Bài này xin giới thiệu phỏng sinh học của một hệ thống miễn dịch theo một cơ chế khác, đó là phỏng sinh học hệ miễn dịch của loài sam biển và các triển vọng ứng dụng trong thực tiễn. Mời các bạn tham khảo!
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 34, Số (2018) 1-9 Phỏng sinh học miễn dịch loài sam biển ứng dụng y dược Nguyễn Thị Huyền1, Đặng Kim Thu1, Bùi Thanh Tùng1, Phạm Thị Minh Huệ2, Nguyễn Thanh Hải1,* Khoa Y Dược, Đai học Quốc gia Hà Nội, 144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam Đại học Dược Hà Nội, 15 Lê Thánh Tơng, Hồn Kiếm, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 05 tháng 11 năm 2018 Chỉnh sửa ngày 26 tháng 11 năm 2018; Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 12 năm 2018 Tóm tắt: Phỏng sinh học ngành khoa học cơng nghệ có tiềm ứng dụng to lớn, có hiệu cao nhiều lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng vào sống người Trong y dược học, phương pháp sinh học có giá trị lớn việc phát triển thuốc, phát triển phương pháp chẩn đốn, phòng tránh điều trị bệnh tật Phỏng sinh học hệ miễn dịch ứng dụng y dược nội dung lớn, có tiềm tạo tiến trội Hệ thống miễn dịch loài sinh vật phong phú, đa dạng theo nhiều chế khác Trong trước, chúng tơi giới thiệu tóm tắt sinh học hệ miễn dịch người ứng dụng y dược, xin giới thiệu sinh học hệ thống miễn dịch theo chế khác, sinh học hệ miễn dịch lồi sam biển triển vọng ứng dụng thực tiễn Từ khóa: Phỏng sinh học, sam biển, miễn dịch Biomimetics,ứng dụng y dược Thuật ngữ“biomimetics” bắt nguồn từ từ tiếng Hy Lạp “bios” (cuộc sống) “mimesis” (bắt chước) Trên thực tế sinh học (Bionics/Biomimetics) ngành khoa học công nghệ chuyên nghiên cứu chức năng, đặc điểm tượng… sinh vật tự nhiên mơ khả đặc biệt để thiết kế, chế tạo hệ thống kỹ thuật cơng nghệ đại, hữu ích nhằm cải tiến hoạt động đáp ứng nhu cầu người Phỏng sinh học ứng dụng rộng rãi có hiệu nhiều lĩnh vực hóa học, sinh học, kiến trúc, kỹ thuật, y dược học kỹ thuật y sinh… Với y dược học, sinh học lĩnh vực nghiên cứu tiềm năng, có nhiều ứng dụng chẩn đốn điều trị bệnh tật, sinh học công nghệ mô y học tái tạo, phát triển thuốc, miễn dịch trị liệu,… sinh học miễn dịch loài sam biển đem lại lợi ích lớn [1, 2] _ Tác giả liên hệ ĐT: 84-913512599 Email: haipharm@yahoo.com https://doi.org/10.25073/2588-1132/vnumps.4132 N.T Huyền nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 34, Số (2018) 1-9 Giới thiệu lồi sam biển Sam biển (hay gọi cua móng ngựa) động vật chân đốt biển thuộc họ Limulidae, sống chủ yếu vùng biển nước nông, cát mềm đáy bùn, chúng lên bờ để giao phối Mặc dù hóa thạch cổ xưa liên quan với sam biển phát cách 520 triệu năm, loài tồn khoảng 20 triệu năm trở lại Sinh sống hành tinh lâu, thể sam biển thay đổi năm Giải phẫu lạ sam biển khía cạnh đáng ý động vật Nhiều người xem sam biển động vật nguy hiểm chúng có nhọn thực tế, sam biển vơ hại [3] Về phân loại, sam biển giống động vật giáp xác, thuộc phân ngành riêng biệt – động vật chân kìm, có liên quan chặt chẽ với loài nhện Limulidae họ kiếm, bao gồm lồi: Carcinoscorpius rotundicauda, sống rừng ngập mặn, tìm thấy Đơng Nam Á; Limulus polyphemus, sam biển Đại Tây Dương, tìm thấy dọc theo bờ biển Đại Tây Dương Mỹ vịnh Mexico; Tachypleus gigas, tìm thấy Đơng Nam Á Đơng Á; Tachypleus tridentatus, tìm thấy Đông Nam Á Đông Á [3] Sam biển đóng vai trò quan trọng (ít biết đến) lĩnh vực y dược học Dịch chiết máu sam biển ứng dụng từ lâu lĩnh vực công nghiệp dược phẩm, công nghiệp thiết bị y tế để kiểm tra có mặt vi sinh vật nội độc tố chúng cácsản phẩm [3, 4] tự nhiên Động vật không xương sống, mà đại diện trường hợp sam biển, khơng có globulin miễn dịch, phát triển phương thức độc phát phản ứng với kháng nguyên bề mặt vi sinh vật lipopolysaccharide (LPS), acid lipoteichoic, lipoprotein, peptidoglycan (PGN) (1 → 3) β-D-glucan Trình bày cách tóm tắt hệ thống bảo vệ sinh học sam biển bao gồm hệ thống đông máu (hemolymph), hệ thống hoạt hóa Prophenoloxidase (pro-PO), hệ thống agglutinin lectin, hệ thống lectin - bổ thể, hệ thống kháng khuẩn, kháng nấm kháng virus gián tiếp thụ thể giống Toll (TLR) protein liên kết peptidoglycan (PGBP), hệ thống oxy hóa hệ thống thực bào (Hình 1) [5] Sau nhận dạng kháng nguyên, xảy số chế liên quan đến trình bảo vệ miễn dịch sam biển sản xuất cácpeptid kháng khuẩn qua trung gian thụ thể, đông máu (hemolymph), hình thành melanin, hoạt hóa bổ thể qua trung gian lectin Thêm vào đó, nhiều loại agglutinin-lectin, sản phẩm oxy hóa hệ thống thực bàophối hợp với phản ứng miễn dịch để tiêu diệt tác nhân xâm nhập [6] Hệ thống miễn dịch sam biển Hệ thống miễn dịch tự nhiên coi hàng rào bảo vệ thể sinh vật chống lại tác nhân gây bệnh xâm lấn từ bên ngoài(như vi khuẩn, nấm virus) Hệ thống bảo vệ cần thiết cho sống sót sinh tồn tất sinh vật đa bào Thế giới sinh vật dạng phong phú, với đa dạng phong phú hệ thống miễn dịch Hình Nguyên lý hệ thống bảo vệ vật chủ liên quan với thực bào động vật không xương sống [5] Hemolymph hemocyte tuần hoàn Hệ thống miễn dịch tự nhiên sam biển chủ yếu liên quan đến đáp ứng bảo vệ N.T Huyền nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 34, Số (2018) 1-9 cách sử dụng hệ thống phòng thủ độc đáo hiệu cao Hemolymph (chất lỏng sam biển tương tự máu - sau xin phép gọi máu) hemocyte (giống tế bào máu) hoạt động chế bảo vệ bị nhiễm vi sinh vật Huyết tương sam biển chứa nhiều phân tử bảo vệ hòa tan, hemocyanin, lectin, protein phản ứng C, protein có liên kết thioester (các α2 macroglobulin) Thêm vào hemocyte hạt (amebocyte) - tế bào di động thể, tương tự tế bào máu trắng động vật có xương sống, khử cực nhanh tiếp xúc với tác nhân gây bệnh [7] Các hemocyte chiếm 99% tế bào tuần hoàn, chứa phân tử bảo vệ khác nhau, nằm hai loại hạt lớn (L) - nhỏ (S) (Hình 2) Hạt L chứa chọn lọc 25thành phần bảo vệ với khối lượng phân tử từ đến 120 kDa Chúng bao gồm yếu tố đông máu, protein đông máu coagulogen, chất ức chế proteinase, lectin protein kháng khuẩn Ngược lại, hạt S chứa sáu peptid kháng khuẩnvà số protein có khối lượng phân tử