Nghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng phân bào trên dòng tế bào ung thư MCF-7, Jurkat T của nấm Cordyceps neovolkiana và Isaria cicadae

• Tác giả: Nguyễn Chí Dũng
• Người hướng dẫn: PGS. Ngô Kế Sương
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng phân bào trên dòng tế bào ung thư MCF-7, Jurkat T của cao chiết và hoạt chất từ sinh khối, quả thể nhân nuôi của chủng nấm Cordyceps neovolkiana DL0004 và Isaria cicadae F0004
• Loại tài liệu: luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về nấm Cordyceps
• 1.1.1. Giới thiệu về nấm Cordyceps
• 1.2. Tổng quan về Cordyceps neovolkiana và Isaria cicadae
• 2. VẬT LIỆU - PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu. Dụng cụ và thiết bị
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thu nhận cao chiết và các hợp chất
• 2.3.2. Phương pháp khảo sát hoạt tính gây độc tế bào và cảm ứng apoptosis của cao chiết và các hợp chất
• 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Chiết cao từ sinh khối và quả thể C. neovolkiana DL0004 và I.
• 3.2. Hoạt tính gây độc tế bào của các cao chiết với dòng tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T
• 3.2.1. Hoạt tính gây độc của các cao chiết C. neovolkiana DL0004 đối với các dòng tế bào MCF-7 và Jurkat T
• 3.2.2. Hoạt tính gây độc của các cao chiết I. cicadae F0004 đối với các dòng tế bào MCF-7 và Jurkat T
• 3.3. Xác định cao chiết có khả năng gây độc tế bào cao
• 3.4. Nghiên cứu cảm ứng apoptosis tế bào MCF-7 và Jurkat T với các cao chiết tiềm năng
• 3.4.1. Nghiên cứu cao PE của sinh khối Cordyceps neovolkiana DL0004 cảm ứng apoptosis tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T
• 3.4.2. Kết quả đánh giá khả năng cảm ứng apoptosis của cao EA từ quả thể I.
• 3.5. Phân chất, tinh sạch và định danh các hợp chất của các cao chiết có tiềm năng kháng phân bào
• 3.5.1. Phân chất cao PE của sinh khối C.
• 3.5.2. Phân chất cao EA của quả thể Isaria cicadae F0004
• 3.6. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T của các chất
• 3.7. Kết quả khả năng cảm ứng apoptosis tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T của ergone
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. Tổng Quan Về Nấm Cordyceps Tiềm Năng Kháng Ung Thư

Các sản phẩm tự nhiên ngày càng được nghiên cứu rộng rãi về khả năng kháng ung thư. Chúng được xem là nguồn cung cấp dồi dào các hợp chất có hoạt tính sinh học, có tiềm năng chữa bệnh. Ước tính từ năm 1981 đến 2019, khoảng 25% các loại thuốc kháng ung thư mới được phê duyệt có nguồn gốc tự nhiên. Đối với Cordyceps spp., hơn 200 hợp chất có hoạt tính sinh học đã được cô lập và định danh, bao gồm nucleosid, sterol, peptid mạch vòng, flavonoid, polysaccharid, và nhiều hơn nữa. Theo WHO, ung thư là căn bệnh gây tử vong hàng đầu, thúc đẩy việc tìm kiếm các hợp chất mới trong điều trị ung thư. Các nghiên cứu đã phát hiện nhiều hợp chất kháng phân bào tiềm năng từ Cordyceps spp., mở ra hướng đi mới trong y học.

1.1. Phân Loại Khoa Học Chi Tiết Của Nấm Cordyceps

Theo Holiday (2008), nấm Cordyceps được phân loại rõ ràng trong hệ thống sinh học. Chúng thuộc giới Fungi, ngành Ascomycota, lớp Ascomycetes, bộ Hypocreales, họ Clavicipitaceae và chi Cordyceps. Việc phân loại này dựa trên các đặc điểm hình thái như túi bào tử hình trụ và quả thể hình cuống. Cordyceps là chi đa dạng nhất trong họ Clavicipitaceae, với số lượng loài lớn và phổ ký chủ rộng, thường ký sinh trên côn trùng và động vật chân khớp. Đặc điểm này làm cho Cordyceps trở thành đối tượng nghiên cứu quan trọng trong sinh học và y học.

1.2. Giá Trị Kinh Tế Và Ứng Dụng Của Nấm Cordyceps

Trong các loài Cordyceps spp., Cordyceps sinensis nổi tiếng nhất về giá trị ứng dụng trong chữa bệnh và bồi bổ sức khỏe. Nó phân bố chủ yếu ở Nepal, Bhutan, Ấn Độ và Cao nguyên Tây Tạng của Trung Quốc. Ngoài C. sinensis, nhiều loài nấm Cordyceps spp. khác cũng được phát hiện, thuộc các họ Clavicipitaceae, Cordycipitaceae và Ophiocordycipitaceae. Các công trình nghiên cứu và ứng dụng nấm Cordyceps chủ yếu được thực hiện trên các chủng nấm có nguồn gốc từ nước ngoài, gây hạn chế khi ứng dụng tại Việt Nam. Nghiên cứu và ứng dụng các chủng nấm Cordyceps của Việt Nam giúp chủ động hơn trong việc khai thác, bảo tồn và ứng dụng tạo các sản phẩm hữu ích.

II. Vấn Đề Nghiên Cứu Hoạt Tính Kháng Phân Bào Của Nấm Việt Nam

Việt Nam có sự đa dạng về các chủng nấm ký sinh côn trùng thuộc chi Cordyceps và Isaria. Tuy nhiên, các nghiên cứu tại Việt Nam chủ yếu thực hiện ở mức độ cao chiết của các loài nấm Cordyceps spp., và còn rất ít các nghiên cứu về cô lập các hợp chất tự nhiên và xác định hoạt tính kháng phân bào của các hợp chất thu nhận được. Do đó, việc đánh giá hoạt tính kháng phân bào trên các dòng tế bào ung thư của các cao chiết và các hoạt chất từ sinh khối hệ sợi và quả thể nấm ký sinh côn trùng phân lập và nuôi trồng tại Việt Nam là rất cần thiết. Điều này tạo tiền đề cho các nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng tại Việt Nam, mở ra nguồn nguyên liệu cho các ứng dụng thực tế trong dược phẩm.

2.1. Mục Tiêu Nghiên Cứu Hoạt Tính Kháng Phân Bào In Vitro

Luận án tập trung vào việc nghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng phân bào trên dòng tế bào ung thư MCF-7, Jurkat T của cao chiết và hoạt chất từ sinh khối, quả thể nhân nuôi của chủng nấm Cordyceps neovolkiana DL0004 và Isaria cicadae F0004. Nội dung nghiên cứu bao gồm: tạo cao chiết từ sinh khối và quả thể nấm nuôi trồng; sàng lọc cao chiết có độc tính tế bào tiềm năng trên hai dòng tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T; xác nhận đặc tính kháng phân bào của các cao chiết tiềm năng; cô lập và xác định hợp chất có hoạt tính kháng phân bào từ cao chiết tiềm năng.

2.2. Tổng Quan Về Cordyceps Neovolkiana Và Isaria Cicadae

Cordyceps neovolkiana (thể vô tính là Hirsutella neovolkiana) đã được tìm thấy ở vùng núi Langbiang, tỉnh Lâm Đồng Việt Nam. Quả thể C. neovolkiana có màu vàng, rộng 2-3 mm và dài 3-5 cm. Isaria cicadae (Cordyceps cicadae) đã được tìm thấy tại huyện Ea Kar, tỉnh Đắk Lắk. Quá trình sinh trưởng và phát triển của I. cicadae tương tự với các loài thuộc nhóm Cordyceps khác. I. cicadae hình thành quả thể màu trắng đục đến vàng nhạt từ miệng, đầu hoặc đáy của ấu trùng. I. cicadae F0004 đã được nuôi cấy nhân tạo thành công sinh khối và quả thể.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Chiết Xuất Và Đánh Giá Độc Tính Tế Bào

Nghiên cứu này tập trung vào việc chiết xuất các hợp chất từ sinh khối và quả thể của Cordyceps neovolkiana DL0004 và Isaria cicadae F0004. Các phương pháp chiết xuất được sử dụng để thu nhận cao chiết, sau đó tiến hành khảo sát hoạt tính gây độc tế bào và cảm ứng apoptosis của các cao chiết này. Các phương pháp xử lý số liệu thống kê được áp dụng để phân tích và đánh giá kết quả. Mục tiêu là xác định các cao chiết có tiềm năng kháng phân bào cao nhất đối với dòng tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T.

3.1. Quy Trình Chiết Cao Phân Đoạn Từ Nấm Cordyceps

Quy trình chiết cao phân đoạn bao gồm nhiều bước để tách các hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh khối và quả thể nấm. Các dung môi khác nhau được sử dụng để chiết xuất các phân đoạn khác nhau, từ đó thu được các cao chiết có thành phần hóa học khác nhau. Quá trình này cho phép tập trung các hợp chất có hoạt tính kháng ung thư tiềm năng, giúp tăng hiệu quả của các thử nghiệm tiếp theo.

3.2. Phương Pháp Khảo Sát Hoạt Tính Gây Độc Tế Bào In Vitro

Để khảo sát hoạt tính gây độc tế bào, các cao chiết được thử nghiệm trên dòng tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T trong điều kiện in vitro. Các phương pháp như MTT assay được sử dụng để đánh giá khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Ngoài ra, các phương pháp nhuộm tế bào như AO/EB cũng được sử dụng để quan sát hình thái tế bào và xác định các dấu hiệu của apoptosis.

3.3. Đánh Giá Khả Năng Cảm Ứng Apoptosis Của Cao Chiết

Nghiên cứu cũng tập trung vào việc đánh giá khả năng cảm ứng apoptosis của các cao chiết. Apoptosis là một quá trình chết tế bào theo chương trình, đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các tế bào ung thư. Các phương pháp như phân tích chu kỳ tế bào bằng flow cytometry và nhuộm Annexin V/PI được sử dụng để định lượng tế bào bị cảm ứng apoptosis.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Xác Định Cao Chiết Tiềm Năng Kháng Ung Thư

Nghiên cứu đã xác định được một số cao chiết từ Cordyceps neovolkiana DL0004 và Isaria cicadae F0004 có hoạt tính gây độc tế bào cao đối với dòng tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T. Đặc biệt, cao chiết PE từ sinh khối Cordyceps neovolkiana DL0004 và cao EA từ quả thể Isaria cicadae F0004 cho thấy khả năng cảm ứng apoptosis mạnh mẽ. Các kết quả này mở ra hướng nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất có hoạt tính kháng ung thư từ nấm Cordyceps.

4.1. Hoạt Tính Gây Độc Tế Bào Của Cao Chiết C. Neovolkiana DL0004

Các cao chiết từ sinh khối và quả thể C. neovolkiana DL0004 được đánh giá về hoạt tính gây độc tế bào đối với dòng tế bào MCF-7 và Jurkat T. Kết quả cho thấy cao chiết PE từ sinh khối có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư cao hơn so với các cao chiết khác. Điều này cho thấy sinh khối C. neovolkiana DL0004 có thể là nguồn cung cấp các hợp chất kháng ung thư tiềm năng.

4.2. Hoạt Tính Gây Độc Tế Bào Của Cao Chiết I. Cicadae F0004

Tương tự, các cao chiết từ sinh khối và quả thể I. cicadae F0004 cũng được đánh giá về hoạt tính gây độc tế bào. Cao chiết EA từ quả thể cho thấy khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư đáng kể. Điều này khẳng định tiềm năng của I. cicadae F0004 trong việc phát triển các sản phẩm điều trị ung thư.

4.3. Nghiên Cứu Cảm Ứng Apoptosis Tế Bào Ung Thư

Nghiên cứu sâu hơn về khả năng cảm ứng apoptosis của cao chiết PE từ sinh khối C. neovolkiana DL0004 và cao EA từ quả thể I. cicadae F0004 cho thấy các cao chiết này có khả năng kích hoạt quá trình chết tế bào theo chương trình ở tế bào ung thư. Điều này được chứng minh bằng các phương pháp nhuộm tế bào và phân tích chu kỳ tế bào.

V. Phân Lập Và Định Danh Hợp Chất Kháng Phân Bào Tiềm Năng

Từ các cao chiết tiềm năng, các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân lập, tinh sạch và định danh các hợp chất có hoạt tính kháng phân bào. Một trong những hợp chất được xác định là ergone, có khả năng cảm ứng apoptosis ở tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T. Các kết quả này cung cấp thông tin quan trọng về cơ chế tác động của các hợp chất kháng ung thư từ nấm Cordyceps.

5.1. Phân Lập Hợp Chất Từ Cao Chiết PE Của Sinh Khối C.

Quá trình phân lập hợp chất từ cao chiết PE của sinh khối C. neovolkiana DL0004 đã dẫn đến việc xác định được ergone. Hợp chất này được đánh giá về hoạt tính gây độc tế bào và khả năng cảm ứng apoptosis trên dòng tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T.

5.2. Đánh Giá Hoạt Tính Gây Độc Tế Bào Của Ergone

Ergone cho thấy hoạt tính gây độc tế bào đáng kể đối với dòng tế bào ung thư MCF-7 và Jurkat T. Hợp chất này có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và kích hoạt quá trình apoptosis.

5.3. Cơ Chế Tác Động Của Ergone Lên Tế Bào Ung Thư

Nghiên cứu về cơ chế tác động của ergone cho thấy hợp chất này có khả năng ảnh hưởng đến chu kỳ tế bào và kích hoạt các con đường tín hiệu dẫn đến apoptosis. Điều này cung cấp thông tin quan trọng về cách ergone có thể được sử dụng trong điều trị ung thư.

VI. Kết Luận Tiềm Năng Ứng Dụng Của Nấm Cordyceps Trong Y Học

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng của Cordyceps neovolkiana và Isaria cicadae trong việc phát triển các sản phẩm điều trị ung thư. Các cao chiết và hợp chất từ nấm Cordyceps có khả năng kháng phân bào và cảm ứng apoptosis ở tế bào ung thư. Các kết quả này mở ra hướng nghiên cứu mới về các loại thuốc kháng ung thư tự nhiên, an toàn và hiệu quả.

6.1. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Nghiên Cứu

Các kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm chức năng và thuốc điều trị ung thư từ nấm Cordyceps. Việc nuôi trồng và khai thác các chủng nấm Cordyceps của Việt Nam có thể tạo ra nguồn nguyên liệu ổn định và bền vững cho ngành dược phẩm.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá hoạt tính kháng ung thư của các hợp chất từ nấm Cordyceps trên các dòng tế bào ung thư khác nhau và trong các thử nghiệm in vivo. Ngoài ra, cần nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác động của các hợp chất này để tối ưu hóa hiệu quả điều trị ung thư.