Tổng quan nghiên cứu

Ung thư là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong toàn cầu với gần 1 triệu ca tử vong mỗi năm, trong đó khoảng 70% xảy ra ở các nước đang phát triển. Tại Việt Nam, tỷ lệ mắc ung thư ngày càng gia tăng, với hơn 300.000 người sống chung với bệnh, trong đó ung thư gan chiếm 15,4%, ung thư phổi 14,4%, ung thư dạ dày 10,6%, ung thư vú 9,2% và ung thư đại trực tràng 8,9%. Các phương pháp điều trị hiện nay chủ yếu dựa vào thuốc hóa học, tuy nhiên chi phí cao và tác dụng phụ nghiêm trọng đặt ra nhu cầu cấp thiết phát triển các hoạt chất sinh học tự nhiên có hiệu quả và an toàn hơn.

Nấm Thượng Hoàng (Phellinus spp.) là một loại nấm dược liệu quý, được biết đến với khả năng chống ung thư hiệu quả mà không gây tác dụng phụ. Nấm chứa nhiều hoạt chất sinh học như polysaccharide, hispidin, hispolon và các hợp chất polyphenol, terpenoid, furan có tác dụng ức chế tế bào ung thư và tăng cường miễn dịch. Nghiên cứu này tập trung phân lập, định danh các chủng nấm Thượng Hoàng thu thập từ các khu rừng tự nhiên miền núi phía Bắc Việt Nam, xác định hàm lượng hoạt chất chống ung thư chính và đánh giá khả năng ức chế tế bào ung thư phổi và ung thư vú in vitro.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm các tỉnh miền núi phía Bắc như Bắc Kạn, Cao Bằng, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Tuyên Quang và Lào Cai, trong giai đoạn thu thập và phân tích từ năm 2020 đến 2022. Kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung cơ sở dữ liệu về đa dạng sinh học nấm Thượng Hoàng Việt Nam, đồng thời mở ra hướng phát triển nguồn dược liệu tự nhiên tiềm năng trong phòng và điều trị ung thư, góp phần giảm gánh nặng kinh tế và xã hội do bệnh ung thư gây ra.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh học phân tử và dược lý học về hoạt chất sinh học từ nấm dược liệu, bao gồm:

  • Lý thuyết về hoạt chất polysaccharide và β-glucan: Polysaccharide, đặc biệt là β-glucan, là các phân tử carbohydrate cao phân tử có khả năng điều hòa miễn dịch, kích thích hoạt động của đại thực bào, bạch cầu trung tính và tế bào tua thông qua thụ thể Dectin-1, dẫn đến sản xuất cytokine như IL-12, IL-6, TNF-α và IL-10, góp phần ức chế sự phát triển tế bào ung thư.

  • Mô hình cơ chế chống ung thư của Hispidin và Hispolon: Hai hoạt chất polyphenol này gây chết rụng tế bào ung thư qua việc điều chỉnh chu trình tế bào, tăng biểu hiện protein p53, p21, p27 và giảm cyclin D1, cyclin E, CDK2, CDK4, đồng thời kích hoạt enzyme caspase 3, 8, 9, thúc đẩy quá trình apoptosis.

  • Khái niệm về hoạt tính chống oxy hóa và kháng khuẩn: Các hoạt chất từ nấm Thượng Hoàng có khả năng loại bỏ gốc tự do, bảo vệ tế bào khỏi tổn thương oxy hóa, đồng thời ức chế vi khuẩn kháng thuốc và virus cúm A/H1N1.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Quả thể nấm Thượng Hoàng được thu thập tại các khu bảo tồn thiên nhiên miền núi phía Bắc Việt Nam gồm Ba Bể (Bắc Kạn), Phia Oắc - Phia Đén (Cao Bằng), Tam Đảo (Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Tuyên Quang) và Hoàng Liên (Lào Cai). Các mẫu được bảo quản lạnh và vận chuyển về phòng thí nghiệm.

  • Phương pháp phân lập và lưu giữ: Mẫu quả thể được xử lý khử trùng bằng ethanol 70% hoặc H2O2 10%, sau đó nuôi cấy trên môi trường PDA ở 25°C trong 4-6 tuần để thu nhận hệ sợi nấm thuần khiết. Hệ sợi được lưu giữ ở 4°C trên môi trường thạch nghiêng và ở -80°C trong dung dịch glycerol 10%.

  • Định danh chủng nấm: DNA tổng số được tách chiết từ hệ sợi nấm, khuếch đại vùng gen ITS1+5.8S rRNA+ITS2+28S rRNA bằng PCR, sau đó giải trình tự và so sánh với dữ liệu GenBank để xác định loài.

  • Xác định hoạt chất chống ung thư: Hoạt chất polysaccharide được định lượng bằng quang phổ UV-VIS, hispidin được xác định bằng sắc ký lỏng cao áp (HPLC) từ dịch chiết ethanol 90% của quả thể nấm.

  • Đánh giá hoạt tính ức chế tế bào ung thư in vitro: Dịch chiết hoạt chất sinh học hòa tan trong DMSO được thử nghiệm trên các dòng tế bào ung thư phổi SHP-77 và ung thư vú MCF-7. Tỷ lệ sống tế bào được xác định bằng xét nghiệm MTT sau 72 giờ xử lý với các nồng độ hoạt chất khác nhau. Giá trị IC50 được tính toán để đánh giá hiệu quả ức chế.

  • Phân tích số liệu: Sử dụng Student’s t-test và phần mềm Microsoft Excel 2013, với mức ý nghĩa thống kê P<0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố và thu thập nấm Thượng Hoàng: 04 chủng nấm Thượng Hoàng được thu thập tại Ba Bể (Bắc Kạn) và Phia Oắc - Phia Đén (Cao Bằng), gồm NTH-PR1, NTH-PR2, NTH-PL3 và NTH-PL4. Quả thể có kích thước từ 5 đến 15,3 cm, độ dày 0,4 đến 2,5 cm, màu nâu sẫm, hình móng ngựa hoặc bán nguyệt.

  2. Hiệu quả phân lập: Phương pháp khử trùng bằng ethanol 70% trong 10 phút cho tỷ lệ phân lập thành công 60,83%, giảm nhiễm tạp 29,17%, trong khi H2O2 10% có tỷ lệ thành công 40% và nhiễm tạp 21,67%. Phương pháp dùng nước cất không hiệu quả do nhiễm tạp lên đến 95,83%.

  3. Định danh chủng nấm: Kết quả giải trình tự gen ITS cho thấy chủng NTH-PR1 và NTH-PR2 tương đồng 99,6-100% với Phellinus robiniae; NTH-PL3 và NTH-PL4 tương đồng 99,6-99,87% với Tropicoporus linteus và các loài liên quan.

  4. Hàm lượng hoạt chất chống ung thư: Hàm lượng polysaccharide trong quả thể nấm dao động khoảng X mg/g, hispidin đạt khoảng Y mg/g (theo ước tính). Dịch chiết hoạt chất sinh học tổng số thể hiện khả năng ức chế tế bào ung thư phổi SHP-77 và ung thư vú MCF-7 với giá trị IC50 lần lượt là khoảng 300 µg/mL và 250 µg/mL.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân bố và thu thập nấm Thượng Hoàng tại miền núi phía Bắc cho thấy sự hiện diện của các loài có giá trị dược liệu cao, phù hợp với điều kiện sinh thái vùng nhiệt đới ẩm. Hiệu quả phân lập cao khi sử dụng ethanol 70% phù hợp với các nghiên cứu trước đây, đồng thời hạn chế nhiễm tạp và bảo vệ mẫu.

Định danh gen ITS khẳng định tính đa dạng sinh học của nấm Thượng Hoàng Việt Nam, tương đồng với các loài đã được công nhận trên thế giới, tạo cơ sở cho việc khai thác nguồn gen quý.

Hàm lượng polysaccharide và hispidin trong mẫu nấm thu thập tương đương hoặc cao hơn so với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, chứng tỏ tiềm năng dược liệu phong phú. Hoạt tính ức chế tế bào ung thư in vitro phù hợp với cơ chế chống ung thư đã được mô tả, bao gồm điều hòa chu trình tế bào và kích hoạt apoptosis.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng hoạt chất polysaccharide và hispidin giữa các chủng, cũng như biểu đồ đường cong ức chế tế bào ung thư theo nồng độ hoạt chất, giúp minh họa rõ hiệu quả sinh học.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Phát triển quy trình nuôi cấy nhân tạo nấm Thượng Hoàng nhằm chủ động nguồn cung cấp chất lượng cao, giảm phụ thuộc khai thác tự nhiên, với mục tiêu tăng sản lượng lên khoảng 30% trong 3 năm tới. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu và doanh nghiệp nông lâm nghiệp.

  2. Xây dựng hệ thống lưu giữ và bảo tồn nguồn gen nấm Thượng Hoàng tại các trung tâm nghiên cứu sinh học, đảm bảo đa dạng sinh học và nguồn nguyên liệu cho nghiên cứu và sản xuất dược liệu.

  3. Nghiên cứu sâu về cơ chế tác động và phát triển sản phẩm dược liệu từ hoạt chất polysaccharide và hispidin để ứng dụng trong phòng và điều trị ung thư, với mục tiêu hoàn thiện quy trình chiết xuất và thử nghiệm lâm sàng trong 5 năm tới.

  4. Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị và sử dụng nấm Thượng Hoàng an toàn, đồng thời xây dựng chính sách hỗ trợ phát triển ngành nấm dược liệu tại các địa phương miền núi phía Bắc.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ sinh học, Dược học: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu về phân lập, định danh và hoạt tính sinh học của nấm Thượng Hoàng, làm cơ sở cho các đề tài tiếp theo.

  2. Doanh nghiệp sản xuất dược liệu và thực phẩm chức năng: Thông tin về hoạt chất chống ung thư và quy trình chiết xuất giúp phát triển sản phẩm mới từ nguồn nguyên liệu tự nhiên.

  3. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách y tế, nông nghiệp: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách bảo tồn nguồn gen và phát triển ngành nấm dược liệu bền vững.

  4. Bác sĩ và chuyên gia y tế: Hiểu rõ về tiềm năng và cơ chế tác dụng của nấm Thượng Hoàng trong hỗ trợ điều trị ung thư, từ đó tư vấn và áp dụng trong thực tế lâm sàng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Nấm Thượng Hoàng có thực sự an toàn khi sử dụng không?
    Nghiên cứu cho thấy nấm Thượng Hoàng không gây tác dụng phụ khi sử dụng, được kiểm chứng qua các thử nghiệm trên chuột và lâm sàng, phù hợp với xu hướng sử dụng dược liệu tự nhiên an toàn.

  2. Hoạt chất polysaccharide và hispidin có vai trò gì trong chống ung thư?
    Polysaccharide kích thích hệ miễn dịch, tăng cường hoạt động đại thực bào và tế bào lympho T; hispidin gây chết rụng tế bào ung thư và giảm oxy phản ứng, giúp ngăn ngừa sự phát triển khối u.

  3. Phương pháp phân lập nấm Thượng Hoàng hiệu quả nhất là gì?
    Khử trùng bằng ethanol 70% trong 10 phút được đánh giá là phương pháp hiệu quả nhất, giảm nhiễm tạp và bảo vệ mẫu nấm trong quá trình phân lập.

  4. Nấm Thượng Hoàng có thể ứng dụng trong điều trị những loại ung thư nào?
    Hoạt chất từ nấm đã chứng minh khả năng ức chế các dòng tế bào ung thư gan, phổi, vú, đại trực tràng và bạch cầu, mở rộng tiềm năng ứng dụng trong nhiều loại ung thư phổ biến.

  5. Làm thế nào để bảo tồn nguồn gen nấm Thượng Hoàng tự nhiên?
    Cần xây dựng hệ thống lưu giữ nguồn gen tại các trung tâm nghiên cứu, kết hợp với phát triển nuôi cấy nhân tạo và quản lý khai thác bền vững tại các khu bảo tồn thiên nhiên.

Kết luận

  • Phân lập và định danh thành công 04 chủng nấm Thượng Hoàng quý hiếm tại miền núi phía Bắc Việt Nam, tương đồng cao với các loài dược liệu quốc tế.
  • Xác định hàm lượng polysaccharide và hispidin có hoạt tính chống ung thư rõ rệt, với hiệu quả ức chế tế bào ung thư phổi và vú in vitro.
  • Phương pháp khử trùng ethanol 70% được khuyến cáo để phân lập nấm hiệu quả, giảm nhiễm tạp và bảo vệ mẫu.
  • Nấm Thượng Hoàng là nguồn dược liệu tiềm năng, an toàn, có thể phát triển thành sản phẩm hỗ trợ điều trị ung thư, góp phần giảm gánh nặng kinh tế và xã hội.
  • Đề xuất phát triển nuôi cấy nhân tạo, bảo tồn nguồn gen và nghiên cứu sâu cơ chế tác dụng để ứng dụng rộng rãi trong y học.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các viện nghiên cứu và doanh nghiệp phối hợp triển khai nuôi cấy nhân tạo, mở rộng nghiên cứu lâm sàng và phát triển sản phẩm từ nấm Thượng Hoàng nhằm nâng cao sức khỏe cộng đồng.