Nghiên cứu sàng lọc các chất có hoạt tính sinh học theo định hướng kháng sinh, gây độc tế bào và chống ôxy hoá từ sinh vật biển nhằm tạo các sản phẩm có giá trị dược dụng

Mục tiêu của đề tài: 4.1. Xây dựng đ-ợc danh mục sinh vật biển có chất kháng sinh, gây độc tế bào và chống ôxy hoá. 4.2. Xây dựng đ-ợc qui trình công nghệ tách chiết các chất có hoạt tính sinh học và tạo ra một số sản phẩm có giá trị d-ợc dụng. 4.3. Đào tạo cán bộ trong lĩnh vực Hợp chất thiên nhiên biển, một lĩnh vực còn rất mới mẻ ở Việt nam. 4.4. Phối hợp với các cơ quan liên quan để đ-a vào ứng dụng thực tế. 5. Những nội dung chính của đề tài: 5.1. Thu thập mẫu, phân loại sinh vật biển, xác định tên phân loại, tạo tiêu bản, xây dựng cơ sở dữ liệu về nguồn d-ợc liệu biển Việt Nam. 5.2. Sàng lọc hoạt tính sinh học các mẫu sinh vật biển theo định hướng kháng sinh, gây độc tế bào và chống ôxy hoá. 5.3. Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của một số loài sinh vật biển đ-ợc lựa chọn thông qua quá trình sàng lọc. 5.4. Nghiên cứu thăm dò khả năng kháng viêm từ rong - tảo và khả năng sinh các chất có hoạt tính sinh học từ vi sinh vật biển 5.5. Xây dựng quy trình công nghệ tạo chế phẩm, xây dựng và thẩm định tiêu chuẩn cơ sở, tiến hành các nghiên cứu về dược lý và đăng ký tiêu chuẩn sản phẩm và giấy phép lưu hành của Bộ Y tế cho 04 chế phẩm: CEFISH, BIONAMINE, HALIOTIS và HASAMIN

Bộ khoa học và công nghệ chương trình KH&CN Biển phục vụ phát triển bền vững

kinh tế-xã hội, mã số kc.09/06-10

Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ đề tài

“Nghiên cứu sàng lọc các chất có hoạt tính sinh

học theo định hướng kháng sinh, gây độc tế bào

và chống ôxy hoá từ sinh vật biển nhằm tạo các

sản phẩm có giá trị dược dụng”

Mã số: KC.09.09/06-10

Chủ nhiệm đề tài: GS.TS Châu Văn Minh

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

7388

02/6/2009

Hà Nội, 5 năm 2009

Bộ khoa học và công nghệ chương trình KH&CN Biển phục vụ phát triển bền vững

kinh tế-xã hội, mã số kc.09/06-10

Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ đề tài

“Nghiên cứu sàng lọc các chất có hoạt tính sinh

học theo định hướng kháng sinh, gây độc tế bào

và chống ôxy hoá từ sinh vật biển nhằm tạo các

sản phẩm có giá trị dược dụng”

Mã số: KC.09.09/06-10 Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Châu Văn Minh - Chủ nhiệm đề tài

Phan Văn Kiệm - Thư ký đề tài, Lê Mai Hương, Phạm Quốc Long, Hoàng Thanh Hương, Nguyễn Minh Hà, Đỗ Công Thung, Tống Kim Thuần, Nguyễn Huy Nam, Trương Hương Lan, Đặng Diễm Hồng, Đoàn Thái Hưng.

Bộ khoa học và công nghệ chương trình KH&CN Biển phục vụ phát triển bền vững

kinh tế-xã hội, mã số kc.09/06-10

Tên đề tài: “Nghiên cứu sàng lọc các chất có hoạt tính sinh học theo định

hướng kháng sinh, gây độc tế bào và chống ôxy hoá từ sinh vật biển nhằm tạo các sản phẩm có giá trị dược dụng”

Mã số: KC.09.09/06-10

Kinh phí được cấp (triệu): 4,200

Thời gian thực hiện: 1/2006-12/2008

Ngày đánh giá nghiệm thu cấp Nhà nước: Ngày 19 tháng 05 năm 2009

Kết luận chung: Đạt loại Xuất sắc

Cơ quan quản lý đề tài

bộ khoa học và công nghệ

Chương trình kH&CN Biển kc.09/06/10

Ngày tháng năm 2009

Chủ tịch hội đồng nghiệm thu cấp nhà nước

GS.TSKH Phan tống sơn

Thông tin tóm tắt về đề tài

1.Tên và mã số đề tài:

“Nghiên cứu sàng lọc các chất có hoạt tính sinh học theo định hướng kháng sinh, gây độc

tế bào và chống ôxy hoá từ sinh vật biển nhằm tạo các sản phẩm có giá trị dược dụng”

Thuộc chương trình KH&CN trọng điểm cấp nhà nước KC09/06-10: Khoa học và Công nghệ Biển phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội

Mã số: KC09.09/06-10

Thời gian thực hiện: 1/2006-12/2008

2 Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên

18 Hoàng Quốc Việt, Cầu giấy, Hà Nội

Điện thoại: 04-8360830; Fax: 04-7564390

Cơ quan phối hợp chính: Viện Tài nguyên và Môi trường biển Hải Phòng, Viện Y học cổ

truyền Quân đội, Viện Công nghệ Sinh học, Viện Công nghiệp Thực phẩm, Công ty Dược phẩm Đông Dương

3 Chủ nhiệm Đề tài: GS TS Châu Văn Minh

Địa chỉ: Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Điện thoại: 04-8363375; Fax: 04- 7564390 Email: cvminh@vast.ac.vn

Thư kí khoa học: TS Phan Văn Kiệm

Địa chỉ: Viện Hoá học các Hợp chất Thiên nhiên Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Điện thoại: 04-7562378; Fax: 04- 7564390 Email: phankiem@vast.ac.vn

4 Mục tiêu của đề tài:

4.1 Xây dựng được danh mục sinh vật biển có chất kháng sinh, gây độc tế bào và chống

4.4 Phối hợp với các cơ quan liên quan để đưa vào ứng dụng thực tế

5 Những nội dung chính của đề tài:

5.1 Thu thập mẫu, phân loại sinh vật biển, xác định tên phân loại, tạo tiêu bản, xây dựng cơ

sở dữ liệu về nguồn dược liệu biển Việt Nam

5.2 Sàng lọc hoạt tính sinh học các mẫu sinh vật biển theo định hướng kháng sinh, gây độc

tế bào và chống ôxy hoá

5.3 Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của một số loài sinh vật biển

được lựa chọn thông qua quá trình sàng lọc

5.4 Nghiên cứu thăm dò khả năng kháng viêm từ rong - tảo và khả năng sinh các chất có hoạt tính sinh học từ vi sinh vật biển

5.5 Xây dựng quy trình công nghệ tạo chế phẩm, xây dựng và thẩm định tiêu chuẩn cơ sở, tiến hành các nghiên cứu về dược lý và đăng ký tiêu chuẩn sản phẩm và giấy phép lưu hành của Bộ Y tế cho 04 chế phẩm: CEFISH, BIONAMINE, HALIOTIS và HASAMIN

Danh sách những người thực hiện

A Tác giả chính

1 GS TS Châu Văn Minh Chủ nhiệm đề tài

2 TS Phan Văn Kiệm Thư ký đề tài

3 PGS TS Lê Mai Hương Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên

4 PGS TS Phạm Quốc Long Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên

5 PGS TS Hoàng Thanh Hương Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên

6 TS Nguyễn Minh Hà Viện Y học Cổ truyền quân đội

7 TS Đỗ Công Thung Viện Tài nguyên và Môi trường biển

8 PGS TS Tống Kim Thuần Viện Công nghệ Sinh học

9 ThS Nguyễn Huy Nam Viện Công nghệ Sinh học

10 TS Trương Hương Lan Viện Công nghiệp thực phẩm

11 TS Đặng Diễm Hồng Viện Công nghệ Sinh học

12 ThS Đoàn Thái Hưng Công ty Dược Đông Dương

B Những người tham gia

3 NCS Nguyễn Hoài Nam Viện HCTN 29 CN Võ Thị Ninh Viện CNSH

4 NCS Đoàn Lan Phương Viện HCTN 30 PGS TS Vũ Mạnh Hùng Học viện QY

5 NCS Trần Thị Như Hằng Viện HCTN 31 GS TS Lê Quý Phượng Viện KHTDTT

6 ThS Trần Hồng Quang Viện HCTN 32 CN Đặng Trần Hoàn Viện KHTDTT

7 ThS Trịnh Thu Hương Viện HCTN 33 BS Ngô Đức Nhuận Viện KHTDTT

INTECPHARM

9 ThS Nguyễn Xuân Cường Viện HCTN 35 TS Nguyễn Văn Xá TT GD&PT Sắc ký

10 CN Nguyễn Phương Thảo Viện HCTN 36 ThS Hoàng Thị Minh Hiền Viện CNSH

11 CN Trần Hồng Hạnh Viện HCTN 37 ThS Hoàng Thị Lan Anh Viện CNSH

12 NCS Nguyễn Hồng Vân Viện HCTN 38 CN Hoàng Sỹ Nam Viện CNSH

13 ThS Nguyễn Hải Đăng Viện HCTN 39 CN Nguyễn T Minh Thanh Viện CNSH

14 ThS Đỗ Hữu Nghị Viện HCTN 40 CN Huỳnh Quang Năng Viện NC&UD CN

Nha Trang

15 NCS Nguyễn Văn Thanh Viện HCTN 41 PGS TS Nguyễn Trọng

16 ThS Mai Ngọc Toàn Viện HCTN 42 ThS Nguyễn Thị Vân Anh Đại học Y HN

17 NCS Phạm Hải Yến Viện HCTN 43 TS Nguyễn Công Thực Viện YHCT

18 CN Phan Thị Thanh Hương Viện HCTN 44 ThS Nguyễn Văn Lĩnh Viện YHCT

19 CN Trần Anh Tuấn Viện HCTN 45 NCS Nguyễn Đăng Ngải Viện TN&MT Biển

20 NCS Trần Thu Hà Viện HCTN 46 NCS Trần Mạnh Hà Viện TN&MT Biển

21 ThS Nguyễn T Kim Thúy Viện HCTN 47 CN Nguyễn Thế Hoàng Viện TN&MT Biển

22 Ths Lại Quốc Phong Viện CNTP 48 CN Lê Thị Thúy Viện TN&MT Biển

23 KS Dương Văn Đồng Viện CNTP 49 NCS Nguyễn Văn Quân Viện TN&MT Biển

24 ThS Trần T Minh Hà Viện CNTP 50 CN Vũ Thị Lựu Viện TN&MT Biển

25 CN Phạm Linh Khoa Viện CNTP 51 TS Đàm Đức Tiến Viện TN&MT Biển

26 KS Nguyễn Thị Làn Viện CNTP 52 ThS Chu Thế Cường Viện TN&MT Biển

ĐÁNH GIÁ CÔNG VIỆC SO VỚI HỢP ĐỒNG

09/2006/HĐ-ĐTCT-KC09.09-06-10

I DANH MỤC SẢN PHẨM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ DẠNG KẾT QUẢ III, IV

của HĐ Số lượng hoàn thành

6.1 Quy trình công nghệ chiết xuất và phân

lập hoạt chất từ hải miên Holothuria

scabra

01 01

6.2 Quy trình công nghệ chiết xuất và phân

lập hoạt chất từ san hô mềm

01 01 6.3 Quy trình công nghệ chiết xuất và phân

lập hoạt chất từ sponge (hải miên)

01 01

6.4 Quy trình công nghệ chiết xuất và phân

6.5 Quy trình công nghệ chiết xuất và phân

lập hoạt chất từ sponge 2

01 01 6.6 Quy trình công nghệ chiết xuất và phân

lập chất từ san hô mềm 02

01 01

6.7 Quy trình công nghệ chiết xuất và phân

7 Quy trình sản xuất các thực phẩm

chức năng

04 04

7.1 Quy trình sản xuất viên nang Bionamine 01 01

7.2 Quy trình sản xuất viên nang Harcamin

(Haliotis)

01 01

7.3 Quy trình sản xuất thức ăn phòng và

7.4 Quy trình sản xuất viên nang Hasamin 01 01

8 Cơ sở dữ liệu về các loài sinh vật biển

9 Bộ hồ sơ đăng ký lưu hành sản phẩm

9.3 Hồ sơ đăng ký lưu hành sản phẩm

Cefish

01 01

9.4 Hồ sơ đăng ký lưu hành sản phẩm

II DANH MỤC SẢN PHẨM KHOA HỌC VÀ CễNG NGHỆ DẠNG KẾT QUẢ I, II

HĐ

Số lượng hoàn thành

Đỏnh giỏ chung

1 Viờn nang Bionamine đạt tiờu

chuẩn VSATTP 20.000 viờn 20.000 viờn Đạt chỉ tiờu

2 Viờn Harcamin (Haliotis) đạt

tiờu chuẩn VSATTP

20.000 viờn 20.000 viờn Đạt chỉ tiờu

- Hồ sơ kết quả nghiên cứu thăm dò vi sinh vật biển và rong tảo biển

- Hồ sơ kết quả đánh giá hoạt tính các mẫu sinh vật biển thu thập đ−ợc trong khuôn khổ đề tài

- Hồ sơ các mẫu dịch chiết và dịch chiết các mẫu sinh vật biển thu thập đ−ợc

- Kỷ yếu hội thảo đề tài KC09.09/06-10

Ngoài ra, đề tài đó thực hiện 02 chuyến trao đổi khoa học với cỏc nhà khoa học Hàn Quốc

Mục lục

Trang

Phần I Tổng quan, mô hình và phương pháp nghiên cứu 7

I.1 Tổng quan chung tình hình nghiên cứu trên thế giới 7

I.2 Tổng quan chung tình hình nghiên cứu trong nước 34

II Mô hình nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 37

II.1 Lựa chọn mô hình nghiên cứu và thiết kế nghiên cứu 37

Chương I Thu thập, định loại mẫu sinh vật biển và xây dựng

cơ sở dữ liệu

75

I.1 Tình hình nghiên cứu nhóm hải miên, da gai và san hô mềm 75

I.3 Một số nét cơ bản về đặc điểm môi trường tại các địa điểm nghiên cứu 80

I.5 Mô tả các loài sinh vật biển điển hình có khả năng chứa dược liệu 109

I.6 Bước đầu xác định các khu vực có khả năng khai thác nguồn dược liệu biển 115

I.8 Nhận xét phần thu thập mẫu và xây dựng cơ sở dữ liệu 127

Chương II Xử lý mẫu, tạo dịch chiết và sàng lọc hoạt tính

sinh học

128

II.2 Kết quả thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 131

II.4 Kết quả đánh giá hoạt tính chống oxy hoá của các mẫu sinh vật biển thông

qua phản ứng bao vây gốc tự do (DPPH)

151

Chương III Nghiên cứu hoá học theo định hướng hoạt tính

sinh học của một số loài san hô mềm

Chương IV Nghiên cứu hoá học theo định hướng hoạt tính

sinh học của một số loài da gai

263

IV.1 Kết quả nghiên cứu hoá học và hoạt tính sinh học của loài hải sâm

Holothuria scabra

263

VI.5 Líp chÊt axit bÐo kh«ng no bÞ br«m hãa 496 VI.6 Líp chÊt steroit cã cÊu tróc vßng propan ë m¹ch nh¸nh 497 VI.7 Líp chÊt steroit mang nhiÒu nhãm hydroxyl trong ph©n tö (polyhydroxylated steroids)

499

Ch−¬ng VII Nghiªn cøu th¨m dß kh¶ n¨ng kh¸ng viªm tõ rong, t¶o biÓn viÖt nam

Mở đầu

Đại dương là một nguồn tài nguyên vô cùng lớn, nơi chiếm tới 70% diện tích bề mặt trái đất Đại dương cũng là nơi sinh sống của 34 trong 36 ngành sinh vật trên trái đất với hơn 300.000 loài động thực vật đã được biết đến Đây chính là nguồn cung cấp vô số các sản phẩm tự nhiên quý giá từ các loài sinh vật biển như rong biển, ruột khoang, rêu biển (bryozoan), thân mềm và từ các loài vi khuẩn biển cũng như vi khuẩn lam Sự đa dạng của các loài được thể hiện rất phong phú

ở những bãi san hô, nơi mà có đến 1000 loài trên một đơn vị mét vuông Trong

đó, khu vực ấn Độ Dương và Thái Bình Dương có một vùng đa dạng sinh vật biển nhiệt đới lớn nhất trên thế giới Việt Nam nằm trong khu vực biển Thái Bình Dương, sở hữu hơn 1 triệu km2 vùng biển Kết quả thống kê đến nay đã thông báo

có trên 12.000 loài động thực vật biển ở Việt Nam, trong đó có rất nhiều loài có

độc tố hay có hoạt tính sinh học tiềm tàng Tuy vậy, nguồn tài nguyên phong phú này vẫn chưa thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học, đến nay mới chỉ có một số rất nhỏ những nghiên cứu về lĩnh vực này Nghiên cứu, phát triển, khai thác những nguồn tài nguyên sinh vật biển hiện đang là vấn đề cấp bách không chỉ ở nước ta mà trên toàn thế giới

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, mô hình nghiên cứu liên ngành giữa các nhà khoa học thuộc các lĩnh vực Hoá-Sinh-Y-Dược nhằm tìm kiếm thuốc từ nguồn hợp chất thiên nhiên biển đã được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, úc, Hàn Quốc, Nhật Bản… Rất nhiều thuốc mới có nguồn gốc sinh vật biển đã có mặt trên thị trường do các hãng dược lớn trên thế giới cung cấp như thuốc điều trị ung thư Ara-C (Cytarabin) được tách chiết từ loài Hải miên

Cytotethy cryta, thuốc kháng sinh Phycocrythin có nguồn gốc từ tảo đỏ (Red

algae) Bên cạch đó, hướng nghiên cứu các công nghệ chiết xuất, phân lập các hoạt chất từ các nguồn dược liệu biển có trữ lượng rất lớn như rong biển, hải sâm

và các phế thải của ngành công nghiệp chế biến hải sản cũng được quan tâm đặc biệt Những thành quả nghiên cứu trong những năm gần đây đã mang lại lợi ích kinh tế vô cùng to lớn cho nhiều quốc gia trên thế giới

Việt Nam là một nước có tiềm năng to lớn về tài nguyên biển, với hệ sinh vật biển đa dạng và phong phú Tuy nhiên cho đến nay, việc điều tra nghiên cứu

để khai thác tiềm năng đó vẫn còn hạn chế Đề tài khoa học công nghệ cấp Nhà

nước KC09.09/06-10 “Nghiên cứu sàng lọc các chất có hoạt tính sinh học theo

định hướng kháng sinh, gây độc tế bào và chống ôxy hoá từ sinh vật biển nhằm tạo các sản phẩm có giá trị dược dụng” chương trình KH&CN trọng điểm cấp

nhà nước KC09/06-10: “Khoa học và Công nghệ Biển phục vụ phát triển bền vững kinh tế xã hội" là một đề tài khoa học liên ngành, được Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên xây dựng trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu của Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên và Viện Tài nguyên và Môi trường biển trong lĩnh vực hoá hợp chất thiên nhiên biển giai đoạn từ 1997 đến nay, đặc biệt

là tiếp tục nghiên cứu và triển khai các kết quả đã đạt được của đề tài KC 09.15

về nghiên cứu dược liệu biển Việt Nam

Đề tài có sự kết hợp chặt chẽ giữa Viện Hoá học các Hợp chất thiên nhiên với các Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Y học Cổ truyền quân đội, Viện Công nghệ Sinh học, Viện Công nghiệp Thực phẩm Mục tiêu của đề tài là tạo cơ sở khoa học cho việc khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên biển, phục vụ phát triển kinh tế biển và hoà nhập cộng đồng quốc tế,

4 Phối hợp với các cơ quan liên quan để đưa vào ứng dụng thực tế

Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự chỉ đạo và giúp đỡ của Ban Chủ nhiệm Chương trình KC09/06-10, cũng như sự giúp đỡ động viên của Bộ Khoa học và Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, các Ban ngành chức năng cùng nhiều chuyên gia trong lĩnh vực hoá sinh biển Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quí báu đó

PHần I Tổng quan, mô hình và

phương pháp nghiên cứu

I Tổng quan về dược liệu biển

I 1 Tổng quan chung tình hình nghiên cứu trên thế giới

1 Lược sử hình thành, phát triển và các hướng nghiên cứu hoạt chất sinh học biển hiện nay

Trải qua hàng tỷ năm tiến hóa, các sinh vật biển đã tự hình thành nên các hợp chất hóa học vô cùng phức tạp Sống trong môi trường cạnh tranh khắc nghiệt, các sinh vật biển đã tự sản sinh cho mình các hợp chất có cấu trúc đặc biệt để phòng vệ trước các mối đe dọa của kẻ săn mồi, của môi trường sống và vô số các hoạt động khác như chống sự xâm nhiễm của các loài hà trên bề mặt, cạnh tranh săn mồi, sinh sản Những hợp chất này hoạt động như một hệ thống phòng vệ hóa học Chúng là chất độc đối với các loài cá, gây hủy hoại các mô hay thậm chí làm

độc môi trường xung quanh chúng Điển hình như các hợp chất ditecpenoit flexibilide và dihidroflexibilide được phát hiện ở trong nước biển xung quanh khu

vực sinh sống của san hô mềm Sinularia flexibilis Những hợp chất này hoạt động

như một hệ thống phòng vệ hóa học Chúng gây độc rất mạnh đối với các loài cá, hủy hoại các mô nếu tiếp xúc Đã có rất nhiều hợp chất biển được phát hiện ở những nơi rất khắc nghiệt hay từ những sinh vật đặc biệt, dị thường vì đó mà chúng mang những đặc tính vô cùng quý báu, tiềm tàng cho việc tạo thuốc chữa bệnh cho con người

Dựa trên cơ sở đó, ngành hóa hợp chất thiên nhiên biển đã và đang ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học Sau khoảng 60 năm phát triển, ngành hóa hợp chất thiên nhiên biển đã đạt được những kết quả nhất định Tuy nhiên, những gì thu được vẫn chưa tương xứng với khả năng thực tế cũng như mong ước của các nhà nghiên cứu biển trên thế giới Có một điều rõ ràng là những sinh vật sống dưới biển sâu đã trải qua quá trình tiến hóa lâu dài, suốt từ

kỳ sơ khai đến nay cho nên có thể khẳng định rằng đây chính là môi trường đa dạng nhất của sự sống trên trái đất với hàng nghìn loài sinh vật cư trú, rất nhiều trong số chúng vẫn còn chưa được khoa học biết đến Người ta cho rằng sự đa dạng về mặt hóa học là chiếc gương phản ánh sự đa dạng về mặt sinh học của các sinh vật biển [1] Qua thời gian tìm tòi, nghiên cứu và phát triển, người ta đã phân lập được khoảng 15.000 hợp chất từ biển Chúng thường hiện diện ở các lớp chất steroit, tecpenoit, axít amin, alcaloit, các hợp chất phenol, hợp chất thơm, các axít béo, saponin và vô số các dạng khác Rất nhiều trong số này thể hiện các đặc

điểm dược học độc đáo, duy nhất Bên cạnh đó, những phát hiện này cũng góp phần giải quyết các vấn đề liên quan đến chuỗi thức ăn và mối liên hệ với các sinh vật cộng sinh [2]

Ngày nay có nhiều phương pháp hiện đại và hiệu quả đang được áp dụng vào tìm kiếm các hợp chất thiên nhiên từ các sinh vật trên đất liền cũng như dưới đáy

đại dương như phương pháp sàng lọc lượng lớn các hợp chất theo định hướng có hoạt tính hay phương pháp sử dụng thư viện các hợp chất hoá học Việc nghiên

cứu theo phương pháp sử dụng thư viện hợp chất hoá học đòi hỏi phải có sự tích luỹ theo thời gian, nghiên cứu phân loại công phu về mặt cấu trúc và hoạt tính Việc phân loại cũng chỉ được giới hạn trên những dữ liệu dược học đã biết Phương pháp sàng lọc theo định hướng hoạt tính sinh học thì đòi hỏi phải có thiết

bị đồng bộ, đắt tiền và đội ngũ thực hiện phải có trình độ và kiến thức trên nhiều lĩnh vực Tuy nhiên, với thời gian nhanh, hiệu quả, độ tin cậy cao, các phương pháp sàng lọc này đang được nhiều trung tâm trên thế giới sử dụng như là một trong những công cụ hàng đầu để phát hiện ra các dược tố mới

Sàng lọc theo định hướng hoạt tính sinh học được đánh giá là một bước tiến trong việc nghiên cứu, phát triển các dược phẩm mới Qua những quá trình nghiên cứu, cải tạo, với việc áp dụng những công nghệ tiên tiến, ngày nay sàng lọc theo định hướng hoạt tính đã trở thành cơ sở chính của quá trình sàng lọc hàng loạt (HTS - high-throughput screening) Một ví dụ điển hình trong việc tìm kiếm những dược tố mới từ biển đó là sự phát hiện ra conotoxin, một nhóm hợp chất có hoạt tính giảm đau rất hiệu quả, qua phương pháp sàng lọc theo định

hướng hoạt tính từ loài Conus sp Conotoxin là những tác nhân đối kháng peptit

của các kênh ion và là thụ thể G-protein, chúng có hoạt tính giảm nhẹ những cơn

đau kéo dài và khả năng tiềm tàng trong điều trị một số căn bệnh khác [3] Một

trong các conotoxin điển hình đó là Ziconotide (MVIIA) hiện đang ở pha 3 trong

thử nghiệm lâm sàng điều trị các cơn đau kéo dài [4]

Ngày càng có nhiều ứng dụng từ hợp chất thiên nhiên biển được phát triển, chúng có thể được sự dụng như thuốc trừ sâu, trong công nghệ nano (với các ứng dụng của chitin, chitosan), và đặc biệt trong y – dược học Vô số hoạt động dược học đã được phát hiện từ nguồn tài nguyên vô tận này Rất nhiều trong số các hợp chất phân lập được thể hiện hoạt tính chống ung thư, hoạt tính kháng sinh rất mạnh Đã có khoảng trên dưới 50 hợp chất hiện đang được thử nghiệm ở các giai

đoạn lâm sàng hoặc chuẩn bị tung ra thị trường có nguồn gốc từ biển Ngoài ra, các sản phẩm từ các dịch chiết, cặn tinh chế sơ bộ cũng đã có mặt trên thị trường với các hình thức đa dạng như mỹ phẩm, sản phẩm bổ dưỡng, các loại thực phẩm thuốc và một số sản phẩm phục vụ trong y học

Trong số các loài sinh vật biển được nghiên cứu, các loài thuộc các ngành Hải miên, Động vật ruột khoang và Da gai cho thấy khả năng sản sinh các hợp chất

có hoạt tính mạnh nhất [5] Điển hình như các loài Hải miên, những nghiên cứu

về hóa học của hải miên đã đem lại rất nhiều các hợp chất có giá trị Cho đến nay,

có tới 2/3 hợp chất đang được thử nghiệm lâm sàng hoặc có mặt trên thị trường là

được phân lập từ hải miên Các hợp chất này thể hiện các hoạt động dược học vô cùng phong phú đa dạng như chống ung thư, kháng sinh, kháng viêm, chống ôxy hóa, chống bệnh mất trí nhớ, chữa trị các vết thương, chữa đau dạ dày, chữa bệnh

tự miễn…[6] Do đó mà nghiên cứu trên các loài này hứa hẹn sẽ đem lai nhiều kết quả mới, những dược chất mới phục vụ cho các yêu cầu của con người và của môi trường tự nhiên

2 Các hợp chất thiên nhiên biển và hoạt tính sinh học từ các loài Hải miên (Sponge), Da gai (Echinoderms) và San hô mềm (Soft coral)

2.1 Các hoạt chất sinh học từ các loài Hải miên (Sponge)

Ngành Porifera (Hải miên) bao gồm rất nhiều các động vật có mặt từ thời tiền

sử, chúng là nguồn cung cấp dồi dào các hoạt chất sinh học thu hút sự quan tâm

đặc biệt của các nhà khoa học trên thế giới Đã có hàng ngàn bài báo khoa học liên quan đến phân lập, xác định cấu trúc và thử nghiệm hoạt tính sinh học của các hợp chất từ hải miên Trong hơn 15000 hợp chất phân lập từ các loài sinh vật sống ở đại dương, có đến trên 5300 hợp chất được phân lập từ hải miên và hàng năm, có tới hàng trăm hợp chất tiếp tục được công bố, khai phá [7,8,9] Hoạt

động dược học của các hợp chất phân lập được từ hải miên có thể xếp vào các nhóm chống viêm, chống khối u, ức chế miễn dịch, chống vi rút, chống sốt rét, kháng sinh và chống hà Các hoạt chất phân lập được thường tập trung vào các nhóm chất nucleosit không điển hình, các tecpen, sterol, các peptit vòng, alcaloit, axít béo và các dẫn xuất của axít amin

Mối liên hệ giữa hải miên và y học đã có từ thời xưa khi các thầy lang thời kỳ

La Mã sử dụng một số loài hải miên hòa với Iốt để kích thích quá trình đông máu hoặc trộn với một số dịch chiết thực vật để gây mê bệnh nhân Từ thế kỷ 18, các thầy thuốc người Nga và Ucraina đã sự dụng một số loài hải miên để chữa bệnh

đau lưng đau ngực và thấp khớp [6] Cho đến năm 1951 với sự phát hiện của một

nucleosit từ Cryptotethia crypta, tiền chất tổng hợp nên Ara-C, chất chống ung

thư phổ biến trên thị trường ngày nay, thì mối quan tâm của khoa học đến các ứng dụng dược học của hải miên mới thực sự được đánh thức Ngay sau đó, các công

bố về các thành phần axít béo, sterol và các thành phần khác phân lập từ các loài

động vật biển đã chứng minh tính đa dạng của các hợp chất biển Những nghiên cứu đó chính là tiền đề cho sự phát triển của các nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của hải miên hiện nay Đã có tới hơn 500 loài hải miên trên thế giới đã

được nghiên cứu về hóa học và hoạt tính [10] Tuy vậy thì số lượng đó vẫn là rất nhỏ so với khoảng 10.000 loài hải miên đã được biết đến trên thế giới Các hợp chất từ hải miên luôn có được những đặc tính quý để phát triển thành thuốc chữa bệnh cho con người Trong đó, các loài thuộc ba họ Haliclona, Petrosia và Discodemia đều cho các hoạt chất chống ung thư và kháng viêm rất mạnh, mặc

dù vậy thì những nghiên cứu về nuôi trồng các loài này vẫn hầu như chưa được tiến hành [11]

Các hoạt chất kháng viêm

Trong số các hợp chất phân lập được từ hải miên phải kể đến Manoalide A,

một sestertecpen phân lập được từ loài Luffatiella variabilis, hợp chất này thể

hiện hoạt tính kháng viêm rất mạnh trên cơ chế kìm hãm PLA2 (enzim xúc tác quá trình tạo arachidonic) Cho đến nay, manoalide A vẫn được coi là chất chuẩn trong các thí nghiệm phát triển thuốc kháng viêm theo cơ chế kìm hãm PLA2 [12]

Các nghiên cứu về hải miên cũng chỉ ra rằng các hợp chất tecpenoit phân lập

từ những loài này thường cho hoạt tính chống viêm đáng quan tâm Hải miên chính là loài sinh vật biển mang rất nhiều các sterol dị thường Một trong số đó là

Contignasterol phân lập từ Petrosia contignata, hợp chất này thể hiện hoạt tính

kháng viêm rất cao Không như hầu hết các loại hải miên khác, contignasterol lại

hoạt động theo cơ chế kìm hãm sự giải phóng histamine từ các bạch cầu Do đó, chúng được xếp vào nhóm các thuốc chống viêm kìm hãm đặc hiệu bạch cầu (LSAIDs) [13] Dựa trên những đặc tính đó mà contignasterol đã được thử nghiệm trong điều trị chống hen suyễn, thí nghiệm được thực hiện bởi hãng InflaZyme và Aventis Pharma Cũng bởi cấu trúc đặc biệt phức tạp và tính bền

động học, hoạt chất này đã được lựa chọn nghiên cứu thay đổi và tối ưu hóa cấu trúc để tạo nên một loạt các dẫn xuất quan trọng như IPL576,902, IPL512,602 Các chất này sau đó đã được tiếp tục nghiên cứu điều trị bệnh hen đến giai đoạn lâm sàng pha II [14]

H OH H

OH

H

OH OH

H OH H H

Cũng phải kể đến một số hoạt chất có hoạt tính kháng viêm mạnh khác như

sestertecpen Variabilin từ Icrinia variabilis, Cacospongionolide B từ

Fasciospongia cavernosa và Petrosaspongiolide M từ Petrospongia nigra, chúng

đều là những hoạt chất thể hiện hoạt tính kháng viêm mạnh tuân theo cơ chế kìm hãm PLA2 [15] Variabilin kìm hãm enzim hoạt dịch PLA2 ở nồng độ IC50 = 6.9

àM nhưng không cho hiệu quả kìm hãm các enzim liên quan đến quá trình gây viêm khác như COX-1, COX-2, 5-LOX Hoạt chất này còn thể hiện khả năng ức chế sự mất hạt neutrophil, sự hình thành gốc superoxit và sự hình thành leukotriene B4 (LTB4) cũng như kìm hãm quá trình phù nề gây bởi một số tác nhân khác nhau [16] Theo một vài thí nghiệm khác, hai hợp chất halipeptins A

và halipeptins B đã được phân lập từ loài hải miên Haliclona sp Chúng thể hiện hoạt tính kháng viêm mạnh trên các thí nghiệm in vivo Đáng chú ý là hoạt tính

của halipeptins A mạnh gấp 40 đến 130 lần các thuốc kháng viêm đang sử dụng

trong điều trị hiện nay [17]

Các hoạt chất chống ung thư

Bên cạnh các hoạt tính kháng viêm thì hoạt tính chống khối u được biết đến như là tính chất hàng đầu thường được tìm thấy từ các loài hải miên Hiện nay đã

có rất nhiều hợp chất được thể hiện hoạt tính chống ung thư rất mạnh có xuất phát

từ các nghiên cứu thành phần hóa học của hải miên [18] Các hoạt chất này có thể

được phân chia vào các nhóm có cơ chế hoạt động như sau:

1 Các hoạt chất chống quá trình tạo mạch

2 Các hoạt chất thúc đẩy quá trình tự chết của tế bào

3 Các hoạt chất có tác động đến vòng đời của tế bào

4 Các hoạt chất có tác động đến quá trình tổng hợp các đại phân tử (protein, DNA)

5 Các hoạt chất tác động đến quá trình hô hấp của ty thể

6 Các hoạt chất tác động đến quá trình nguyên phân

7 Các hoạt chất tác động đến quá trình dẫn truyền tín hiệu

Có rất nhiều bằng chứng cho thấy sự có mặt ở nồng độ cao của protein kinase

C (PKC) liên quan đến hai quá trình bệnh học của bệnh thấp khớp và bệnh vẩy nến cũng như liên quan đến căn bệnh ung thư Các hợp chất tự nhiên biển đã thể hiện đặc tính kìm hãm PKC rất tốt Trong số này phải kể đến các chất như

Isoaaptamine hay debromohymenialdisine từ các loài hải miên Hadromerida

và Halichondria [19, 20]

Ngoài ra còn rất nhiều hoạt chất chống ung thư hoạt động trên các cơ chế vô cùng phức tạp khác Một vài trong số các hợp chất này đã được nghiên cứu tương

đối sâu về cơ chế hoạt động Agosterol A, một hợp chất tách được từ loài hải

miên Spongia sp Người ta đã chứng minh được rằng việc liên kết của azido

agosterol-A trên MRP1 (một protein có hoạt tính kháng nhiều thuốc) và làm bất hoạt protein này đã tăng hiệu quả điều trị khối u của nó [21]

Halichondrin B, hợp chất đã được nghiên cứu qua nhiều giai đoạn lâm sàng

khác nhau cũng đã được nghiên cứu sâu về mặt cơ chế tác động Những nghiên cứu về mặt mô học trên các dòng tế bào ung thư lymphô và tiền liệt tuyến đã cho thấy hoạt chất này có liên quan đến quá trình tự chết của tế bào [22] Với mục

đích phát triển các thành tố chống ung thư trước khả năng kháng thuốc cao của các dòng tế bào ung thư hiện nay, Loganzo và các cộng sự đã tiến hành nghiên

cứu sâu trên các dẫn xuất tổng hợp từ hemiasterin, một tripeptit dị thường phân

lập từ Auletta sp Những nghiên cứu này đã dẫn đến sự phát triển dẫn xuất có tên

HTI-286 chứng minh vai trò của hợp chất này trong quá trình depolime hóa các

thoi vô sắc và giúp hóa giải sự kháng thuốc gây bởi các P-glycoprotein đối với thuốc parataxel hay vincristine Những thử nghiệm lâm sàng hiện đang được tiến hành với HTI-286 [23]

Quá trình nghiên cứu tiền lâm sàng đối với hoạt chất peloruside A đang rất

được quan tâm, hiện dược chất này có thể thu được lượng lớn thông qua quá trình

tổng hợp và nuôi trồng loài hải miên Mycale hentscheli Peloruside A hoạt động

dựa trên cơ chế ổn định các thoi vô sắc thông qua quá trình polyme hóa trực tiếp các tubulin khi không có mặt các protein liên kết với thoi vô sắc Vị trí hoạt động với các đích trên tubulin của peloruside A tương tự như với laulimalide nhưng khác với vị trí liên kết của parataxel Kết quả này cho thấy đây có lẽ sẽ là một nhóm hoạt chất chống ung thư với cơ chế ổn định các thoi vô sắc hiệu quả hiệu quả hơn các nhóm thuốc hiện nay Hợp chất này được tiếp tục nghiên cứu để phát triển các thuốc chống ung thư mới theo hướng tăng cường khả năng gây quá trình

tự chết của các tế bào ung thư [24]

Các alcaloit cũng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động chống ung thư Trong số trên 5300 các hợp chất đã được phân lập từ hải miên, đã có đến trên

2000 hợp chất có chứa nitơ [25] Một số chúng hiện giờ đang trở thành các chất

đầu dãy nhằm tạo các thuốc chống ung thư mới

Một hợp chất mới hiện đang được nghiên cứu tiền lâm sàng trong chống lây

nhiễm và chống tạo mạch đó là một alcaloit có tên motuporamine, phân lập từ

loài hải miên Xetospongia exigua Từ những nghiên cứu về cấu trúc và hoạt tính

của nó, nguời ta đã tiến hành tổng hợp nên một dẫn xuất mới,

Dihydromotuporamine C, có tác dụng rất cao trong ngăn chặn quá trình lây lan

của các tế bào ung thư Các tác giả đã cho rằng đây là một hợp chất rất đáng quan tâm để có thể được phát triển thành các thành tố chống ung thư trong tương lai [26]

Salicylihamide A, một alcaloit phân lập từ Haliclona sp được cho là một

chất kìm hãm đặc hiệu enzim ATPase đồng thời cũng thể hiện hoạt tính độc tế bào đối với các dòng tế bào ung thư cao gấp 60 lần các tế bào bình thường khác Gần đây, cũng có nhiều các alcaloit mới được phân lập và thử nghiệm hoạt tính chống khối u cho kết quả rất cao như Naamine D một imidazole alcaloit từ

Leucetta cf chagosensis, Jaspamide từ Hemiastrella sp., hay với

N-methyl-epi-manzamine D, hoạt chất cho khả năng diệt tế bào ung thư rất mạnh (IC50 đối với

dòng B16F10 là 0.1 àg/ml), Đáng chú ý hơn nữa đó là hợp chất Halitulin 14, một

cấu trúc thuộc khung bisquinolinylpyrrole mới từ loài hải miên Haliclona

tulearensis Chất này cho thấy hiệu quả diệt tế bào ung thư rất mạnh với các dòng

tế bào ung thư bạch cầu chuột P-388 (IC50=0.025 àg/ml), tế bào ung thư phổi người A-549 (IC50=0.012 àg/ml), tế bào ung thư ruột kết HT-29 (IC50=0.012 àg/ml) và tế bào ung thư hắc sắc tố (IC50=0.025 àg/ml)… [27] Hoạt chất dercitin

phân lập từ loài hải miên Dercitus sp ở nồng độ nM cũng cho hoạt động chống

ung thư rất mạnh đối với các dòng tế bào P-388 và B16 [28]

Kirin Brewery đã phát triển một dẫn xuất ceramide mới KRN 7000 dựa trên

các hợp chất phân lập được từ loài Agelas mauritianus để tạo nên một dược chất

chống ung thư rất mạnh KRN 7000 thể hiện khả năng tăng cường miễn dịch và khả năng chống di căn theo cơ chế thúc đẩy các chức năng miễn dịch tế bào Lâm sàng pha 1 của hợp chất này trên các khối u rắn đã chứng tỏ tính không độc của thuốc, khả năng tăng cường các yếu tố miễn dịch như inteuleukin và các yếu tố thúc đẩy hoạt động đại thực bào và tế bào diệt tự nhiên (NKT) Cần chú ý rằng mức độ các tế bào NKT trong máu đối với các bệnh nhân ung thư và bệnh nhân mắc bệnh đái đường thấp hơn so với người khỏe mạnh Các thí nghiệm trên chuột

đã chứng minh rằng các tế bào ung thư có thể bị loại trừ nếu hệ thống miễn dịch

được tăng cường, đặc biệt khi sử dụng KRN 7000 [29]

Các hoạt chất kháng vi rút

Hải miên cũng là nguồn cung cấp phong phú các hoạt chất kháng vi rút Ngày nay việc tìm kiếm các hoạt chất chống vi rút cũng đang diễn ra khắp nơi trên thế giới trước các mối đe dọa từ các đợt dịch bệnh theo chu kỳ do vi rút gây nên [30] Tính trong năm 2001, đã có tới 5 triệu ca nhiễm HIV mới trên toàn thế giới, làm tăng tổng số người bị mắc HIV-AIDS lên tới 40 triệu Cũng trong năm 2001, đã

có 3 triệu người chết vì bệnh HIV-AIDS [31] Đã có nhiều phương thuốc được

đưa ra nhằm đối phó với căn bệnh AIDS, Nhưng các phương thuốc này chỉ có khả năng làm giảm sự sao chép của vi rút hay làm chậm quá trình diễn tiến của bệnh chứ không loại trừ hoàn toàn được vi rút ra khỏi cơ thể Những thuốc hiện nay chủ yếu tập trung vào các đích trên vi rút HIV như nhận biết và liên kết với vỏ

ngoài protein của vi rút, ngăn chặn không cho quá trình liên kết với tế bào và sao mã RNA xảy ra, tăng cường tương tác với nhân của tế bào vật chủ nhằm thải hồi các tiểu phần vi rút ra khỏi cơ thể Việc tìm kiếm các thuốc mới trong điều trị HIV đang là yêu cầu cấp bách Trong những năm gần đây đã có rất nhiều dược chất có khả năng chống HIV cao đã được phát triển có nguồn gốc từ sinh vật

biển AZT, một trong những thuốc chống HIV đầu tiên, đã xuất phát từ nghiên

cứu thay đổi cấu trúc các nucleosit từ hải miên [32] Cụ thể đó là hợp chất Ara-A,

nucleosit phân lập từ loài Cryptotethya crypta, đây chính là dẫn xuất có nguồn

gốc từ biển có mặt trên thị trường thuốc ngày nay [33]

Bên cạnh hoạt tính kháng viêm, chống vi khuẩn và diệt trừ sâu bệnh, hợp chất japamide phân lập từ loài hải miên ở Thái Bình Dương và ấn Độ Dương cũng cho hoạt tính kháng HIV mạnh nhất từng được biết ở các hợp chất phân lập từ biển Chúng có EC50 là 0.019 àM, tuy vậy hoạt tính này không cao bằng hoạt chất AZT (0.004 àM) Một điều đáng tiếc là hợp chất này có tính độc tế bào rất cao, do vậy, những nghiên cứu gần đây đang tập trung tạo các dẫn xuất ít độc, tăng cường hoạt tính của jaspamide [34]

Papuamide A và B phân lập từ loài hải miên Theonella mirabilis và T

swinhoei hiện đang là những hợp chất tự nhiên biển có triển vọng nhất trong việc

phát triển thành thuốc chống HIV Thí nghiệm sau 6 ngày nhiễm HIV, cả hai hợp chất này đều cho hiệu quả kìm hãm quá trình lây nhiễm của HIV đến các tế bào T

rất mạnh và độ độc rất thấp [35] Avarol và Avarone, hai sesquitecpen phân lập

từ loài hải miên Dysidea avara cũng thể hiện hoạt tính chống HIV khá cao Cơ

chế hoạt động của chúng cũng đã được biết đến ít nhiều Hoạt động của các hoạt chất này được cho là kìm hãm hiệu quả một RNA vận chuyển RNA này đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường sự sao chép của vi rút cũng như có tham gia vào hoạt động tổng hợp các enzim protease của vi rút HIV [36] Cũng đã có rất nhiều các dẫn xuất khác của avarol được thông báo có hoạt tính kháng HIV và chống ung thư đáng quan tâm [37] Những nghiên cứu trên việc nuôi trồng loài

Dysidea avara cũng đã thu được những kết quả bước đầu, kết quả này đã chứng

minh khả năng sản xuất avarol trên lượng lớn là hoàn toàn có thể [38]

H H

Papuamide A

Cùng với các hoạt tính kìm hãm glucosidase, chống đái tháo đường, callyspongym cũng cho thấy phổ kháng vi rút rộng như vi rút HIV, HBV, hay vi

rút gây bệnh tiêu chảy… Topsentin và bromotopsentin, những hợp chất mới

phân lập từ loài phân lập từ loài hải miên S rueyzleri, cho hoạt tính kháng

HSV-1, VSV và vi rút dạng vòng A-59 [39] Ngoài ra, một vài hợp chất chống vi rút

được phân lập từ hải miên như 2’-5’ oligoadenylate (2-5A), Hamigeran B,

weinbersterol A và B, Mycalamide A [40]…cũng thể hiện hoạt động mạnh trên các dòng vi rút được thí nghiệm [41]

Các hoạt chất kháng sinh, kháng nấm

Các hoạt chất kháng sinh có hoạt động kháng sinh thường dễ thu được thông qua các nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên Các hoạt chất thu được từ hải miên cũng nằm trong số đó Ngày nay, các thí nghiệm sàng lọc trên quy mô lớn đối với các hoạt tính kháng sinh, kháng nấm là tương đối dễ phát triển và đã trở thành công cụ hàng ngày trong vô số các phòng thí nghiệm trên thế giới Tuy vậy cũng cần lưu ý rằng cho đến nay mới chỉ có một vài thuốc kháng sinh trên thị trường

có nguồn gốc từ các nghiên cứu trên các hợp chất thiên nhiên biển

Arenosclerin A-C phân lập từ loài Arenosclera brasiliensis thể hiện hoạt tính

kháng sinh rất mạnh trên 12 dòng vi khuẩn thử nghiệm ở các bệnh viện [6]

Cribrostatin 3 phân lập từ Crebrochalina sp cũng cho hoạt động kháng sinh

mạnh đối với dòng vi sinh vật thử nghiệm là Neisseria gonorrheae với nồng độ

ức chế tối thiểu đạt 0.09 àg/ml, hợp chất này cũng cho hoạt động chống dòng vi

khuẩn kháng kháng sinh peniciline N gonorrheae với MIC đạt 0.39 àg/ml [42]

Fascaplysin, một hợp chất có cấu trúc thuộc nhóm alcaloit 5 vòng, phân lập từ

loài hải miên Fascaplysinopsis sp cũng có hoạt tính kìm hãm rất cao đối với các dòng vi sinh vật thử nghiệm như S aureus (0.1 àg/disk), E coli (5 àg/disk), C

albicans (1 àg/disk), S cerevisiea (1 àg/disk) [43]

O HO

phải quan tâm Amphotericin B là một trong những hợp chất kháng nấm hiệu

quả đầu tiên được biết đến Tuy nhiên việc sử dụng thuốc này cũng cần phải lưu ý

đến các tác dụng phụ điển hình như hoạt động gây độc thận rất mạnh Cho đến nay thì các thuốc kháng nấm được sử dụng nhiều nhất là các thuốc thuộc nhóm azole Nhóm chất này hoạt động chủ yếu theo phương pháp kìm hãm sự phát triển của nấm bệnh chứ không diệt nấm Do đó mà mỗi một loại thuốc chống nấm thuộc dòng azole mới ra đời người ta đã phải lo ngay đến việc tìm kiếm phát hiện các thể hệ azole mới hiệu quả hơn vì sự kháng thuốc của các dòng nấm bệnh gia tăng rất nhanh [44] Trước tình hình đó, việc tìm kiếm các thế hệ thuốc chống mới hiệu quả hiện đang được các nhà khoa học rất quan tâm

Các nghiên cứu tổng quan về biển gần đây đã cho thấy các hợp chất phân lập

được từ sinh vật biển thường cho hoạt động kháng nấm cao với ba dòng Candida,

Aspergillus, và Cryptococcus Việc phát hiện, phát triển các hợp chất kháng nấm

từ biển thường được thông qua các phương pháp thử nghiệm đơn giản hoặc thông qua chương trình sàng lọc hàng loạt Người ta cho rằng các hoạt chất chống nấm

từ sinh vật biển thường có những cơ chế hoạt động đặc biệt, có khả năng kháng nấm rất cao Cho đến nay, đã có rất nhiều hoạt chất từ sinh vật biển thể hiện hoạt chất kháng nấm, trong đó, các lớp chất macrolide hay peptit thường thể hiện hoạt tính kháng nấm rất mạnh, hứa hẹn sẽ là những lớp chất mang lại những hợp chất

đầu dãy tạo các thuốc kháng nấm hiệu quả tương lai

Một loạt các hợp chất dị vòng nhỏ đã được phát hiện từ loài hải miên thuộc

chi Dysidea và Penares Theo đó, hợp chất (2R)-(-)-Dysidazirine cho thấy hoạt

động kháng nấm rất mạnh trên hai chủng nấm là Candida albicans và

Saccharomyces cerevisiae (4 àg/đĩa) đồng thời cũng có hoạt tính chống ung thư

rất cao trên dòng L1210 (0.27 àg /ml) Đặc biệt là hợp chất này tồn tại trong dịch khô của loài hải miên là rất cao, với lượng lên dến 4% trọng lượng thô Các nghiên cứu về tổng hợp toàn phần của hợp chất này cũng đã được công bố [45]

O O OH

Jaspamide Vào năm 1989, hoạt chất rhizochalin đã được phân lập từ loài hải miên

Rhizochalina incrustata bởi nhóm nghiên cứu của Stonik [46] Tiếp đó, một dẫn

xuất springolipit của rhizochalin có tên là Oceanapiside phân lập từ loài hải miên

nước nóng là Oceanapia phillipensis đã được phát hiện Hai hợp chất này thể hiện hoạt tính kháng mạnh nấm Candida glataba, dòng nấm kháng thuốc

Fuconazole nhưng không cho hiệu quả trên các dòng nấm C albicans hay là C

krusei Và chính sự khác biệt của nhóm thế đường đã giúp cho Oceanapiside có

hoạt động mạnh hơn Rhizochalin [47] Như đã được nhắc đến, hợp chất

japamide cũng cho hoạt tính kháng nấm rất mạnh Các nghiên cứu trên cơ chế

hoạt động của nó đã cho thấy chúng có thể gây độc cho các tế bào của động vật

có vú, do vậy mà hợp chất này đã không được quan tâm phát triển nữa [48]

Nhóm chất bengazole cũng cho hiệu quả kháng nấm rất cao Từ loài hải miên

Japis sp Crews và các cộng sự đã phân lập được 2 alcaloit bengazole A và B

Ban đầu, chúng cho hoạt động chống giun sán Nippostrongylus braziliensis, sau

đó, các hoạt chất này cũng chứng tỏ khả năng kháng nấm rất ấn tượng trên rất

nhiều chủng nấm khác nhau như: Candida albicans, Saccharomyces

carlsbergensis, C krusei Người ta cũng phát hiện rằng chúng có cơ chế hoạt

động gần với amphotericin B Các nghiên cứu sâu hơn về khả năng tổng hợp cũng như mối liên hệ giữa cấu trúc và hoạt tính của 2 hợp chất trên đang được tiến hành nhằm tạo ra dòng thuốc kháng nấm mới [49] Gần đây, hợp chất

Kabiramide C cũng được chú ý nhiều Chất này được phân lập từ loài

Hexabranchus sanguineus và sau đó là loài Icrinia sp Hợp chất này thể hiện hoạt

tính kìm hãm đặc hiệu với dòng C albicans nhưng không thể hiện hoạt tính

chống khuẩn Đặc biệt là dẫn xuất của nó, halichondramide A thể hiện hoạt tính

cực mạnh với MIC đạt 0.2 àg/ml Tuy vậy, cũng giống như nhiều loại triazole khác, Kabiramide C và các dẫn xuất có khả năng gây độc tế bào cao vì thế mà nó

đã không được phát triển tiếp ở các giai đoạn lâm sàng Một số macrolide chống nấm đáng chú ý đó là phorboxazole A và B, mycalolide A…[50]

Sốt rét là căn bệnh nguy hiểm thường xuất hiện ở các khu vực thuộc Châu á

và Châu Phi Hầu hết các trường hợp bị sốt rét và chết là do dòng ký sinh trùng

Plasmodium falciparum Việc tìm kiếm các thuốc mới đặc hiệu, bổ sung, thay thế

cho các thuốc chống sốt rét hiện nay cũng đang được ngày hóa dược biển quan

tâm [51] Manzamine A, một alcaloit phân lập được từ rất nhiều loài hải miên

khác nhau thể hiện như là một trong những dược tố biển hứa hẹn nhất trong lĩnh vực này Phát hiện về manzamine đã tạo nên bước đột phá mới trong tìm kiếm các dược liệu từ biển Manzamine A có tác dụng chống sốt rét rất cao, hoạt động của chúng được cho là hoạt động tăng cường đáp ứng miễn dịch của cơ thể [52]

O N

O

N

OCH 3

5 6

Halichondramide

O N

là các dẫn xuất của manzamine nh− manzamine B, keramamine, Ircinol, hydroxymanzamine, xestocyclamine…cũng thể hiện vô số các đặc tính d−ợc học thú vị, tạo nên một lớp chất rất đáng quan tâm của các nhà khoa học hiện nay

[53] Bên cạnh đó, các hợp chất nh− Di-isocyanoadociane, halichondramide hay Kalihinol A cũng đã chứng minh đ−ợc hiệu quả chống sốt rét của chúng trên

O N

O

N

Kabiramide C

Một số hoạt tính khác của các hợp chất phân lập đ−ợc từ hải miên

Bên cạnh các hoạt tính kháng viêm, chống khối u và kháng sinh, các hoạt chất

từ hải miên cũng thể hiện rất nhiều hoạt động d−ợc học đa dạng khác nh− các hoạt tính chống lao, chống hà, điều hòa cơ, ức chế miễn dịch hay ức chế thần

kinh…Ba hợp chất sterol phân lập từ loài Dysidea sp ở phía Bắc Australia có

hoạt động ức chế miễn dịch đặc hiệu thông qua việc ức chế sự liên kết của interleukin 8, một cytokine có khả năng thu hút các bạch cầu trung tính tới vị trí

các mô thương tổn Pateamin A, một hợp chất phân lập từ loài Mycale sp có khả

năng ức chế sự sản sinh interleukin 2 từ đó sẽ hoạt hóa các tế bào T còn lại trong pham vi hẹp hơn [54]

Thrombin là một enzim serin proterase có khả năng bổ chẻ các mảnh peptit từ các fibrinogen gây nên sự tạo thành các fibrin, một thành phần chính của các cục

đông máu Cyclothenarnide A phân lập từ loài Theonella sp gần đây cho thấy

sẽ là một lớp chất kìm hãm các serin proterase rất hiệu quả Hợp chất này hứa hẹn

sẽ là một thuốc điều trị huyết khối trong tương lai Một hợp chất khác cũng rất

đáng quan tâm đó là axít Callyspongynic phân lập từ Callyspongia trucata Đây

là một hợp chất kìm hãm hoạt động của α-glucosidase, vì đó mà sẽ giúp duy trì nồng độ đường glucô thấp ở trong máu, hứa hẹn trở thành một nhân tố chữa trị tiểu đường hiệu quả [55]

Các hợp chất từ hải miên cũng thường có hoạt động ức chế thần kinh rất đáng

chú ý Keramidine phân lập từ Agelas sp là một ví dụ điển hình Đây là một tác

nhân đối kháng thụ thể serotonin và ngăn cản sự giao tiếp thần kinh điều khiển

bởi serotonin Một axít amin, Dysiherbaine, từ loài Dysidea herbacea cho thấy

hoạt động kích thích rất mạnh có thể gây nên động kinh Đây được coi là một trong những hợp chất đầu dãy trong phát triển thuốc điều trị bệnh rối loạn thần kinh [56] Gần đây, Sakai và cộng sự đã thông báo việc phân lập hợp chất neodysiherbaine A, một axít amin có hoạt động gây động kinh mạnh từ loài hải

miên D herbacea Hoạt động của hợp chất này cũng tương tự như hoạt động của dysiherbaine [57] Từ loài Xestospongia sp Gafni và các cộng sự đã tinh chế được

hợp chất xestospongin C có hoạt động điều hòa cơ rất đáng chú ý Hợp chất này

là một chất ức chế rất hiệu quả các thụ thể inositol 1,4,5-triphophat và các bơm

Ca2+ ở các thể lưới tế bào [58] Bằng phương pháp phân lập dựa trên sàng lọc hàng

loạt, hoạt chất heteronemin đã được tái phân lập từ loài Hyrtios reticulata Hợp

chất này thể hiện hoạt động ức chế farnesyl transferase rất đáng quan tâm [59]

Mới đây, Yang và các cộng sự đã phân lập được Dragmacidin D và E từ loài

Dragmacidin sp., hai hợp chất này thể hiện hoạt tính ức chế enzim

serinethreonine protein phophatase Dragmacidin D còn thể hiện rất tốt hoạt tính

ức chế enzim nitric oxide synthase ở thần kinh (βNOS), điều này gợi mở cho việc phát triển các thuốc điều trị bệnh Huntington, bệnh Parkinson và Alzheimer [60]

Bảng 1 Tổng hợp một số hợp chất điển hình phân lập từ hải miên và dược tính của chúng:

Các hợp chất có hoạt tính kháng viêm

B

A2

C¸c hîp chÊt cã ho¹t tÝnh chèng khèi u

Debrommohymeniald

isin

Knesin

Hemiasterlin,

HTI-286

synthetase Agelasphin (KRN

7000)

cña TB ung th−

C¸c hîp chÊt cã ho¹t tÝnh øc chÕ miÔn dÞch

bµo T Polyoxygenated

sterol

histamine Xestobergsterol A vµ

B

histamine

Taurodispacamide A Alcaloit Agelas oroides øc chÕ IL-2

C¸c hîp chÊt cã ho¹t tÝnh øc chÕ thÇn kinh vµ ®iÒu hßa c¬

Glutamat

serotonergic

-Adrenergic

C¸c hîp chÊt cã ho¹t tÝnh chèng vi rót

swinhoei

Kh¸ng vi rót HIV-1

polio)

feline, vi rót cóm chuét) Topsentin vµ

bromotopsentin

C¸c hîp chÊt cã ho¹t tÝnh chèng sèt rÐt

Diacarnus levii

C¸c hîp chÊt cã ho¹t tÝnh chèng vi sinh vËt vµ kh¸ng nÊm

C¸c hîp chÊt cã ho¹t tÝnh chèng hµ

10b-Formarnidokalidinol

2.2 Các hoạt chất sinh học từ các loài San hô mềm (Soft coral)

San hô mềm là những sinh vật thuộc ngành động vật ruột khoang

Coelenterata Trong số đó, những loài thuộc các chi Cespitularia, Clavularia,

Gersemia, Lobophytum, Nephthea, Sarcophyton, và Sinularia được biết đến

nhiều nhất Chúng thường chứa các phân tử mang nhiều hoạt tính sinh học Cùng với hải miên, động vật ruột khoang chính là loài sản sinh nhiều hợp chất mới có giá trị nhất Những nghiên cứu trước đây đã chứng minh rằng khoảng 50% dịch chiết các loài san hô mềm thể hiện hoạt tính gây độc cho cá Cuộc sống cộng sinh của san hô mềm với các loài tảo biển đã tạo nên đặc điểm sinh học vô cùng thú vị của san hô mềm Rất nhiều các hợp chất thứ cấp như các ditecpen dạng cembranoit từ san hô mềm có thể được tạo nên từ những mối tương tác với môi trường sinh thái như vậy [61] Ví dụ như các hợp chất tecpen (thuộc nhóm cembranoit) như flexibilide và dihydroflexibilide được tìm thấy ở trong nước biển

xung quanh loài san hô mềm Sinularia flexibilis Những hợp chất này được cho là

có hoạt động như hệ thống phòng vệ hóa học của san hô mềm trước các mối đe dọa của kẻ săn mồi Chúng gây độc rất mạnh cho cá, gây loét các mô, phá hủy các trứng thụ tinh của các loài san hô cứng Mặt khác, một vài tecpen cũng được

phát hiện từ loài rong đỏ Plocamium hamatum có thể gây độc cho các loài san hô mềm sống quanh nó như Sinularia cruciata Ngoài ra, các hợp chất từ san hô

mềm cũng có tác dụng bảo vệ đối với một số loài sinh vật khác trước các động vật săn mồi [62] Một hỗn hợp tecpen được cho là cơ sở cho sự sống cộng sinh giữa

loài san hô mềm Litophyton viridis, có khả năng tiết ra các độc tố ichthyotoxin,

và loài cá Abudefduf leucogaster, có khả năng chống lại các độc tố ichthyotoxin

Khi có sự đe dọa từ bên ngoài, các loài cá này sẽ trốn ngay vào trong đám san hô

mềm L viridis, do đó mà có thể tránh khỏi các động vật săn mồi [63]

Đã có rất nhiều hoạt tính quý báu được phát hiện từ các loài san hô mềm như hoạt tính kháng nấm, độc tế bào, kháng vi rút, chống tạo khối u, và kháng viêm, [64]

Sự quan tâm tới san hô mềm được bắt đầu khi người ta phân lập được một

prostaglandin [(15R)-PGA2] từ loài san hô sừng Plexaura homomalla vào năm

1969 Tiếp đó là sự thử nghiệm đối với các loài san hô họ Alcyniidea [65] Cho tới nay đã có rất nhiều các hợp chất có giá trị dược học được phát hiện từ các loài san hô mềm, một vài trong số đó đã và đang trải qua các giai đoạn lâm sàng để tạo các thuốc chữa bệnh phục vụ cuộc sống

Các tế bào nội mô thường không hoạt động ở điều kiện bình thường Dưới sự hoạt hóa của các yếu tố tạo thành mạch của tế bào ung thư, các tế bào nội mô sẽ sinh sôi, nảy nở, di chuyển theo các tế bào ung thư, tạo nên các vi ống, thúc đẩy

sự lây lan của các tế bào ung thư Sự dụng hệ thống phản ứng tạo ống nội mô in

vitro, các nhà khoa học Hàn Quốc đã phát hiện hợp chất acalycixenolide E phân

lập từ loài san hô sừng Acalycigorgia inermis Hợp chất này cho hoạt động ức chế

sự hình thành các ống rất ấn tượng (ở nồng độ 1 àg/ml, 2.5 àM) Thêm vào đó, hợp chất này cũng thể hiện hoạt tính ức chế sự tăng sinh, di chuyển và xâm nhập của các tế bào ung thư nội mô cũng như ức chế quá trình tạo mạch tế bào [66] Các ditecpen dạng cembranoit là các hợp chất có mặt ở cả thực vật và động vật, đặc biệt, chúng thường được phát hiện từ các loài san hô mềm Các cembranoit thường chứa đựng những hoạt tính sinh học rất tiềm tàng, điển hình như các trường hợp của sarcodictycin và eleutherobin [67]

Các hợp chất ditecpen có tên là Sarcodictyin phân lập từ loài san hô mềm Địa

Trung Hải Sarcodictyon roseum vào năm 1987, hiện đang là những ứng viên nặng

ký cho nghiên cứu tạo thuốc chống ung thư Các hợp chất này bao gồm một khung cấu trúc vòng kép [8,4,0]tetradecatrien nối với ôxy cùng với một gốc este

đính vào vị trí C8, có thể là hemiketal hoặc ketal Một loạt các dẫn xuất của sarcodictyrin đã được phân lập hoặc tổng hợp để thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về mặt dược học Nhóm hợp chất này hoạt động trên cơ chế bền hóa thoi vô sắc, hoạt động gần giống như hoạt động của thuốc chống ung thư Taxol Những

nghiên cứu gần đây đã chứng tỏ hoạt chất Sarcodictyin A, B, E cho thấy hoạt

động gây độc tế bào đối với các tế bào ung thư là rất cao, có thể so sánh với hoạt

động của taxol Hoạt động bền hóa 90% các tubulin của các hợp chất này đạt IC50

là từ 1.7 đến 6.6 àM (Taxol là 4.4 àM) Hơn thế nữa các sarcodictyin còn cho chỉ

số kháng thuốc thấp đối với dòng tế bào ung thư thử nghiệm Những nghiên cứu

được thực hiện bởi công ty Pharmacia –Upjohn cho thấy hoạt chất này có thể

được nghiên cứu phát triển tạo các thuốc chống khối u kháng thuốc taxol Tuy nhiên, hoạt động polyme hóa tubulin của các sarcodictyin không mạnh bằng

eleutherobin phân lập từ loài san hô mềm Eleuthoribia sp Hoạt động của

eleutherobin dựa trên việc ngừng quá trình gián phân thông qua việc bền hóa các thôi vô sắc Hợp chất này cho hoạt động gây độc với các dòng tế bào ung thư HCT116 với IC50 đạt 10.7 nM (taxol: 4.6 nM) và A2780 với IC50 đạt 13.7 nM (taxol: 6.7 nM) Những thử nghiệm của hợp chất này trên các dòng tế bào ung thư kháng taxol cho kết quả khá cao Ngoài ra, eleutherobin cũng thể hiện hoạt tính chống các dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt, ung thư vú, ung thư hắc sắc tố và ung thư buồng trứng Những nghiên cứu tổng hợp toàn phần của các hợp chất trên cũng đã được thông báo [68, 69] Ngoài ra, cũng còn rất nhiều các cembranoit khác phân lập từ san hô mềm được phát hiện với hoạt tính gây độc tế bào cao [70, 71]

O

N N

O

O O

Decaryiol phân lập từ một loại san hô mềm thuộc chi Nephthea phân lập ở đảo

Fiji thể hiện hoạt tính độc tế bào rất ấn tượng (IC50 đạt 0.15 àg/ml đối với dòng tế bào MCF7) Hợp chất này được cho là hoạt động dựa trên việc kìm hãm đặc hiệu

sự phát triển của tế bào [72] Từ một loài san hô mềm Cladiella sphaeroides ở

Nhật Bản, người ta đã phát hiện ra một hợp chất mới có tên là Cladiellaperoxide

Hoạt chất này có hoạt động gây độc cho trứng tôm trong các thí nghiệm Hoạt

động có thể đạt được ở nồng độ ppm Quá trình sàng lọc theo định hướng hoạt

tính đã mang lại hợp chất steroidal glycosit từ loài san hô mềm C kremfi Hợp

chất này thể hiện hoạt tính độc tế bào rất cao đối với các dòng tế bào thử nghiệm [73] Cũng theo quá trình sàng lọc theo định hướng hoạt tính chống khối u, người

ta đã phân lập được hợp chất sinuflexolide, dihydrosinuflexolide và sinuflexibilin

từ Sinularia flexibilis Các hoạt chất có hoạt động tương tự cũng được phát hiện ở

các loài thuộc chi Sinularia như các leptocladolide A-C từ loài L leptocaldos và

S parva [74] Thông qua phân lập theo định hướng hoạt tính sinh học, 8 hợp chất

ditectpen có khung cấu trúc hoàn toàn mới bao gồm các cespitularin A-F đã

được phân lập từ loài Cespitularia hypotenaculata Các hợp chất này thể hiện

hoạt động ức chế khối u rất tốt đối với các dòng tế bào A-594, HT-29, P388 [75]

Các Acylsperidine phân lập từ loài Sinularia sp sống ở biển Okinawa là những

chất có tác dụng mạnh đến dòng tế bào ung thư A431 Cũng theo một nghiên cứu

độc lập khác thì những hoạt chất này thể hiện khả năng ức chế enzim H+pyrophospatase thực vật rất mạnh [76] Gần đây, một hợp chất có khung 9,11-

-secosteroid, đã được phân lập từ loài san hô mềm Pachyclavularia violacea ở đảo

Togian, Indonesia Cấu trúc của hợp chất này, 24-methyl-9,11-seco-5β-cholestan-9-one, đã được xác định qua các nghiên cứu phổ Đáng chú ý, chất này có hoạt động gây độc với các tế bào P-388, A-549, HT-29, MEL-28 khá tốt [77] Thêm vào đó, hai hợp chất có cùng khung 9,11-

(24S)-3,11-dihydroxy-5,6β-epoxy-secosteroid phân lập từ loài san hô cành Pseudopterogorgia americana, có giá trị

kìm hãm 50% sự phát triển của các tế bào ung thư tuyến tiền liệt (LbCap), ung thư phổi (Calu-3) trên hệ thống phản ứng MTT rất ấn tượng Bốn hợp chất

secosteroid khác đó là isogosterones A-D phân lập từ một loài san hô mềm thuộc

chi Dendronephthya thì thể hiện khả năng ức chế sự sinh sôi, nảy nở của trứng cá chép Balanus amphitrite với EC50 đạt 2.2 àg/ml [78]

Hoạt động kháng viêm của hợp chất OAS1000 trên các động vật thử nghiệm

đã được chứng minh OAS1000 có tên khác là methopterosin được bán tổng hợp

từ tiền chất thuộc nhóm ditecpen năm vòng có đường phân lập từ một loại san hô mềm OAS1000 hoạt động trên cơ chế kìm hãm enzim PLA2, do đó có hoạt động kháng viêm rất hiệu quả Hợp chất này hiện đang được thử nghiệm lâm sàng trong điều trị thúc đẩy làm lành vết thương [15]

Các hợp chất thuộc nhóm pseudopterosin là các ditecpenoit có đường phân

lập từ loài san hô sừng Pseudopterogorgia elisabelthae Chúng là các hoạt chất

kháng viêm và giảm đau hoạt động trên cơ chế kìm hãm sự tổng hợp eicosanoit bằng việc kìm hãm cả hai enzim PLA2 và và 5-LOX Một phát hiện thú vị là pseudopterosin chỉ kìm hãm PMN-PLA2 mà không phải các PLA2 từ các nguồn khác Hoạt động đặc hiệu này của Pseudopterosin mở ra khả năng phát triển những dòng thuốc trên các đích đặc hiệu mới Dược chất này hiện đang được sản xuất bởi hãng OsteoArthritis Sciences Chúng đã vượt qua các giai đoạn thử

nghiệm in vivo và đang trong các giai đoạn lâm sàng tạo thuốc kháng viêm trong

tương lai Tuy vậy, dịch chiết san hô chứa pseudopterosin thì đã được thương mại hóa trên thị trường dưới dạng các chất phụ gia trong mỹ phẩm làm đẹp da [79,80]

H

O OH

OH OH

Vào năm 1977, axít furanoic đã được công bố từ loài Sinularia gonatodes

Ehrenberg, 1834 17 năm sau đó, người ta đã phát hiện axít này có hoạt động bất hoạt enzim PLA2 ở nọc ong Các dẫn xuất tổng hợp sau đó cũng thể hiện hoạt

động hoạt động ức chế PLA2 rất đáng chú ý Hợp chất phổ biến nhất ở các loài

thuộc chi Sinularia đó là africanene Đây là một sesquitecpen ba vòng rất điển

hình Gần đây, dược tính của africanene cũng đã được nghiên cứu Nó thể hiện khả năng hạ huyết áp theo nồng độ và hoạt động kháng viêm trên các dòng chuột thí nghiệm gây viêm Những kết quả này là rất quan trọng cho những nghiên cứu dược học tiếp theo về hợp chất này [81]

Các hoạt động kháng sinh của các hợp chất phân lập được từ san hô mềm thường không mạnh như ở các loài khác, tuy vậy chúng cũng thu hút được sự chú

ý của các phòng thí nghiệm lớn trên thế giới [61,71]

Hoạt động kháng sinh của 4 hợp chất sesquitecpen đã được phát hiện từ một

loại san hô mềm thuộc chi Cladiella Bốn hoạt chất này đều có hoạt động ức chế mạnh với các dòng vi khuẩn Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus,

Enterococcus faecalis, Escherlia coli, Pseudomonas aeruginosa… ở nồng độ 30

àg/ml [82] Litosterol là một steroid có 19 cacbon phân lập từ loài Liptophyton

viridis Dược chất này thể hiện độ ức chế tối thiểu với sự phát triển của vi khuẩn

lao M tuberculosis với IC50 = 3.13 àg/ml (>90%) Những nghiên cứu sản xuất trên quy mô lượng lớn hợp chất này cũng được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề nguồn cung cấp cho các nghiên cứu tiếp sau [83] Các ceramit phân lập từ loài

Lobophytum crassum đã thể hiện hoạt tính kháng sinh tương đối tốt đối với các

dòng vi khuẩn thử nghiệm [84] Cũng từ một loài Lobophytum sp., các

cembranoit ditecpen như lobohedleolide, lobohedleolide và dimethylaminolobohedleolide đã chứng tỏ khả năng ức chế sự xâm nhiễm của HIV-1 ở phản ứng cấp độ tế bào (EC503.3-4.6 àg/ml), tuy vậy, các hợp chất này

17-lại cho hiệu quả bảo vệ tế bào thấp chỉ (50-60%) [85]

Rietone, một sesquitecpen hydroquinole phân lập từ loài Alcynonium fauri ở

Nam Phi cũng thể hiện hoạt động kháng sự sao mã HIV khá cao (EC50 1.23 àM

và IC50 9.32 àM), mặc dù vậy, thí nghiệm trên cũng chưa xác định được hoạt chất rietone ức chế sự sao chép của vi rút ở giai đoạn nào [86]

Bảng 2 Tổng hợp một số hợp chất điển hình phân lập từ san hô mềm và dược tính của chúng:

Các hợp chất có hoạt tính kháng viêm

elisabelthae

Kìm hãm Phospholipase A2 và LOX

vật

Các hợp chất có hoạt tính chống khối u

HepG2, L-02

ditecpen

Sinularia nanolobata ức chế TB L1210 và KB

Cespitularin A-F Ditecpenoit Cespitularia

hypotenaculata

ức chế TB A-549, HT-29 Ineleganolide và

Ineleganene

Lobane ditecpen

Sinularia inelegan ức chế TB A549, P-388

Các hợp chất có hoạt tính chống vi sinh vật và kháng nấm

aureus, S faecalis, S sanguis, E Faecalis và M phlei

Lobophytum sp Chống vi rút HIV

2.3 Các hoạt chất sinh học từ các loài Da gai (Echinoderms)

Các sinh vật thuộc ngành Da Gai (Echinoderm) bao gồm năm lớp: Asteroidea (Sao Biển) Ophiuroidea (), Crinoidea (Sao Lông), Holothuroidea (Dưa Chuột Biển) và Echinoidea (Nhím Biển) Những sinh vật này thường chứa những thành phần hóa học có khả năng gây độc mạnh đối cho cá và các vi sinh vật sống quanh

nó Nhìn chung, các hợp chất được phát hiện từ các sinh vật ngành da gai thường nằm ở các nhóm chất ceramit có đường (Cerebroside) và các saponin Cũng như các saponin, các hợp chất ceramit có đường từ các loài Da gai thường mang các hoạt tính gây độc tế bào, kháng nấm, kháng khuẩn… Cho đến nay, vai trò sinh học của các cerebroside vẫn chưa được hiểu đầy đủ Người ta cho rằng, những hợp chất này có thể tham gia vào các quá trình truyền tín hiệu màng tế bào, sinh trưởng và biệt hóa tế bào, duy trì hình thái và chức năng của tế bào… Về mặt sinh thái học, các celebroside từ biển thể hiện khả năng chống hà rất tốt đối với loài Trai xanh, một loài thường gây rất nhiều khó khăn cho tàu thuyền và các phương tiện đánh cá [87] Có rất nhiều các celebroside mới được phân lập từ các loài sao biển, nhím biển và dưa chuột biển Trong đó, đáng chú ý có hợp chất mới reguloside A và 2 hợp chất phụ reguloside B đã được phân lập từ loài sao biển

Pentaceraster regulus Reguloside A đã thể hiện hoạt tính làm lành vết thương

khá tốt Thực nghiệm trên các phân đoạn dịch chiết loài sao biển Ophidiaster

ophidiamus, người ta đã tách được năm hợp chất glycosphingolipid mới, bao gồm

các ophidiacerebroside A-E Chúng đều thể hiện hoạt tính gây độc rất mạnh đối với dòng tế bào ung thư L1210 [87] Ba ganglioside, SCG1-3 phân lập từ loài dưa

chuột biển Stichopus chloronotus có hoạt tính gây độc đối với dòng tế bào PC12

theo cơ chế gây viêm thần kinh trung ương Mỗi năm, có khoảng 10-20 hợp chất

có khung ceramit gắn đường được phân lập từ các loài Da gai Các hợp chất này, như đã đề cập ở trên có hoạt tính tương đối phong phú, tuy nhiên, y-dược học hiện nay vẫn chưa có nhiều quan tâm đến nhóm chất này

30

O

O OH OH

OH

NaO3SO

O O

O

1

4 9

O H

Holothurin A (Xyl-Qui-Glc-Glc) và B (Xyl-Qui)

Một nhóm thành phần khác cũng rất thường được phát hiện từ các sinh vật ngành Da Gai, đó là các saponin Các saponin ở Dưa chuột biển là các tritecpen

glycoside, hầu hết thuộc khung holostane

[(20S)-20-hydroxy-5α-lanostane-18-carboxylic acid (18-20) lactone], còn các saponin từ sao biển lại là các steroid có

kỷ gần đây, đã có hàng loạt các công trình nghiên cứu phát hiện các saponin có

bộ khung holostane từ các sinh vật này Sự khác biệt thường thấy giữa các hợp chất này chủ yếu được tạo bởi sự sai khác giữa các vị trí nối đôi trong khung, vị trí và số lượng các đường gắn với C-3 của aglycon, cũng như cấu trúc của nhánh bên Các nghiên cứu về sự khác biệt trong khung cấu trúc và mối liên quan đến

phân loại học giữa các loài thuộc chi Cucumaria đã được tiến hành [96,97] Bên

cạnh đó, những nghiên cứu về mối tương quan giữa cấu trúc và hoạt tính của các tritecpen glycoside phân lập từ dưa chuột biển cũng đã được quan tâm từ lâu Thông qua các thử nghiệm, người ta đã nhận ra rằng sự sai khác về cấu trúc của phần aglycon và gốc đường đều liên quan đến sự thay đổi về hoạt tính kháng nấm của holostane Cụ thể là các tritecpen gắn bốn phần tử đường thường có hoạt tính

cao hơn các tritecpen có gắn hai đường hoặc sáu đường Những chất có chứa

đường quinovose thường có hoạt tính cao hơn, những hợp chất có nhánh bên dạng

mở thường không có hoạt tính cao bằng các hợp chất có nhánh bên dạng vòng Từ

đó dẫn đến kết luận là hoạt tính kháng nấm của các hợp chất trên phụ thuộc vào khả năng tạo phức của các phần tử đường với các màng sterol [98] Điều này cũng đưa đến giả thiết rằng chính sự có mặt ở nồng độ thấp các thành phần saponin được tiết ra từ các loài dưa chuột biển đã làm suy giảm sự phát triển của trứng các loài nhím biển Ngoài hoạt tính kháng nấm, các loài thuộc lớp Holothutioidea còn thể hiện nhiều hoạt tính đáng chú ý khác Thông qua quá trình tìm kiếm yếu tố kháng HIV cụ thể là các tác nhân đối kháng với thụ thể hóa

động subtype-5 (CCR5), người ta đã phân lập được hai hợp chất tritecpen glycoside Hai hợp chất này thể hiện khả năng kìm hãm CCR5 trong khi không

có hoạt động tương tự đối với dòng thụ thể CXCR2 [99] Các intercedenside

A-C phân lập từ loài dưa chuột biển Mensamaria intercedens đã thể hiện hoạt tính

độc tế bào in vitro có giá trị EC50 từ 0.4-0.6 àg/ml với 10 dòng tế bào thử nghiệm

Hơn nữa, hiệu quả tiêu diệt của hợp chất intercedenside A đối với các dòng ung

thư phổi Lewis và ung thư sarcom S180 ở chuột là rất đáng chu ý [100]

Hầu hết các nghiên cứu về các saponin từ sao biển đã được khích lệ bởi rất nhiều hoạt tính quý báu như diệt cá và bởi các hoạt động dược học như chống khối u, chống vi rút, tan máu, kìm hãm sự vận chuyển tín hiệu thần kinh Các hoạt tính kháng viêm, giảm đau, và giảm huyết áp cũng được thông báo Một vài hợp steroid khác lại thể hiện hoạt tính kháng vi khuẩn gram dương rất tốt Trong vài năm trở lại đây, đã có một số lượng lớn các hợp chất được tách chiết từ khoảng 80 loài sao biển từ khắp nơi trên thế giới Các steroid có đường phân lập

từ sao biển thường được chia thành ba loại: asterosaponin, thành phần được phát hiện hầu hết ở các loài phân tích Các steroid vòng có đường thường thấy ở các

loài thuộc chi Echinaster và các polyhydroxysteroid có đường, một lớp chất cũng

thường được thấy ở nhiều loài sao biển [101] Các nghiên cứu về mối liên quan giữa cấu trúc và hoạt tính đã chỉ ra rằng, cũng như dưa chuột biển, hoạt tính của các steroid có đường phân lập từ sao biển phụ thuộc chủ yếu vào số lượng các tiểu phần đường và cấu tạo của chuỗi bên Tuy nhiên, sự ảnh hưởng của cấu trúc các loại đường và phần aglycon đến hoạt tính vẫn chưa được làm sáng tỏ Gần đây, các nhà khoa học Nga đã tiến hành nghiên cứu mối liên hệ giữa cấu trúc của các polyhydrosteroid với hoạt tính độc tế bào và tan máu Tám hợp chất từ bốn loài sao biển khác nhau đã được thử nghiệm hoạt động làm tan hồng cầu chuột và gây

độc đối với sự phát triển của trứng các loài nhím biển Strongylocentrotus

intermedius Các tác giả đã phát hiện ra rằng, hoạt tính gây độc tế bào của một số

hợp chất tăng tỉ lệ nghịch với số lượng nhóm OH ở phần aglycon Mặt khác, có mối liên hệ giữa tính độc tế bào và hoạt động làm tan máu của các steroid thử nghiệm Nồng độ muối, nhiệt độ và giá trị pH là những yếu tố quan trọng quyết

định hoạt động làm tan máu của các steroid gắn đường này Những nghiên cứu khoa học cũng chỉ ra rằng những steroit này còn đóng vai trò là thành phần màng

tế bào các loài sao biển, có đóng góp cho việc bền hóa màng kép tế bào [98,101] Gần đây, mười hợp chất certonardoside A-J đã được phân lập từ loài sao biển

Certonardoa semiregularis ở đạo Komun, Hàn Quốc Cấu trúc toàn phần của hợp

chất này đã được khẳng định Chúng thể hiện phổ kháng vi rút rộng như HIC,

HSV, CoxB, EMCV và VSV, tuy vậy, chỉ có certonardoside I và J là thể hiện

hoạt động rõ rệt Một phân tử ganglioside, LMG-4, phân lập từ loài Luidia

maculata đã cho thấy hoạt tính gây độc đối với tế bào PC12 trong sự có mặt của

các yếu tố sinh dưỡng thần kinh [102] Ngoài ra còn có một số các polyhydrosteroit gắn đường thể hiện hoạt tính kháng một số dòng vi khuẩn và hoạt tính gây độc tế bào tương đối tốt

Bảng 3 Tổng hợp một số hợp chất điển hình phân lập từ các loài da gai và dược tính của chúng:

Các hợp chất có hoạt tính kháng viêm

Gây độc 10 dòng tế bào ung thư

Các hợp chất có hoạt tính chống vi sinh vật và kháng nấm

3 Khả năng khai thác nguồn dược liệu biển, cơ hội và thách thức

Theo thống kê, một phần ba số thuốc có mặt trên thị trường có nguồn gốc từ

tự nhiên Có một điều đáng ngạc nhiên là cho đến nay, hầu hết các loại thuốc có nguồn gốc tự nhiên lại xuất phát từ trên mặt đất, nơi chỉ chiếm 17/36 ngành sinh vật trên trái đất Đại dương, chiếm hơn 70% diện tích bề mặt trái đất, với nguồn

đa dạng sinh vật vô cùng phong phú, trên thực tế, số sản phẩm trên thị trường từ sinh vật biển hiện nay chưa nhiều Sự quan tâm đối với việc khai thác nguồn dược liệu biển mới chỉ được phát triển trong vòng 50 năm trở lại đây Cho đến nay, mới

có khoảng 15-20 dược phẩm có nguồn gốc từ biển đang trong giai đoạn lâm sàng,

và hầu hết là để điều trị ung thư, giảm đau hay chống viêm nhiễm Vậy đâu là những khó khăn và rào cản đối với việc khai thác nguồn dược liệu biển trong thời gian gần đây? Đâu sẽ là triển vọng trong việc khai thác sử dụng nguồn dược liệu biển trong tương lai?

Các sinh vật biển luôn thể hiện những đặc điểm hoá sinh và sinh lý liên quan tới các quá trình sinh học bao gồm việc sản sinh ra các hoạt chất tự nhiên để phục

vụ cho các mục đích nhất định như: bảo vệ chống lại sự tấn công của kẻ săn mồi,

sự lây nhiễm và cạnh tranh Sống trong môi trường đặc biệt như vậy nên hầu hết

các sinh vật biển đều có chứa những hợp chất có cấu trúc đặc biệt, duy nhất Về phương diện dược học, rất nhiều hợp chất trong số này có tính độc tế bào cao, do vậy có thể lý giải nguyên nhân tại sao hầu hết các dược phẩm từ biển hiện nay có hoạt tính chống ung thư Các nghiên cứu về nguồn dược liệu biển đều tập trung chủ yếu vào các ngành động vật không xương sống như hải miên, động vật thân mềm, ruột khoang hay da gai Ngược lại, tảo biển cho thấy ít khả năng hơn trong việc phát hiện các hợp chất có hoạt tính

(AC - các hoạt tính chống ung thư; AM - các hoạt tính kháng sinh; AO - hoạt tính chống ôxy hoá;

IV - hoạt tính trên in vivo; Other - các hoạt tính khác Phân bố hoạt tính các ngành năm 2003

Một vấn đề quan trọng trong việc phát triển các nguồn dược liệu biển đó là nguồn cung cấp Đây có lẽ là một trong yếu tố chính cản trở quá trình phát triển các dược phẩm từ biển Ví dụ như để thu được 1 gam ET-743 thì phải cần tới 1

tấn E turbunata Với halichondrin B, một polyketid có hoạt tính diệt bào cao tách chiết từ loài hải miên Lissodendoryx sp, thì tỷ lệ thu hồi chất so với tổng lượng mẫu thô là rất nhỏ: cứ 1 tấn hải miên Lissodendoryx sp thì thu được 300 mg hỗn

hợp hai halichondrin Với trữ lượng thấp như vậy thì việc ứng dụng điều trị cho người gần như là không thể Ví dụ nếu dùng halichondrin để điều trị các căn bệnh ung thư cho bệnh nhân, người ta đã tính ra rằng trong 1 năm sẽ tiêu thụ khoảng 1-

5 kg, và như vậy sẽ cần đến 3000-16000 tấn hải miên cung cấp [103] Rõ ràng là nếu chỉ dựa vào việc khai thác từ tự nhiên để phát triển thuốc thì gần như là không thể thực hiện bởi do sự phân bố tự nhiên của nguồn cung cấp, ngoài ra việc khai thác này còn có thể huỷ hoại môi trường sinh thái Việc phát triển các nguồn cung cấp hiện đang là một khó khăn trong việc khai thác nguồn lợi của dược liệu biển

Tổng hợp toàn phần cấu trúc các hoạt chất từ biển là một trong các hướng đi hiện nay Tuy vậy, phương pháp này cũng đang gặp một số khó khăn nhất định vì cấu trúc một số hợp chất như bryostatin hay ET-743 là rất phức tạp, khả năng tổng hợp khó thành công và hiệu suất thấp PharmaMar, một công ty dược phẩm của Tây Ban Nha, đã tổng hợp được ET-743 dựa trên quá trình bán tổng hợp 21

giai đoạn một hợp chất từ vi sinh vật biển Pseudomonas fluorescens Mặc dù hiệu

suất tổng hợp không cao nhưng hiệu quả kinh tế có thể tính đến do nguyên liệu ban đầu có thể thu được từ nuôi cấy lên men khối lượng lớn [104] Ngoài ra, quá trình tổng hợp một số hoạt chất phổ biến khác như halichondrin B hay bryostatin, gambieriol, APL, KF cũng đã có được những thành công tuy nhiên hiệu suất thu

được cũng chưa cao Sự tổng hợp ấn tượng nhất có lẽ thuộc về MVIIA, một peptit

có hoạt tính giảm đau Số lượng MVIIA có thể đạt được là vô hạn thông qua quá trình tổng hợp [103-106]

Một khả năng khác để phát triển nguồn lợi tự nhiên biển là nuôi trồng hải sản Sử dụng phương pháp nuôi trồng các sinh vật gần đây đã thu được nhiều kết

quả tốt Ví dụ như việc nuôi trồng loài rêu biển B neritica đã thu được bryostatin

1 với kết quả khả quan, có thể phục vụ cho các lợi ích kinh tế [107]

Gần đây, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy nguồn gốc của rất nhiều hợp chất có hoạt tính phân lập từ động vật biển không xương sống là do các sinh vật đóng vai trò là con mồi trong chuỗi thức ăn hay các vi sinh vật sống cộng sinh (hay hội sinh) với chúng tạo nên Ví dụ như jaspalinolide, hợp chất ban đầu được

biết đến là phân lập từ hải miên Japis sp Một thời gian sau, từ dòng vi khuẩn

Chondromyces crocatus người ta đã tách được một hợp chất có cấu trúc rất gần

với jaspaklinolide, đó là chondramine D Nghiên cứu về cấu trúc hợp chất ET-743

từ loài hải tiêu E turbinata, người ta thấy safracin B, một hợp chất tách được từ loài vi sinh vật Pseudomonas fluorescens có cấu trúc tương tự với nó

Symplostatin 1, một cấu trúc tương tự với dolastatin 10 đã được phân lập từ

loài rong lam Symploca hydnoides Điều này có thể lý giải được với giả thiết các

loài động vật biển đã tiêu hoá qua chuỗi thức ăn hay thu nhận những vi sinh vật này từ nguồn nước biển Một số sinh vật sống cộng sinh với các động vật biển cũng là nguồn sản sinh các hợp chất trên vật chủ của nó Điển hình như trường hợp của bryostatin 1, như đã đề cập ở các phần trên, thực chất có lẽ là do một

dạng sống cộng sinh với B neritica tạo nên [103, 104,108,109] Từ những kết quả

trên có thể mở ra một hướng mới trong việc phát triển các dược tố từ biển bằng phương pháp nuôi cấy lên men vi sinh vật được (cho là sản sinh ra chất đó) riêng biệt với các vật chủ của nó, từ đó có thể tạo ra khối lượng đủ lớn các hợp chất phục vụ cho mục đích sản xuất công nghiệp Đây sẽ là một hướng đi mới trong việc nghiên cứu phát triển các hợp chất có giá trị phục vụ đời sống từ nguồn dược liệu biển

Ngay từ những năm đầu của ngành hoá học hợp chất tự nhiên biển đã có những sự quan tâm đáng kể về hoạt tính, sau đó, sự quan tâm đến các hợp chất biển có hoạt tính sinh học ngày càng tăng Trung bình mỗi năm có đến 10% hợp

chất mới trong tổng số hợp chất biển được công bố, trong đó có rất nhiều những hợp chất thể hiện những hoạt tính sinh học quý báu Dõi theo những nghiên cứu trong thời gian qua, hải miên và động vật ruột khoang luôn là những ngành có số hợp chất mới nhiều nhất, tiếp theo đó là các hợp chất từ vi sinh vật Trong các hoạt tính được thử nghiệm, hoạt tính chống ung thư và hoạt tính kháng sinh luôn chiếm tỷ lệ lớn Các ngành có vỏ, da gai và hải miên là những nguồn cung cấp chính cho những hoạt tính này vì chúng chứa đựng rất nhiều những hợp chất chống ung thư, kháng sinh tiềm tàng, chưa được phát hiện

Những nghiên cứu nhằm tìm kiếm phát hiện các phương thuốc chống ung thư hiện đang được tập trung chủ yếu trên các ngành có vỏ, hải miên, vi sinh vật

và động vật thân mềm Bên cạnh đó, những nỗ lực tìm kiếm thuốc giảm đau, kháng sinh, kháng viêm cũng đang đạt được nhiều thành quả Từ những nghiên cứu đó, đã có những dược phẩm có nguồn gốc từ biển đã được lưu hành trên thị trường như Ara-A, Ara-C, Pseudopterosin một số khác đang bước vào những giai đoạn thử nghiệm lâm sàng, hứa hẹn sẽ có mặt trên thị trường trong thời gian gần nhất (ET-743, Manzamine A, Kahalalide F ) Bên cạnh những kết quả thu

được, ngành hoá học hợp chất thiên nhiên biển cũng gặp những khó khăn nhất

định, ví dụ như nguồn cung cấp các hợp chất biển là có hạn (những hợp chất biển thường chiếm khoảng 10-6% (hoặc ít hơn) tổng trọng lượng mẫu có được), việc khai thác khối lượng lớn sẽ làm huỷ hoại môi trường sinh thái và không kinh tế Phương pháp tổng hợp hoá học hay nuôi cấy các vi sinh vật có liên quan đến quá trình tạo nên chất đó có lẽ là những đường hướng chính trong tương lai nhằm giải quyết những vấn đề trên Rõ ràng là thế giới đại dương sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm, phát hiện và phát triển các sản phẩm hữu ích phục vụ cho cuộc sống con người trong tương lai không xa

4 Phương hướng nghiên cứu sàng lọc hoạt tính từ nguồn dược liệu biển trên thế giới hiện nay

Nguồn hợp chất tự nhiên luôn chiếm được mối quan tâm lớn trong việc nghiên cứu phát triển những dược phẩm mới, có ích cho cuộc sống con người từ xưa tới nay Sự đa dạng về mặt hoá học trong sinh giới đã đóng một vai trò lớn trong việc nghiên cứu, phát hiện và phát triển những loại thuốc mới, có giá trị cao Tuy nhiên để khai thác, sàng lọc các hợp chất có hoạt tính một cách có hiệu quả và khoa học cũng là một vấn đề đáng quan tâm Ngày nay có nhiều phương pháp hiện đại và hiệu quả đang được áp dụng như phương pháp sàng lọc lượng lớn các hợp chất theo định hướng có hoạt tính hay phương pháp sử dụng thư viện các hợp chất hoá học Việc nghiên cứu theo phương pháp sử dụng thư viện hợp chất hoá học đòi hỏi phải có sự tích luỹ theo thời gian, nghiên cứu phân loại công phu về mặt cấu trúc và hoạt tính Việc phân loại cũng chỉ được giới hạn trên những dữ liệu dược học đã biết Phương pháp sàng lọc theo định hướng hoạt tính sinh học thì đòi hỏi phải có thiết bị đồng bộ, đắt tiền và đội ngũ thực hiện phải có trình độ và kiến thức trên nhiều lĩnh vực Tuy nhiên, với thời gian nhanh, hiệu quả, độ tin cậy cao, các phương pháp sàng lọc này đang được nhiều trung tâm

trên thế giới sử dụng như là một trong những công cụ hàng đầu để phát hiện ra các dược tố mới

Sàng lọc theo định hướng hoạt tính sinh học được đánh giá là một bước tiến trong việc nghiên cứu, phát triển các dược phẩm mới Qua những quá trình nghiên cứu, cải tạo, với việc áp dụng những công nghệ tiên tiến, ngày nay sàng lọc theo định hướng hoạt tính đã trở thành cơ sở chính của quá trình sàng lọc hàng loạt (HTS - high-throughput screening) [110] Về một số phương diện nhất

định, việc phối hợp các phép thử khác nhau không chỉ giúp tăng cường khả năng sàng lọc các hợp chất có hoạt tính mà còn có thể đưa ra những nhận xét quan trọng về cơ chế hoạt động và hiệu quả điều trị của mẫu thử (hay hoạt chất) đó Thêm nữa, kết quả của các quá trình sàng lọc này còn có thể cung cấp những dấu hiệu ban đầu về những khả năng điều trị mới cho những mẫu thử nghiệm, phát hiện những hoạt tính chưa được biết đến trước đó [111] Khả năng hoạt động của các mẫu đó có thể được tiến hành trên các thí nghiệm tiếp sau như:

- Tách chiết các phân đoạn dựa trên kết quả thử hoạt tính (bio assay-guided fractionation)

- Phân lập xác định cấu trúc hoạt chất và tiến hành thử nghiệm hoạt tính chất tách được (Secondary assay)

- Tiến hành các bước tổng hợp hoá học, tách chiết quy mô lớn phục vụ cho các mục đích lâm sàng

Một điều cần chú ý trong phương pháp này đó là khả năng phối hợp hoặc tương tác của các thành phần trong mẫu (VD như dịch chiết, phân đoạn…) có thể

tạo nên các hiệu quả tốt hoặc xấu mà không thể xác định được từ in vitro Do đó,

những thí nghiệm tiếp sau phải được thực hiện một các nghiêm túc, và phối hợp

với các kết quả nghiên cứu trên in vivo

Vào những năm 1970, từ loài VSV Streptomyces clavuligerus người ta đã

phát hiện ra axít clavulanic theo phương pháp sàng lọc theo định hướng tìm kiếm hoạt chất ức chế enzim β-lactamase [112] Theo phương hướng sàng lọc hoạt tính

ức chế enzim HMG-CoA reductase, người ta đã phát hiện ra hợp chất Mevastatin

từ Penicillium citrinum [113] Ngoài ra, mevastatin còn được biết đến với hoạt

tính kháng nấm cao Sau đó, hỗn hợp giữa axít clavulanic và amoxicilin đã trở thành hỗn hợp kháng sinh hàng đầu, còn mevastatin được biết đến như một thuốc chống tăng lipit đường huyết rất hiệu quả Một vài ví dụ trên đã chứng minh vai trò quan trọng của phương pháp sàng lọc theo định hướng có hoạt tính

H2N-CKGKGAKCSRLMYDCCTGSCRSGKC-CONH2

Điều này cũng đúng với những sản phẩm từ biển, nơi có sự đa dạng vô cùng lớn, nơi ẩn chứa những khung cấu trúc mới với hoạt tính cao Một ví dụ điển hình trong việc tìm kiếm những dược tố mới từ biển đó là sự phát hiện ra conotoxin, một nhóm hợp chất có hoạt tính giảm đau rất hiệu quả, qua phương pháp sàng lọc

theo định hướng hoạt tính từ loài Conus sp Conotoxin là những tác nhân đối

kháng peptid của các kênh ion và là thụ thể G-protein, chúng có hoạt tính giảm

Ziconotide

nhẹ những cơn đau kéo dài và khả năng tiềm tàng trong điều trị một số căn bệnh

khác [114] Một trong các conotoxin điển hình đó là Ziconotide (MVIIA) hiện

đang ở pha 3 trong thử nghiệm lâm sàng điều trị các cơn đau kéo dài [115] Theo thông báo gần đây, chúng sẽ có mặt trên thị trường như một thuốc thật sự vào năm nay hoặc năm sau cùng với ET-743 Như đã đề cập ở phần trên, biển là kho dược liệu khổng lồ chưa được khai phá, việc tìm kiếm những hợp chất từ biển có hoạt tính theo định hướng hoạt tính sinh học đã được nhiều trung tâm nghiên cứu

sử dụng để phát triển các dược tố mới một cách thành công Phương pháp này đã,

đang và sẽ là một trong những đường hướng nghiên cứu chính để tìm kiếm các hoạt chất mới, có ích phục vụ cho nhu cầu phát triển những thế hệ thuốc mới trong tương lai

I.2 Tổng quan chung tình hình nghiên cứu về các chất có hoạt tính sinh học trong nước

Theo những nghiên cứu thống kê, Việt Nam có khoảng 12000 loài sinh vật biển đã được biết đến, bao gồm 2038 loài cá, 6000 loài động vật đáy, 635 loài rong biển và hàng ngàn loài động thực vật phù du Các số liệu thống kê của Hooper và cộng sự năm 2000 đã công bố danh sách hơn 1500 loài Hải miên thuộc

102 họ vùng biển Đông Còn những kết quả nghiên cứu hợp tác năm 2002 giữa Việt Nam và Italia về bảo tồn da dạng sinh học biển Việt Nam đã phát hiện 161 loài thuộc 41 họ thuộc ngành Hải miên Các loài này chủ yếu sống ở Hạ Long, Cát Bà, Cô Tô, Chân Mây, Hải Vân-Sơn Trà Theo báo cáo điều tra của Phân viện Hải Dương học Hải Phòng năm 2005, ở Việt Nam, da gai có khoảng 350 loài thuộc 58 họ, 5 lớp sống ở Việt Nam Trong số đó, chắc hẳn phải có nhiều loài có chứa nguồn dược liệu quý Ngay từ xa xưa, nhân dân ta dã biết sử dụng các nguồn sinh vật biển vào việc chữa bệnh cho người Theo Hải Thượng Lãn Ông, nhiều loài sinh vật biển có công dụng rất tốt để cứu người như Thuỷ mẫu - Con sứa có

vị mặn, không độc, tiêu ứ, chữa đơn độc trẻ em, chữa bỏng Loài sứa sen từng

được chỉ định chữa cho người ta sinh khí, đà bà bị lao tổn thành ra chứng huyết trệ ở Trung Quốc, Bào ngư được xem như có vị mặn, tính bình tác dụng thanh nhiệt, trị nóng âm ỉ, ho, băng lậu, đới hạ [116] Các vị thuốc Côn bố và Hải tảo đã

được nhân dân sử dụng từ lâu để chữa các chứng loa lịch, bướu cổ, u vú, u hạch, sưng đau tinh hoàn [117] Những kinh nghiệm trong trong dân gian chứng tỏ các loài sinh vật biển sẽ là nguồn dược liệu quan trọng trong tương lai

Việc nghiên cứu về nguồn hợp chất tự nhiên biển của nước ta có lẽ bắt đầu từ những năm 60 -70 của thế kỷ 20, từ đó cho đến nay cũng không có nhiều công trình liên quan được công bố Theo Lâm Ngọc Trâm, những nghiên cứu về thành phần hoá học cơ bản trong sinh vật biển ở nước ta được bắt đầu từ những năm đầu của thập kỷ 70 Tuy vậy những nghiên cứu này hầu hết là chưa đầy đủ, tản mát

Đầu tiên phải kể đến những nghiên cứu về hoá học các loài rong biển tại Viện Hải dương học, chủ yếu tập trung vào các nguyên tố vi lượng và protein cũng như thành phần đặc trưng của rong như alginic, mannitol Các nghiên cứu tìm hiểu giá trị dinh dưỡng và một số thành phần hoá học của một số loài sử dụng phổ biến làm và làm thuốc như cá măng, cá đối, điệp sò, ốc, cá ngựa, hải sâm cũng được thực hiện [118] Các nghiên cứu đó dù ít nhưng cũng chỉ ra khả năng tiềm tàng