CHƯƠNG 1.1 Nấm Vân chi (Tramestes versicolor) 1.1 Giới thiệu về chủng nấm Vân chi Nấm Vân chi có tên khoa học là Trametes versicolor ngoài ra còn có các tên gọi khác như Coriolus versicolor, Polyporus versicolor. Theo hệ thống phân loại nấm Vân chi thuộc chi Trametes Fr, họ Polyporaceae, bộ Polyporales, lớp Agaricomycetes, ngành Basidiomycota, giới nấm. Ngoài ra nấm T. versicolor còn có nhiều tên khác nhau như tên tiếng Anh là “Turkey tails” (đuôi gà tây), tên tiếng Nhật là “Kawaratake” do chúng hay được tìm thấy ở gần bờ sông, tên tiếng Trung Quốc là “Yun Zhi” có nghĩa là nấm có hình dạng như đám mây [2].
Về đặc điểm sinh dưỡng T. versicolor là loài hiếu khí bắt buộc, có khả năng phân hủy gỗ nhờ khả năng phân hủy các thành phần chính của gỗ như: cellulose, hemicellulose, lignin. Chúng thường mọc quanh năm trên các khúc gỗ chết, gốc, thân và cành cây [1]. versicolor xuất hiện ở các khu vực ôn đới ở Châu Âu, Châu Á, và Bắc Mỹ và có thể là loại nấm kệ phổ biến nhất ở Bắc bán cầu [1] Hnh 1.1: Phân bố của loài T.
versicolor trên thế giới [1] Hnh 1.2: Quả thể một số chủng nấm thuộc loài T.3: Nấm Vân chi dạng sợi trên đĩa thạch và trong thiết bị lên men chm Ngoài ra, trong các phòng thí nghiệm, nấm Vân chi cũng được nuôi dưỡng dưới dạng sợi bằng phương pháp lên men chìm hoặc lên men bề mặt. Nhiệt độ thích hợp cho nấm sinh trưởng và phát triển là 25-27 oC [4]. Tùy phương pháp mà thời gian lên men dài hay ngắn, đối với phương pháp lên men chìm thường kéo dài từ 5-7 ngày [4] , lên men bề mặt kéo dài hơn 21-25 ngày [5] 1. Về đặc điểm hnh thái Quả thể nấm không có cuống, phát triển về một phía.
Khi còn non quả thể có hình u lồi tròn, mọc thành dạng vành mỏng với mép viền màu trắng kem. Khi trưởng thành quả thể lại có hình dạng như nan quạt với nhiều lớp Vân đồng đâm (nhìn giống như đuôi gà tây- Turkey tails). Tai nấm hình bán nguyệt, mỏng, hơi quăn, chúng mọc thành cụm với kích thước khoảng 1-6×1-10 cm, độ dày 1-3 mm. Mặt trên của tai nấm có lớp lông mịn, mềm mại như nhung với màu sắc đa dạng tùy vào chủng và môi trường sống khác nhau như đen, nâu, vàng nhạt, xám, xanh, trắng, đỏ.
Mặt dưới của tai nấm có màu trắng kem, hoặc hơi xám với hàng ngàn ống nhỏ kích thước 3-6 ống/mm, vách ngăn dày, miệng ống tròn. Các ống nhỏ này nhằm tăng diện tích mang bào tử. Tất cả các chủng nấm T. versicolor đều có các ống nhỏ này, đây là đặc điểm có thể dùng để phân biệt chúng với chủng Stereum hissutum.
Bào tử nấm hình trụ cong, trong suốt, nhẵn mịn, với kích thước 4-6×1,5- 2,5 µm. Thịt nấm có màu trắng, trắng kem với nhiều sợi dày khoảng 0,6-2,5 mm [4, 6] Hnh 1.4: Đặc điểm hnh thái quả thể và bào tử nấm vân chi[1] (A: Hnh thái quả thể, B, C: Bề mặt quả thể; D: Bào tử) 2 Sự phát triển của T. vesicolor bắt đầu từ bào tử (ở mặt dưới của tai nấm) nảy mầm dần hình thành hệ sợi nấm màu trắng. Sau đó sợi nấm phát triển qua các hình thái và dần dần tạo thành dạng quả thể.5: Chu k phát triển của nấm T.2 Giá trị dược lý Nấm Vân chi là loại nấm dược liệu được sử dụng rộng rãi trong hỗ trợ điều trị đồng thời tăng cường miễn dịch và giảm đau ở bệnh nhân ung thư.
Cao chiết nấm đã được nghiên cứu rộng rãi bằng in vitro, in vivo và trong các thử nghiệm lâm sàng trên người [7, 8]. Đồng thời có tác dụng kích thích miễn dịch, chống khối u, kích hoạt các chức năng của tế bào lympho T, tế bào lympho B, bạch cầu đơn nhân và tế bào giết tự nhiên NK [9-11]. Cao chiết còn tác dụng ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư và làm tăng hoạt động tiêu diệt khối u của các tế bào miễn dịch [12, 13]. Trên thị trường, trong số các chế phẩm từ nấm Vân chi thì các polysaccharopeptide chiết từ sinh khối có giá trị tốt.
Chế phẩm polysaccharopeptide được thương mại là polysaccharopeptide Krestin (PSK) và polysaccharopeptide (PSP). Cả hai sản phẩm PSK và PSP có hoạt tính sinh học tương tự nhau nhưng có cấu tạo khác nhau [14]. Lần đầu tiên PSK được thương mại hóa bởi Kureha Chemicals, Nhật Bản. Vào năm 1977, sau những thử nghiệm lâm sàng, PSK đã được chấp thuận và sử dụng rộng rãi ở Nhật Bản.
Năm 1985, PSK đứng thứ 19 trong danh sách các loại thuốc thành công nhất trên thế giới. Doanh thu của loại thuốc này tại Nhật Bản vào những năm 1987 là 357 triệu đô la Mỹ. Lần đầu tiên PSP xuất hiện trên thị trường sau PSK khoảng 10 năm [14]. Các chế phẩm polysaccharopeptide thường bán trên toàn thế giới dưới dạng viên nang, viên nén sinh khối, xi rô, phụ gia thực phẩm và trà [4].2 Polysaccharopeptide (PSP và PSK) từ nấm Vân chi 3 1.1 Giới thiệu về polysaccharopeptide nội bào Hai loại polysaccharopeptide chiết từ sinh khối nấm Vân chi được thương mại hóa là polysaccharide Krestin (PSK) và polysaccharopeptide (PSP).
PSK lần đầu tiên được tách chiết từ chủng C. versicolor CM-101 tại Nhật vào cuối năm 1960, PSP được phát hiện từ chủng C. versicolor COV-1 tại Trung Quốc vào năm 1983. Qua các nghiên cứu lâm sàng cả PSP và PSK đều đã được khẳng định tác dụng kích thích miễn dịch rất mạnh và là những chất có hoạt tính sinh học, hỗ trợ chống ung thư, kháng khuẩn, chống viêm, chống oxy hóa [15].2 Cấu trúc và tính chất của PSP và PSK 1.
Cấu trúc PSP và PSK là hai polysaccharide liên kết với peptide (polysaccharopeptide) có trọng lượng khoảng 100kDa, các liên kết glycoside trong cấu trúc PSP và PSK là β-1,3; β-1,6; α-1,4 và α-1,2 glycoside. Trong các phân tử polysaccharide, D- glucose là monosaccharide chính và liên kết cộng hóa trị với một số peptit. Thành phần axit amin là 0,58% glutamin; 0,4% aspartic; 0,32% serine; 0,26% alanine; 0,26% glycine; 0,18% valine; 0,17% trpyptophan; 0,15% phenylalanine; 0,15% tyrosine; 0,1% proline; 0,09% cystine; 0,07% histidine và 0,04% methin-ione. Thành phần polysaccharide gồm 74% glucose; 4% xylose; 2,7% glalactose; 2,4% fructose và 1,5% mannose.
Trong phần polysaccharide của phân tử PSK có fucose và của phân tử PSP có rhamnose, arabinose đây là sự khác nhau của PSP và PSK [4, 15]. Krestin (PSK) được thu nhận từ chủng CM-101 của T. versicolor bằng cách chiết nước. Các phân tích được thực hiện bởi Ikuzawa và các cộng sự chỉ ra rằng có chứa 68% polysaccharide và 38% protein [16].
Polysaccharopeptide (PSP) được tách chiết từ sinh khối sợi nấm của chủng T. Thành phần cấu trúc của PSP gồm 90% polysaccharide, 10% peptide [17].6: Cấu trúc của polysaccharide trong PSP từ chủng T. Tính chất vật lý PSP và PSK có màu nâu nhạt hoặc nâu sẫm, hòa tan trong nước nóng, khó tan trong nước lạnh, không hòa tan trong methanol, pyridin, chloroform, bezen, và 4 hexane, không mùi và không vị. Các hợp chất này không có điểm nóng chảy xác định.
Dung dịch PSP 1% (1g/100ml nước), có pH trung tính 6,7-7,2 [4].3 Chức năng của PSP và PSK 1. Kích thích hệ miễn dịch Nhiều nghiên cứu in vivo, in vitro và một số thử nghiệm lâm sàng đã báo cáo rằng tác dụng điều hòa và kích thích miễn dịch tốt nhất bởi PSP là giải phóng cytokine, yếu tố khếch đại các phản ứng miễn dịch. Khả năng PSP tạo ra các cytokine liên quan đến TNF-α cũng thể hiện thông qua việc tạo ra IL-12, một cytokine liên quan đến tế bào T helper 1 (Th1) có khả năng tăng cường hoạt động gây độc của tế bào giết tự nhiên NK, tế bào T CD8+ và biểu hiện TNF-α [19, 20]. Hơn nữa, PSP dẫn đến biểu hiện IFN-γ (một cytokine kích thích miễn dịch mạnh) thông qua IL-12 [20].
Trong nghiên cứu in vitro của Lee CL và cộng sự đã chỉ ra rằng khi các tế bào đơn nhân máu ngoại vi (PBMC) của người khỏe mạnh được ủ trong PSP trong 18 giờ thì lượng TNF-α tiết ra tăng 3,5 lần [20, 21]. Cơ chế tác động đến hệ miễn dịch của PSP theo 3 con đường được mô tả theo Hình 1. Thứ nhất, PSP được tiếp nhận bởi thụ thể TLRs trên bề mặt tế bào T, kích thích tế bào T sản xuất cytokine khác nhau như IL-6, IFN, …gây đáp ứng miễn dịch tế bào. Thứ hai, các thụ thể TLRs, CR3, Dectin-1 trên bề mặt đại thực bào sau khi tiếp nhận PSP sẽ được kích hoạt và tấn công các yếu tố xâm nhập theo con đường miễn dịch tế bào.
Thứ ba, PSP có khả năng hoạt hóa tế bào B tăng sinh và biệt hóa thành các dòng tế bào khác nhau như: plasma, tế bào ghi nhớ, IgM, IgG gây đáp ứng miễn dịch dịch thể [20].7: Cơ chế hoạt động của PSP [20] Tác dụng của PSK bao gồm 3 cơ chế chính đã được mô tả bởi Fujii và cộng sự. Đầu tiên, PSK cải thiện khả năng miễn dịch bằng cách ức chế sản xuất hoặc vô hiệu hóa các yếu tố gây ức chế miễn dịch như TFG-β, IL-10. Thứ hai, PSK kích 5 hoạt các tế bào miễn dịch như tế bào lympho, bằng cách trực tiếp điều chỉnh việc sản xuất các cytokine khác nhau như IL-1,2, IFL, thúc đẩy sản xuất tế bào giết tự nhiên NK. Thứ ba, PSK tác động trực tiếp lên các tế bào ung thư.
PSK cũng tạo ra các hiệu ứng khác nhau trên các tế bào miễn dịch và tác dụng của PSK đối với tế bào lympho, tế bào T trợ giúp, tế bào NK (Natural killer cells), tế bào LAK (lymphokine activated killer cells) và đại thực bào đã được báo cáo trong nhiều nghiên cứu. PSK có ảnh hưởng tới việc sản xuất các cytokine và nitric oxide (NO) khác nhau cũng được báo cáo bởi Yoshihiko [22] Hình 1.8: Cơ chế hoạt động của PSK [22] Theo các nghiên cứu của Yoshino, Sugiyama và các cộng sự đã cho thấy PSK dường như hoạt động chủ yếu gây ức chế tế bào Th2. PSK đã chuyển sự cân bằng của tỷ lệ Th1/Th2 sang sự ưu thế của Th1 (Th1 hỗ trợ tế bào T đồng thời hoạt hóa đại thực bào, biệt hóa tế bào NK, tế bào gây độc gây đáp ứng miễn dịch tế bào, trong khi Th2 hỗ trợ tế bào B gây đáp ứng miễn dịch dịch thể) để tăng khả năng chống ung thư theo con đường miễn dịch tế bào (có hiệu quả hơn so với miễn dịch dịch thể). Đồng thời theo con đường miễn dịch dịch thể PSK cũng trực tiếp kích thích sự sản xuất lớp kháng để đẩu tiên xuất hiện IgM khi có kháng nguyên lạ tấn công [23].
Hỗ trợ điều trị ung thư Các chế phẩm PSP và PSK từ T. versicolor có khả năng hỗ trợ điều trị một số ung thư.