Luận án tiến sĩ nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư của một số hợp chất phân lập từ hai loài tầm bóp p angulata và thù lù nhỏ p minima họ cà solanaceae

Luận án tiến sĩ nghiên cứu nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư của một số hợp chất phân lập từ hai loài tầm bóp p, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Tác giả: Phạm Thị Hải Yến
• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Thị Thảo
• Trường học: Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
• Chuyên ngành: Sinh lý học người và động vật
• Đề tài: Nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư từ hợp chất chi Tầm bóp và Thù lù nhỏ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Một vài nét về viêm và ung thư
• 1.2. Viêm và tiềm năng kháng viêm của các hợp chất từ thực vật
• 1.3. Ung thư và tiềm năng kháng tế bào ung thư của các hợp chất từ thực vật
• 1.4. Mối liên quan giữa viêm và ung thư
• 1.5. Vai trò sinh lý của Oxit nitric (NO) trong ung thư và viêm. Apoptosis trong ung thư và viêm
• 1.6. Sơ lược về chi Physalis
• 1.7. Đặc điểm thực vật chi Physalis
• 1.8. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chi Physalis
• 1.9. Giới thiệu về loài Tầm bóp (P. angulata)
• 1.10. Giới thiệu về loài Thù lù nhỏ (P. minima)
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Mẫu loài Tầm bóp (P. angulata)
• 2.3. Mẫu loài Thù lù nhỏ (P. minima)
• 2.4. Vật liệu nghiên cứu
• 2.5. Hoá chất và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
• 2.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2.6.1. Phương pháp xử lý tạo cao chiết methanol và các cao phân đoạn của các mẫu P.
• 2.6.2. Phương pháp phân lập các hợp chất từ loài P.
• 2.6.3. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất
• 2.6.4. Phương pháp sắc ký dùng để phân lập các hợp chất từ mẫu thực vật
• 2.6.5. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân
• 2.6.6. Phương pháp phổ khối lượng
• 2.6.7. Phương pháp đo độ quay cực [α]D
• 2.6.8. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
• 2.6.9. Phương pháp nuôi cấy tế bào in vitro
• 2.6.10. Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư (cytotoxic assay)
• 2.6.11. Phương pháp xác định khả năng ức chế sản sinh NO của tế bào sử dụng tế bào đại thực bào RAW 264
• 2.6.12. Phương pháp Western Blot
• 2.6.13. Phương pháp đánh giá tác động cảm ứng apoptosis
• 2.6.14. Phương pháp phân tích thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế sự sản sinh NO trong tế bào RAW 264.7 và hoạt tính gây độc tế bào của loài P.
• 3.2. Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế sự sản sinh NO trong tế bào RAW 264.7 của các cao chiết phân lập từ loài P.
• 3.3. Kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào của các cao chiết từ hai loài P.
• 3.4. Kết quả xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập từ loài P.
• 3.5. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sinh NO định hướng kháng viêm và gây độc tế bào của các hợp chất phân lập từ loài P.
• 3.6. Kết quả đánh giá hoạt tính cảm ứng enzyme iNOS và COX-2 của hợp chất PA13 và PA14 phân lập từ loài P.
• 3.7. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế một số dòng tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ loài P.
• 3.8. Kết quả đánh giá cảm ứng apoptosis của hợp chất PA6 trên dòng tế bào ung thư phổi (A549)
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• KIẾN NGHỊ
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ

Nghiên cứu về hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư từ các hợp chất chi Tầm bóp (P. angulata) và Thù lù nhỏ (P. minima) đang thu hút sự chú ý của giới khoa học. Hai loài thực vật này thuộc họ Cà - Solanaceae, nổi bật với khả năng cung cấp các hợp chất có tiềm năng dược lý. Việc tìm hiểu về các hợp chất này không chỉ giúp mở rộng kiến thức về dược liệu mà còn có thể dẫn đến những ứng dụng thực tiễn trong điều trị bệnh lý viêm và ung thư.

1.1. Đặc điểm sinh học của Tầm bóp và Thù lù nhỏ

Tầm bóp (P. angulata) và Thù lù nhỏ (P. minima) là hai loài thực vật có nhiều đặc điểm sinh học thú vị. Chúng thường được tìm thấy ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, với khả năng sinh trưởng mạnh mẽ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, các hợp chất chiết xuất từ hai loài này có thể có tác dụng kháng viêm và kháng ung thư, mở ra hướng đi mới trong nghiên cứu dược liệu.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu hoạt tính kháng viêm

Nghiên cứu về hoạt tính kháng viêm từ các hợp chất tự nhiên là rất quan trọng. Viêm mãn tính được xem là một trong những yếu tố chính dẫn đến sự phát triển của ung thư. Do đó, việc tìm kiếm các hợp chất có khả năng ức chế viêm từ thực vật như Tầm bóp và Thù lù nhỏ có thể mang lại những giải pháp điều trị hiệu quả.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu hoạt tính kháng viêm

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về hoạt tính kháng viêm từ thực vật, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc xác định và ứng dụng các hợp chất này. Các vấn đề như độ an toàn, hiệu quả và khả năng tương tác với các loại thuốc khác cần được xem xét kỹ lưỡng. Hơn nữa, việc chiết xuất và phân lập các hợp chất từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ cũng gặp nhiều khó khăn do sự đa dạng về thành phần hóa học.

2.1. Những khó khăn trong việc chiết xuất hợp chất

Quá trình chiết xuất các hợp chất từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ thường gặp khó khăn do sự đa dạng và phức tạp của các thành phần hóa học. Việc lựa chọn phương pháp chiết xuất phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo thu được các hợp chất có hoạt tính sinh học cao.

2.2. Thách thức trong việc đánh giá hoạt tính kháng viêm

Đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất chiết xuất từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ cần phải được thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau. Việc lựa chọn mô hình thử nghiệm và tiêu chí đánh giá cũng là một thách thức lớn trong nghiên cứu này.

III. Phương pháp nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư

Để nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư từ các hợp chất chi Tầm bóp và Thù lù nhỏ, nhiều phương pháp hiện đại đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm chiết xuất, phân lập, và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất. Việc sử dụng các kỹ thuật phân tích như sắc ký và phổ khối lượng giúp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất một cách chính xác.

3.1. Phương pháp chiết xuất và phân lập hợp chất

Phương pháp chiết xuất sử dụng dung môi như methanol hoặc ethanol để thu được các hợp chất từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ. Sau đó, các hợp chất này được phân lập bằng các kỹ thuật sắc ký, giúp tách biệt các thành phần có hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư.

3.2. Đánh giá hoạt tính sinh học của hợp chất

Hoạt tính sinh học của các hợp chất được đánh giá thông qua các thử nghiệm in vitro. Các phương pháp như thử nghiệm gây độc tế bào và ức chế sản sinh NO được sử dụng để xác định khả năng kháng viêm và kháng ung thư của các hợp chất phân lập.

IV. Kết quả nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư

Kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất phân lập từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ có hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư đáng kể. Các thử nghiệm cho thấy khả năng ức chế sản sinh NO và gây độc tế bào ung thư của các hợp chất này. Những phát hiện này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc từ thiên nhiên để điều trị bệnh lý viêm và ung thư.

4.1. Kết quả sàng lọc hoạt tính kháng viêm

Các hợp chất từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ đã cho thấy khả năng ức chế sản sinh NO trong tế bào RAW 264.7. Kết quả này cho thấy tiềm năng của các hợp chất này trong việc điều trị các bệnh lý viêm.

4.2. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng ung thư

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các hợp chất phân lập có khả năng gây độc tế bào đối với một số dòng tế bào ung thư. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của các hợp chất này trong điều trị ung thư.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ đã mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực dược liệu. Các hợp chất phân lập từ hai loài này không chỉ có tiềm năng trong điều trị bệnh mà còn có thể được phát triển thành các sản phẩm dược phẩm mới. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các hợp chất này là cần thiết để khai thác tối đa giá trị của chúng.

5.1. Hướng đi mới trong nghiên cứu dược liệu

Việc nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc mới. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc xác định cơ chế tác động của các hợp chất này.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong điều trị bệnh

Các hợp chất từ Tầm bóp và Thù lù nhỏ có thể được ứng dụng trong điều trị các bệnh lý viêm và ung thư. Việc phát triển các sản phẩm từ thiên nhiên này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ung thư là căn bệnh gây tỉ lệ tử vong cao và đang trở thành gánh nặng lớn tại các quốc gia trên thế giới, đặc biệt với các nước nghèo và các nước đang phát triển. Theo số liệu của Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (Globocan), năm 2020 trên thế giới có 19,3 triệu ca mắc mới ung thư và 10 triệu ca ung thư tử vong, trong đó Châu Á chiếm tỷ lệ mắc mới cao nhất, chiếm 49,6% số bệnh nhân ung thư mắc mới trên toàn cầu [1]. Tại Việt Nam, ung thư cũng là loại bệnh lý đang tăng nhanh và tăng cao. Theo thống kê của Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (Globocan), năm 2020 tại Việt Nam có khoảng 182,563 ca ung thư mới mắc, gần 122,690 trường hợp tử vong và hơn 353,826 người đang phải chung sống với căn bệnh ung thư.

Bên cạnh đó, theo nhiều báo cáo viêm và viêm mãn tính được xem là một trong những yếu tố kích thích phát triển khối u ung thư [2]. Các nhà khoa học đã ghi nhận sự xuất hiện của nhiều loại tế bào viêm khác nhau cùng với sự gia tăng các cytokine viêm trong vi môi trường khối u [3]. Bởi vậy việc tìm kiếm những loại thuốc/dược chất mới đặc trị kháng u, kháng viêm cũng như hỗ trợ điều trị hoặc hỗ trợ phòng bệnh là hết sức cần thiết và cấp bách. Mặc dù trong y học hiện đại đã có những bước phát triển trong việc tổng hợp các loại thuốc điều trị bệnh ung thư, bệnh viêm, nhưng tới nay chưa có thuốc nào được cho là hoàn toàn hiệu quả và an toàn [4].

Thực vật và các sản phẩm (hoạt chất) có nguồn gốc thực vật hiện vẫn được xem là có hiệu quả và phù hợp trong điều trị, kiểm soát bệnh ung thư. Đó là do các hợp chất thiên nhiên có độc tính thấp, có khả năng dung nạp tốt trong cơ thể sinh vật, có khả năng diệt các tế bào u, bảo vệ được tế bào lành [5]. Các nghiên cứu cho thấy các chất chuyển hóa thứ cấp chiết xuất từ thực vật ức chế tế bào ung thư thông qua chống tổn thương DNA, kích hoạt các enzym gây apoptosis thông qua việc ức chế các con đường truyền tín hiệu như: con đường RAS-ERK, con đường tín hiệu c- Met, con đường tín hiệu PI3K/Akt, con đường ty thể v. Vì vậy, ngày nay, hầu hết các công trình nghiên cứu tìm kiếm các loại thuốc ung thư hay kháng viêm mới đều hướng vào thực vật và các hợp chất thiên nhiên có nguồn gốc từ thực vật.

2 Việt Nam là đất nước có nguồn tài nguyên cây thuốc vô cùng đa dạng và phong phú, phân bố trên toàn lãnh thổ. Theo thống kê năm 2016, Việt Nam có khoảng 5117 loài và dưới loài thực vật bậc cao được sử dụng làm thuốc chữa bệnh trong dân gian [7]. Điều này cho thấy tiềm năng to lớn của nguồn dược liệu Việt Nam có thể sử dụng trong nghiên cứu sàng lọc để tìm ra những chất có hoạt tính dược học quý hiếm, trong đó có các chất kháng u và kháng viêm mới có hiệu quả cao, ít hoặc không gây ra các phản ứng phụ. Trong số những loài đã được phát hiện, loài Tầm bóp (Physalis angulata) và Thù lù nhỏ (Physalis minima) thuộc chi Physalis là những loài được sử dụng nhiều trong các bài thuốc Đông y để điều trị bệnh trong đó có các bệnh lý viêm và ung thư.

Trong những năm gần đây, ở Việt Nam cũng đã có một số nghiên cứu khoa học về phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất có hoạt tính sinh học của loài P. minima đã được công bố [8, 9]. Tìm hiểu về thành phần hóa học và hoạt tính kháng u, kháng viêm của hai loài này sẽ bổ sung nguồn cơ sở khoa học cho việc sử dụng trong quá trình hỗ trợ, điều trị những căn bệnh này. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư của một số hợp chất phân lập từ hai loài Tầm bóp (P.

angulata) và Thù lù nhỏ (P. minima), họ Cà - Solanaceae”. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp vào việc đánh giá hoạt tính kháng tế bào ung thư, kháng viêm tiềm năng của các dịch chiết, phát hiện các hợp chất tinh khiết có tác dụng hỗ trợ, điều trị các bệnh lý viêm và ung thư được tách chiết từ loài P. minima phân bố ở Việt Nam.

Các kết quả của đề tài là cơ sở khoa học, góp phần giải thích về hoạt tính kháng u và kháng viêm của các bài thuốc trong dân gian, nâng cao giá trị sử dụng của các loài cây này. Mục tiêu đề tài luận án 1. Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của một số hợp chất từ hai loài Tầm bóp (P. angulata) và Thù lù nhỏ (P.

minima) thuộc chi Physalis ở Việt Nam; 2. Phát hiện các hợp chất có hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư tiềm năng từ hai loài thực vật này làm cơ sở cho các nghiên cứu về dược lý tiếp theo. 3 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hai loài thuộc chi Physalis: Loài tầm bóp (P. angulata) được thu hái tại tỉnh Thái Bình và loài Thù lù nhỏ (P.

minima) được thu hái tại tỉnh Thừa Thiên Huế. Nội dung luận án bao gồm 1. Sàng lọc các hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư từ các dịch chiết của hai loài P. minima thuộc chi Physalis ở Việt Nam.

Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ các dịch chiết tiềm năng của hai loài P. minima thuộc chi Physalis ở Việt Nam. Đánh giá hoạt tính ức chế NO định hướng kháng viêm của các hợp chất được phân lập. Đánh giá hoạt tính kháng ung thư của các hợp chất được phân lập.

4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Một vài nét về viêm và ung thƣ 1. Viêm và tiềm năng kháng viêm của các hợp chất từ thực vật Hiện nay, viêm là căn bệnh rất phổ biến ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Viêm là phản ứng phức tạp của cơ thể tại mô liên kết - một mô có mặt ở mọi cơ quan - khởi phát sau khi bị tổn thương tế bào.

Biểu hiện bằng sự thực bào tại chỗ, có tác dụng loại trừ tác nhân gây viêm và sửa chữa tổn thương; Quá trình viêm thường kèm theo các triệu chứng sưng, nóng, đỏ và đau do các mạch máu giãn nở, đưa nhiều máu đến nơi bị tổn thương. Các bạch cầu cũng theo mạch máu xâm nhập vào mô, tiết các chất prostalandin, cytokine nhằm tiêu diệt hoặc trung hòa các tác nhân gây tổn thương. Khi viêm cấp tính không được chữa trị triệt để thì có thể chuyển biến và trở thành viêm mãn tính. Viêm không phải là một bệnh cụ thể mà là một quá trình bệnh lý, gặp ở nhiều dạng khác nhau.

Viêm vừa là một phản ứng bảo vệ cơ thể chống lại yếu tố gây bệnh, vừa là phản ứng bệnh lý, khi đáp ứng viêm không phù hợp hoặc có sự gia tăng quá mức, viêm sẽ trở thành có hại cho cơ thể như tổn thương mô lành, rối loạn các chức năng cơ quan, gây ung thư [10]. Trong quá trình viêm, các đại thực bào đóng vai trò quan trọng trong việc khởi động, duy trì và giải quyết tình trạng viêm [11]. Ví dụ như dưới tác động của lipopolysaccharide (LPS) là một thành phần phổ biến trên màng ngoài vi khuẩn Gram âm, các đại thực bào sẽ tiết ra các cytokine tiền viêm (interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6), yếu tố hoại tử khối u (TNF-α) và các chất trung gian gây viêm (oxit nitric - NO, prostaglandin E2 - PGE2) được tổng hợp tương ứng bởi NO synthase cảm ứng (iNOS) và cyclooxygenase-2 (COX-2) [12]. NO tác động lên tế bào cơ trơn mạch máu tại vị trí viêm, làm tăng tính thấm thành mạch và đẩy nhanh sự xâm nhập của các chất trung gian gây viêm, đau, lôi kéo bạch cầu đơn nhân vào vị trí viêm.

iNOS tạo ra NO từ L-arginine là chất trung gian chính của quá trình kích hoạt miễn dịch và viêm. iNOS có khả năng kích hoạt COX-2, một loại enzyme quan trọng của quá trình viêm và cảm nhận đau, do LPS gây ra trên dòng tế bào đại thực bào RAW 264.7 bằng cách tạo NO nội sinh [13]. Các kích thích viêm kích hoạt COX-2 5 cũng kích hoạt iNOS, tạo ra NO. Do đó, ức chế sự biểu hiện quá mức của iNOS và COX-2 là một giải pháp cần thiết để ngăn ngừa và điều trị các bệnh viêm [14].

Các giai đoạn của quá trình viêm Quá trình viêm thường diễn biến qua các giai đoạn sau [10]: - Rối loạn tuần hoàn tại ổ viêm: Rối loạn tuần hoàn tại ổ viêm xảy ra ngay khi yếu tố gây viêm tác động lên cơ thể gồm bốn hiện tượng: Rối loạn vận mạch, hình thành dịch rỉ viêm, bạch cầu xuyên mạch và bạch cầu thực bào. - Rối loạn chuyển hóa: Tại ổ viêm, quá trình oxy hóa tăng làm tăng nhu cầu oxy, nhưng sự sung huyết động mạch chưa đáp ứng kịp. Do vậy, pH máu giảm và giảm mạnh khi bắt đầu chuyển sang sung huyết tĩnh mạch, từ đó kéo theo hàng loạt những rối loạn chuyển hóa của các glucid, lipid và protein. - Tổn thương mô: Tại vị trí viêm có hai loại tổn thương: Tổn thương tiên phát do nguyên nhân gây viêm tạo ra và tổn thương thứ phát do những rối loạn tại ổ viêm gây nên.

- Tăng sinh tế bào - Quá trình làm lành vết thương: Viêm bắt đầu bằng tổn thương tế bào và kết thúc bằng quá trình phát triển tái tạo. Ngay trong giai đoạn đầu đã có tăng sinh tế bào (bạch cầu đa nhân trung tính, rồi đơn nhân và lympho bào). Về cuối, sự tăng sinh vượt mức hoại tử khiến ổ viêm được chữa lành. Các tế bào nhu mô tại ví trí viêm có thể được tái sinh hoàn toàn khiến cấu trúc và chức năng tại mô viêm vẫn được phục hồi.

Trong trường hợp tế bào nhu mô không được tái sinh hoàn toàn hoặc không tái sinh mô viêm bị thay thế bằng mô xơ (sẹo). Các con đường tín hiệu gây viêm Các con đường gây viêm tác động đến cơ chế bệnh sinh của một số bệnh mãn tính và liên quan đến các chất trung gian gây viêm phổ biến. Các tác nhân kích thích viêm kích hoạt các đường dẫn truyền tín hiệu nội bào, sau đó kích hoạt sản xuất các chất trung gian gây viêm.