Chiết xuất thành công hoạt chất HupA từ thạch tùng răng cưa hỗ trợ điều trị bệnh Alzheimer

Ngăn chặn sự tiến triển bệnh Alzheimer

Báo cáo tại buổi nghiệm thu đề tài do Bộ Công Thương tổ chức mới đây, TS. Nguyễn Văn Thư, Chủ nhiệm đề tài cho biết, hiện nay, trên thế giới có khoảng 44 triệu người mắc bệnh sa sút trí tuệ, theo dự báo đến năm 2050 số lượng sẽ tăng lên gấp 3 lần (131 triệu người). Trong đó, Alzheimer là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sa sút trí tuệ, chiếm khoảng 75%.

Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ tạo sinh khối tế bào từ thạch tùng răng cưa để chiết xuất hoạt chất HupA

Để điều trị bệnh Alzheimer, chỉ có 5 loại thuốc được FDA cấp phép sử dụng như: Rivastigmine (Exelon), galantamine (Razadyne và Reminyl), tacrine (Cognex), donepezil (Aricept), memantine (Namenda). Tuy nhiên, các thuốc này chỉ có tác dụng đối với triệu chứng của bệnh ở một số bệnh nhân và nhiều bệnh nhân không đáp ứng với những thuốc này.

Trong những năm gần đây, có nhiều nghiên cứu đã tiếp cận và sử dụng các loại thuốc, các hợp chất có nguồn gốc từ tự nhiên. Ở Trung Quốc đã sử dụng huperzine A (HupA) trên lâm sàng để điều trị các bệnh về sa sút trí tuệ nhằm cải thiện nhận thức và trí nhớ. Ở Mỹ HupA cũng được dùng như là một chất cường trí nhớ.

HupA được biết đến là một alkaloid được phân lập từ cây thạch tùng răng cưa (Huperzia serrata), có tác dụng ức chế mạnh và đặc hiệu lên acetylcholinesterase (AChE) . AChE là một enzyme có chức năng làm ngưng lại hoạt động của chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine, làm cho acetylcholine giảm một lượng đáng kể. Vì vậy, việc duy trì nồng độ acetylcholine đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự tiến triển bệnh Alzheimer.

Một số nghiên cứu gần đây đã báo cáo rằng HupA có tác dụng bảo vệ đối với các tế bào thần kinh chống lại tổn thương oxy hóa do amyloid gây ra và rối loạn chức năng ty thể cũng như thông qua việc điều chỉnh tăng yếu tố tăng trưởng thần kinh. Ngoài ra, HupA cũng được chứng minh là có hiệu quả đối với chứng mất trí nhớ não mạch và các rối loạn thoái hóa thần kinh khác với thành phần thiếu máu cục bộ, cũng như các loại suy giảm nhận thức khác.

Thạch tùng răng cưa không những là nguyên liệu để chiết xuất HupA mà còn được sử dụng trong y học cổ truyền Trung Quốc hàng ngàn năm nay để điều trị các bệnh các tổn thương do va đập, các vết sưng tấy thâm tím, bệnh tâm thần phân liệt và điều trị nhiễm độc nhóm organophosphate. Ở Việt Nam, thường dùng điều trị các vết thâm tím và sưng đau, nôn ra máu, trĩ chảy máu, tiểu ra máu dưới dạng thuốc sắc… Trong chi Huperzia thì thạch tùng răng cưa là một trong những loài có hàm lượng HupA cao.

Xây dựng thành công quy trình công nghệ

Tuy nhiên, TS. Nguyễn Văn Thư cho hay, thạch tùng răng cưa là loài cây sinh trưởng rất chậm, cần ít nhất 15 năm để cây có thể phát triển và cho lượng HupA đủ để tách chiết và phân lập, trong khi hàm lượng HupA trong cây rất thấp (0,007%). Vì vậy, nguồn nguyên liệu từ cây tự nhiên khó đáp ứng đủ nhu cầu điều trị ngày càng tăng, sẽ sớm dẫn đến sự suy giảm các quần thể thạch tùng răng cưa cũng như các loài có liên quan mọc ở tự nhiên.

Để khắc phục vấn đề trên, bên cạnh việc nghiên cứu nhân giống, gieo trồng tự nhiên, chúng ta có thể nghiên cứu tổng hợp hoặc nuôi cấy nấm nội sinh mô thực vật sản sinh hoạt chất HupA. Tuy nhiên, quy trình tổng hợp rất phức tạp, chi phí đắt đỏ và khả năng nâng cấp lên quy mô công lớn rất khó khăn. Ngoài ra, việc nuôi cấy nấm nội sinh mô thực vật sản sinh HupA có đặc điểm là sự ổn định thấp, quá trình thoái hóa giống sản sinh ra các chất có hoạt tính sinh học nhanh. Vì vậy sinh khối tế bào thực vật là hướng đi có triển vọng để sản xuất các hoạt chất từ dược liệu nói chung và thạch tùng răng cưa nói riêng.

Công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật là công nghệ nuôi cấy các tế bào trong điều kiện vô khuẩn trong ống nghiệm hay các bình nuôi cấy lớn, nhằm mục đích tạo ra sinh khối tế bào từ đó có thể sử dụng tách chiết và phân lập các hoạt chất. Công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật có ưu điểm so với gieo trồng tự nhiên là: Thời gian từ khi nuôi cấy đến khi thu hoạch ngắn, không chịu ảnh hưởng của khí hậu, thời tiết, dịch bệnh, mùa vụ; nguyên liệu có chất lượng ổn định, hàm lượng hoạt chất có thể được cải thiện so với nuôi trồng ngoài tự nhiên.

Đây cũng là hướng đi của nhóm nghiên cứu và đến nay, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được quy trình công nghệ và mô hình thiết bị tạo sinh khối tế bào từ cây thạch tùng răng cưa (Huperzia serrata); đã xây dựng được quy trình tách chiết, tinh sạch hoạt chất Huperzine A từ sinh khối tế bào Thạch tùng răng cưa; đã xây dựng được quy trình sản xuất, đánh giá tính an toàn và tác dụng hỗ trợ điều trị cải thiện trí nhớ của viên nang thực phẩm chức năng chứa Huperzine A.

Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của đề tài, TS. Nguyễn Văn Thư chia sẻ, việc xây dựng được quy trình công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật cây thạch tùng răng cưa nhằm đảm bảo bảo được nguồn nguyên liệu cho chiết tách phân lập hoạt chất Huperzine A phục vụ cho việc nghiên cứu sản xuất các chế phẩm có tác dụng tăng cường trí nhớ; giúp bảo tồn được nguồn cây thạch tùng răng cưa tự nhiên quý hiếm.

Đề tài đã góp phần tạo ra sản phẩm viên nang thực phẩm chức năng có chất lượng tốt, an toàn cao, có hoạt tính, góp phần trong việc hỗ trợ và phòng chống bệnh tật cho người dân hiện nay. Bên cạnh đó, do có thể chủ động sản xuất được ở trong nước, nên giá thành sản phẩm giảm, có thể cạnh tranh với hàng ngoại nhập.