ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư vú là ung thư phổ biến nhất ở phụ nữ trên toàn thế giới và là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong do ung thư ở các nước đang phát triển. Ước tính có 1,7 triệu trường hợp mới (25% tổng số ung thư ở phụ nữ) và 0,5 triệu tử vong do ung thư vú (15% tử vong do ung thư ở phụ nữ) vào năm 2012 [23]. Theo WHO, ung thư vú có tỷ lệ chữa khỏi cao nếu được phát hiện sớm và có phác đồ điều trị thích hợp. Ngoài phác đồ điều trị thông thường và các liệu pháp miễn dịch, sử dụng thực phẩm hoặc các chất bổ sung có nguồn gốc từ tự nhiên trong điều trị ung thư đang là một hướng mới hứa hẹn mang lại hiệu quả cao trong chẩn đoán và điều trị ung thư mà không ảnh hưởng đến sức khỏe người bệnh.
Một loạt các chất bổ sung bao gồm chiết xuất từ thực vật, trái cây và rau quả, vitamin, khoáng chất và các thành phần dinh dưỡng đang được đánh giá là nguồn cung cấp đầy hứa hẹn của các tác nhân chống ung thư. Trong đó, nấm đang là nguồn thực phẩm tiềm năng với hàm lượng cao các chất xơ, chất khoáng, vitamin và protein. Ngoài giá trị về dinh dưỡng, một số loại nấm cũng là nguồn cung cấp các hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe ví dụ như chống oxi hóa, kháng khuẩn, chống ung thư, giảm cholesterol, kích thích miễn dịch,…Quả thế và thể sợi là hai bộ phận chứa nhiều hợp chất chống oxi hóa và kháng khuẩn ở nấm [9], [11], [15]. Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các loại nấm có tác dụng trong điều trị y học ví dụ như nấm hương (Lentinus edodes) đã được chứng minh là có chứa các hợp chất chống ung thư và kháng khuẩn, các nấm trong bộ Agaricales, nấm Ganoderma lucidum được chứng minh là có khả năng ngăn cản sự tăng sinh tế bào và sự phát triển khổi u ở tế bào ung thư vú [17], [26].
Tuy nhiên đối với hoạt tính gây độc tế bào ung thư của nấm tre (Phallus indusiatus) vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi. Do SVTH: Hà Hoàng Trà My Trang 1 vậy chúng tôi thực hiện đề tài khóa luận: “Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của dịch chiết nấm tre (Phallus indusiatus) lên tế bào ung thư vú” với mục tiêu: - Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào ung thư vú của các dịch chiết nấm để tìm ra các dịch chiết có khả năng ức chế tế bào ung thư vú nhưng không ảnh hưởng đến tế bào thường. - Xác định các mẫu dịch chiết nấm có khả năng cảm ứng gây apoptosis (chết theo lập trình) ở tế bào ung thư vú. SVTH: Hà Hoàng Trà My Trang 2 PHẦN 1: TỔNG QUAN SVTH: Hà Hoàng Trà My Trang 3 1.
Đại cương về nuôi cấy tế bào động vật [2], [3], [13] 1. Khái niệm Nuôi cấy tế bào động vật là quá trình duy trì và tăng sinh các tế bào, mô hoặc cơ quan động vật ở bên ngoài cơ thể (in vitro) trong môi trường nhân tạo. Môi trường nhân tạo bao gồm các yếu tố như nhiệt độ, pH và các thành phần dinh dưỡng được thiết kế sao cho tương đồng nhất với các điều kiện trong cơ thể sinh vật (in vitro) để tế bào có thể tồn tại và tăng sinh. Hình dạng tế bào khi nuôi cấy ở hai dạng chính: - Phát triển huyền phù (như một tế bào đơn hay các cụm nhỏ tế bào), có hình cầu và nằm lơ lửng trong môi trường nuôi cấy.
Ví dụ như dòng tế bào thu từ máu: leukamia, lymphoma. - Phát triển dạng monolayer bám dính vào dụng cụ nuôi, sau một thời gian nuôi cấy, đáy của dụng cụ nuôi cấy sẽ được phủ hết bởi lớp tế bào đơn liên tục. Hầu hết các tế bào động vật đều là tế bào bám dính ví dụ như tế bào nguyên bào sợi và tế bào biểu mô. Đặc điểm của tế bào động vật - Tính cơ học yếu: Tế bào động vật không có lớp vách tế bào như vi sinh vật hay tế bào thực vật nên dễ bị biến dạng và vỡ.
Trong quá trình nuôi cấy cần thao tác nhẹ nhàng, tránh những tác động cơ học mạnh. - Tăng trưởng chậm: Quá trình trao đổi chất ở tế bào động vật chậm hơn nhiều so với vi sinh vật, dẫn đến tốc độ tăng trưởng của tế bào động vật cũng chậm hơn. Vì vậy, thời gian nuôi cấy tế bào động vật thường kéo dài, gây kéo dài và tăng nguy cơ nhiễm. - Cơ chế kìm hãm ngược: Sau một thời gian nuôi cấy, nồng độ cao của chất cần biểu hiện được tích lũy trong môi trường sẽ ức chế tế bào tổng hợp tiếp chất đó.
SVTH: Hà Hoàng Trà My Trang 4 Nếu tiếp tục giữ nguyên trong thời gian dài, tế bào sẽ bị tổn thương và chết. Vì vậy, cần phải thay môi trường mới cho các tế bào sau mỗi khoảng thời gian nhất định. - Cần giá đỡ: Hầu hết tế bào và mô động vật đều cần bám vào giá đỡ hoặc bề mặt rắn mới có thể sống và phân chia. Do đó, bề mặt của các bình nuôi cấy thường phải được xử lý trước khi nuôi cấy như phủ bề mặt (bằng collagen hoặc poly-D- lysine), bổ sung giá thể (polymer bọt biển, gốm).
- Có thể thay đổi kiểu gen và kiểu hình: Nếu tế bào động vật được nuôi cấy trong thời gian dài có thể xảy ra các quá trình như dung hợp và biến nạp. Dẫn đến các tế bào bị biến đổi kiểu gen và kiểu hình. - Có thế bảo quản và lưu trữ trong nitơ lỏng: Tế bào động vật có thể được bảo quản và lưu trữ trong nhiều năm ở nitơ lỏng (-1960C). Khi được rã đông, tế bào vẫn có khả năng tăng sinh và phân chia như lúc đầu.
- Kém thích nghi với môi trường: Khi được chuyển sang nuôi cấy trong một môi trường hoàn toàn mới, tế bào động vật thường thích nghi chậm và có thể chết. Cần có quá trình để tế bào thích nghi với môi trường mới. Quá trình thích nghi có thể thực hiện bằng cách chuyển tế bào từ môi trường cũ sang môi trường có 50% môi trường cũ + 50% môi trường mới. Khi tế bào ổn định mới chuyển sang môi trường mới 100%.
Đa số tế bào động vật nhạy cảm với ion kim loại, cần huyết thanh và hormone để tăng trưởng và phân chia. Enzyme sử dụng để tách tế bào Trypsin có cấu trúc chuỗi polypeptide gồm 249 amino acid, trọng lượng phân tử 22,6 – 23,4 kDa. Cấu trúc bậc ba, hoạt động trong môi trường pH từ 6 – 9, rất bền vững ở môi trường acid yếu, được sử dụng để tách tế bào. Trypsin cắt liên kết giữa nhóm carboxyl (-COOH) của Lysin hoặc Arginin và gốc amin (-NH2) của acid amin bất kỳ đứng liền kề với nó trong polypeptide, ngoại trừ liên kết giữa Lysin và Arginin.
Khi được xử lí với trypsin, các liên kết protein giữa các tế bào bị phá vỡ, tế bào co lại và thường có dạng hình cầu. Khi tế bào co lại, các tế bào trở nên lỏng lẻo và tế bào dễ dàng được tách ra bởi tác động cơ học. SVTH: Hà Hoàng Trà My Trang 5 Canxi được xem như chất bảo vệ cho trypsin, hoạt tính xúc tác của trypsin bị giảm 50% khi có mặt Ca2+ vì trypsin trở nên trơ. Ngoài ra hoạt tính của trypsin sẽ bị kìm hãm bởi huyết thanh, nên cần trung hòa trypsin bằng huyết thanh ngay sau khi thu được tế bào đơn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy tế bào [2], [3], [20] 1. Ảnh hưởng của môi trường bên ngoài lên quá trình nuôi cấy tế bào thể hiện qua: - Cơ chất tế bào bám: Giá thể phù hợp thì tế bào tăng trưởng mạnh, tạo ra tính đồng nhất trong tăng trưởng, có thể nuôi cấy lớp đơn trên nhiều giá thể khác nhau như: đĩa plastic, giá thể bán rắn (gel, collagen, agar). - Sự cấu thành của các yếu tố lý hóa và sinh lý của môi trường. - Thành phần của pha khí.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ.Yếu tố bề mặt của chai nuôi Tế bào cần bám dính vào một giá thể để sinh trưởng và di chuyển, dụng cụ phổ biến hiện nay là polystyrene plastic. Sự lựa chọn giá thể được quyết định dựa vào: - Khả năng sinh sản của tế bào. - Sự tăng sinh của tế bào trong dịch treo hoặc tạo lớp đơn. - Việc nuôi nên để thông khí hay bịt kín.
- Giá cả hợp lí.3 Điều kiện hóa lí - pH pH của môi trường có vai trò quan trọng đối với chức năng của tế bào. pH thích hợp sẽ duy trì sự cân bằng của các ion, giúp cho các kênh vận chuyển proton trên màng của tế bào và bào quan hoạt động bình thường. Do đó, pH thích hợp sẽ tạo điều kiện tối ưu cho sự hoạt động của các enzyme nội bào, hormone và yếu tố tăng trưởng. Khi mức pH của môi trường bị biến đổi có thể dẫn đến các rối loạn chuyển hóa và gây chết cho tế bào.
SVTH: Hà Hoàng Trà My Trang 6 pH tối ưu cho sự phát triển của tế bào thay đổi tùy vào loại tế bào hoặc dòng tế bào cần nuôi cấy. Thông thường, pH tối ưu khi nuôi cấy tế bào động vật là 7,2 và có thể dao động từ 7,0 -7,4. Trong qua trình nuôi cấy, pH môi trường có thế thay đổi và vượt quá giới hạn tối ưu so với lúc ban đầu. Có nhiều nguyên nhân khác nhau dẫn đến sự thay đổi của môi trường.
Ví dụ như trong quá trình phát triển, đặc biệt là trong môi trường có mức oxy thấp, tế bào sẽ tiết ra các chất chuyển hóa có tính acid. Các chất này tích lũy ngày càng nhiều trong môi trường và làm giảm pH môi trường. Hoặc trong trường hợp môi trường bị nhiễm, vi khuẩn và nấm phát triển nhanh trong môi trường cũng sẽ làm cho pH giảm xuống nhanh chóng. Khi pH thay đổi đột ngột, tế bào sẽ không thích ứng kịp và có thế chết.
Do đó, để duy trì ổn định của môi trường nuôi cấy, cần thiết phải sử dụng hệ đệm trong môi trường. - Nhiệt độ Nhiệt độ nuôi cấy tối ưu để tế bào phát triển phụ thuộc phần lớn vào nhiệt độ cơ thế mà tế bào được thu nhận. Ví dụ, nhiệt độ tối ưu của hầu hết tế bào động vật có vú và người là 370C, tế bào côn trùng phát triển tốt ở 270C, các dòng tế bào của chim phát triển ở 38,50C hay các dòng tế bào động vật máu lạnh phát triển ở khoản nhiệt độ từ 15 -260C.