn tính, ung thư, đau tim và đột quỵ. Theo ước tính, các bệnh liên quan đến viêm chiếm tỷ lệ cao trong tổng số bệnh lý toàn cầu, gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe cộng đồng và kinh tế y tế. Trong bối cảnh đó, việc tìm kiếm các hợp chất kháng viêm an toàn, hiệu quả từ nguồn tự nhiên trở thành hướng nghiên cứu cấp thiết.

Cây Dành dành láng (Gardenia philastrei), thuộc họ Cà phê (Rubiaceae), phân bố chủ yếu tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, trong đó có tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Việt Nam. Loài cây này được biết đến với nhiều công dụng trong y học dân gian và tiềm năng dược liệu phong phú, đặc biệt chứa các hợp chất triterpene khung cycloartane có hoạt tính sinh học đa dạng. Tuy nhiên, nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính kháng viêm của loài này còn rất hạn chế, đặc biệt tại Việt Nam.

Mục tiêu của luận văn là phân lập và xác định cấu trúc hóa học của một số hợp chất triterpene từ lá cây Dành dành láng, đồng thời đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất này trên mô hình tế bào đại thực bào RAW 264.7 kích thích bởi lipopolysaccharide (LPS). Nghiên cứu được thực hiện trên mẫu lá thu hái tại khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu-Phước Bửu, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, trong khoảng thời gian năm 2020. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần làm sáng tỏ tác dụng dược lý của nguồn dược liệu quý mà còn mở ra hướng phát triển các thuốc kháng viêm mới có nguồn gốc thiên nhiên, an toàn và hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu sau:

  • Lý thuyết về viêm và cơ chế sinh học của quá trình viêm: Viêm là phản ứng miễn dịch tự nhiên, trong đó các đại thực bào đóng vai trò trung tâm bằng cách sản sinh các chất trung gian gây viêm như nitric oxide (NO), cytokine và yếu tố NF-κB. Việc ức chế sản sinh NO được xem là chỉ số quan trọng đánh giá hoạt tính kháng viêm.

  • Mô hình tế bào RAW 264.7 kích thích bằng LPS: Đây là mô hình in vitro phổ biến để đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất, dựa trên khả năng ức chế sản sinh NO trong đại thực bào khi bị kích thích bởi LPS.

  • Khung hóa học của triterpene cycloartane: Cycloartane là một loại triterpene đặc trưng bởi bộ khung 9β,19-cyclo-5α-lanostane, có vòng cyclopropan tại vị trí C-9, C-10 và C-19. Các hợp chất thuộc nhóm này đã được chứng minh có hoạt tính kháng viêm đáng kể.

  • Phương pháp sắc ký và phổ hiện đại: Sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký cột (CC), và các kỹ thuật phổ cộng hưởng từ hạt nhân một chiều và hai chiều (1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC) được sử dụng để phân lập và xác định cấu trúc hóa học các hợp chất.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Mẫu lá cây Dành dành láng được thu hái tại khu Bảo tồn thiên nhiên Bình Châu-Phước Bửu, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Mẫu được giám định và xử lý theo quy trình chuẩn, sau đó nghiền thành bột mịn.

  • Phương pháp chiết: Chiết lỏng-rắn sử dụng methanol làm dung môi, kết hợp chiết siêu âm ba lần, mỗi lần 24 giờ. Dịch chiết methanol được cô quay chân không thu cặn chiết tổng (792 g).

  • Phân đoạn và phân lập: Cặn chiết methanol được tẩm với silica gel và phân đoạn bằng sắc ký cột với dung môi n-hexane, dichloromethane và ethyl acetate. Phân đoạn ethyl acetate (235 g) được chọn để phân lập các hợp chất bằng sắc ký cột silica gel và Sephadex LH-20, thu được ba hợp chất chính ký hiệu GP1, GP2, GP3 với khối lượng lần lượt 15 mg, 13,2 mg và 20 mg.

  • Xác định cấu trúc: Sử dụng phổ NMR một chiều và hai chiều, phổ DEPT, COSY, HSQC, HMBC để xác định cấu trúc hóa học chi tiết của các hợp chất phân lập.

  • Đánh giá hoạt tính kháng viêm: Thử nghiệm in vitro trên tế bào đại thực bào RAW 264.7 kích thích bằng LPS (10 μg/mL). Độc tính tế bào được kiểm tra bằng phương pháp MTT ở các nồng độ 0,8; 4; 20; 100 µM. Hoạt tính kháng viêm được đánh giá qua khả năng ức chế sản sinh nitric oxide (NO) bằng phản ứng Griess, đo quang ở bước sóng 540 nm. Giá trị IC50 được xác định bằng phần mềm TableCurve 2Dv4.

  • Timeline nghiên cứu: Thu mẫu và xử lý mẫu thực vật trong năm 2020; phân lập và xác định cấu trúc hợp chất trong vòng 6 tháng; đánh giá hoạt tính sinh học trong 3 tháng tiếp theo.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân lập thành công ba hợp chất triterpene cycloartane: Ba hợp chất GP1 (Coronalolide methyl ester), GP2 (Sootepin D), và GP3 (Sootepin G) được phân lập từ phân đoạn ethyl acetate của lá cây Dành dành láng với khối lượng thu được lần lượt là 15 mg, 13,2 mg và 20 mg.

  2. Xác định cấu trúc hóa học chính xác: Dữ liệu phổ 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, COSY, HSQC, HMBC cho thấy các hợp chất thuộc nhóm cycloartane triterpene với các nhóm chức đặc trưng như methyl ester, hydroxyl và acid carboxylic, phù hợp với các hợp chất đã biết trong chi Gardenia.

  3. Hoạt tính kháng viêm rõ rệt: Cả ba hợp chất đều thể hiện khả năng ức chế sản sinh nitric oxide trong tế bào RAW 264.7 kích thích bởi LPS. Giá trị IC50 lần lượt là khoảng 3,2 µM cho GP1, 4,5 µM cho GP2 và 2,8 µM cho GP3, cho thấy GP3 có hoạt tính mạnh nhất. So sánh với thuốc chuẩn L-NMMA, các hợp chất này có hiệu quả tương đương hoặc cao hơn trong việc ức chế NO.

  4. Độc tính tế bào thấp: Ở các nồng độ thử nghiệm, các hợp chất không gây độc đáng kể lên tế bào RAW 264.7, đảm bảo tính an toàn cho ứng dụng dược liệu.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân lập và xác định cấu trúc ba hợp chất cycloartane từ lá Dành dành láng phù hợp với các nghiên cứu trước đây về thành phần hóa học của chi Gardenia, vốn giàu các triterpene có hoạt tính sinh học đa dạng. Hoạt tính ức chế sản sinh NO của các hợp chất này chứng minh tiềm năng kháng viêm mạnh mẽ, phù hợp với cơ chế sinh học của viêm liên quan đến đại thực bào và các chất trung gian như nitric oxide.

So với các nghiên cứu trước, giá trị IC50 của các hợp chất phân lập trong nghiên cứu này tương đương hoặc tốt hơn nhiều hợp chất cycloartane đã được báo cáo, cho thấy sự ưu việt của nguồn dược liệu bản địa Việt Nam. Việc không phát hiện độc tính tế bào ở nồng độ thử nghiệm cũng là điểm cộng lớn, giúp mở rộng khả năng ứng dụng trong phát triển thuốc kháng viêm tự nhiên.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường cong ức chế NO theo nồng độ hợp chất, bảng so sánh IC50 giữa các hợp chất và thuốc chuẩn, cũng như biểu đồ tỷ lệ tế bào sống sót theo nồng độ để minh họa tính an toàn. Những kết quả này góp phần làm rõ cơ chế tác động của các triterpene cycloartane trong việc điều hòa quá trình viêm, đồng thời khẳng định giá trị khoa học và thực tiễn của cây Dành dành láng trong nghiên cứu dược liệu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Phát triển quy trình chiết xuất và phân lập quy mô lớn: Áp dụng các phương pháp sắc ký hiện đại kết hợp với chiết siêu âm để tăng hiệu suất thu nhận các hợp chất cycloartane, nhằm phục vụ nghiên cứu sâu hơn và sản xuất dược liệu. Thời gian thực hiện dự kiến 12 tháng, do các viện nghiên cứu và doanh nghiệp dược liệu phối hợp thực hiện.

  2. Nghiên cứu cơ chế tác động sinh học chi tiết: Tiến hành các thử nghiệm in vitro và in vivo để làm rõ cơ chế ức chế viêm của các hợp chất, đặc biệt trên các con đường tín hiệu NF-κB, MAPK và cytokine. Mục tiêu nâng cao hiểu biết khoa học và phát triển thuốc mới trong vòng 18 tháng, do các phòng thí nghiệm chuyên ngành dược lý đảm nhiệm.

  3. Đánh giá độc tính và dược động học: Thực hiện các nghiên cứu độc tính cấp và mạn tính, cũng như khảo sát dược động học để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi ứng dụng lâm sàng. Thời gian thực hiện 12-24 tháng, phối hợp giữa các trung tâm nghiên cứu và bệnh viện.

  4. Ứng dụng phát triển sản phẩm dược liệu và thực phẩm chức năng: Dựa trên kết quả nghiên cứu, đề xuất phát triển các sản phẩm kháng viêm từ chiết xuất lá Dành dành láng, hướng tới thị trường trong nước và xuất khẩu. Thời gian triển khai 24 tháng, do các doanh nghiệp dược liệu và công ty thực phẩm chức năng thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu dược liệu và hóa học tự nhiên: Luận văn cung cấp dữ liệu chi tiết về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của triterpene cycloartane từ cây Dành dành láng, hỗ trợ nghiên cứu phát triển thuốc mới.

  2. Chuyên gia y học cổ truyền và dược học: Thông tin về hoạt tính kháng viêm và cơ chế tác động giúp ứng dụng cây Dành dành láng trong điều trị các bệnh viêm mãn tính và phát triển các bài thuốc dân gian hiện đại.

  3. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: Cơ sở khoa học để phát triển sản phẩm chiết xuất tự nhiên có hoạt tính kháng viêm, an toàn, đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng tăng về sản phẩm thiên nhiên.

  4. Sinh viên và học viên cao học ngành Kỹ thuật Hóa học, Dược học, Sinh học: Tài liệu tham khảo quý giá về quy trình chiết xuất, phân lập hợp chất và đánh giá hoạt tính sinh học, giúp nâng cao kỹ năng nghiên cứu thực nghiệm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao chọn lá cây Dành dành láng để nghiên cứu hoạt tính kháng viêm?
    Lá Dành dành láng chứa nhiều hợp chất triterpene cycloartane có tiềm năng sinh học cao. Ngoài ra, loài cây này phân bố rộng và được sử dụng trong y học dân gian, tạo cơ sở khoa học để khai thác dược liệu bản địa.

  2. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá hoạt tính kháng viêm?
    Hoạt tính kháng viêm được đánh giá bằng khả năng ức chế sản sinh nitric oxide trong tế bào đại thực bào RAW 264.7 kích thích bởi LPS, sử dụng phản ứng Griess để đo nồng độ NO.

  3. Các hợp chất phân lập có độc tính không?
    Kết quả thử nghiệm độc tính bằng phương pháp MTT cho thấy các hợp chất GP1, GP2, GP3 không gây độc tế bào đáng kể ở các nồng độ thử nghiệm, đảm bảo an toàn cho ứng dụng tiếp theo.

  4. Giá trị IC50 của các hợp chất so với thuốc chuẩn như thế nào?
    Các hợp chất có giá trị IC50 trong khoảng 2,8 – 4,5 µM, tương đương hoặc tốt hơn so với thuốc chuẩn L-NMMA, cho thấy hiệu quả ức chế NO mạnh mẽ.

  5. Luận văn có đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo không?
    Có, luận văn đề xuất nghiên cứu cơ chế tác động chi tiết, đánh giá độc tính và dược động học, cũng như phát triển quy trình chiết xuất quy mô lớn và ứng dụng sản phẩm dược liệu.

Kết luận

  • Phân lập thành công ba hợp chất triterpene cycloartane từ lá cây Dành dành láng, xác định cấu trúc hóa học chính xác bằng các phương pháp phổ hiện đại.
  • Các hợp chất GP1, GP2, GP3 thể hiện hoạt tính kháng viêm mạnh qua ức chế sản sinh nitric oxide trong tế bào RAW 264.7 kích thích LPS với giá trị IC50 thấp và độc tính tế bào thấp.
  • Nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ tác dụng dược lý của nguồn dược liệu quý, mở rộng cơ sở dữ liệu hóa học và sinh học cho chi Gardenia tại Việt Nam.
  • Đề xuất phát triển quy trình chiết xuất quy mô lớn, nghiên cứu cơ chế tác động và ứng dụng sản phẩm dược liệu trong điều trị viêm.
  • Khuyến khích các nhà nghiên cứu, doanh nghiệp và chuyên gia y học ứng dụng kết quả để phát triển thuốc kháng viêm tự nhiên an toàn, hiệu quả trong tương lai gần.