Đánh giá khả năng ức chế enzyme acetylcholinesterase và bảo vệ tế bào thần kinh của nano astaxanthin trên dòng tế bào C6

Alzheimer

Ćc chÁ acetylcholinesterase (AChE) d¿n đÁn giÁm phân hąy và tích tă acetylcholine sau đó.L°āng acetylcholine d° thừa này d¿n đÁn tng kích thích các thă thÅ muscarinic và nicotinic, cung c¿p mát sá bián pháp điÃu trá giÁm trí nhã trong AD [1]. Ngoài ra, hòi hÁi mó và cỏc chćc nng phă thuỏc vào thựy thỏi d°Âng ỗ giāa, chẳng h¿n nh° trớ nhó tỡnh tiÁt khai bỏo, cũng th°ồng bỏ Ánh h°ỗng.Cuỏi cựng, suy giÁm chćc nng điÃu hành, phỏn đoỏn và giÁi quyÁt v¿n đà là nhāng biÅu hiỏn lõm sàng bỏ sung và th°ồng xu¿t hián sãm [3]. Să hình thành mÁng bám gây ra phÁn ćng viờm bao gòm să hỡnh thành cỏc tÁp hāp Tau d¿n đÁn viỏc chuyÅn đỏi cỏc tÁ bào thÁn kinh khòe m¿nh thành cỏc tÁ bào thÁn kinh bỏ bỏnh.Să hiỏn diỏn cąa nhiÃu tÁ bào thÁn kinh bá bánh h¢n s¿ gây ra mát phÁn ćng viêm khác d¿n đÁn m¿t nhiÃu tÁ bào thÁn kinh h¢n và sau đó là m¿t chćc nng não cũng nh°.

T àNG QUAN VÀ ASTAXANTHIN

Bờn c¿nh đú, cỏc nhà nghiờn cću cũng chò ra rằng astaxanthin có tác dăng bÁo vá há thÁn kinh và nh° là mát tác nhân bÁo vá thÁn kinh đa măc tiêu, astaxanthin tác đáng lên nhiÃu c¢ chÁ ho¿t đáng đÅ giÁi quyÁt các c¢ chÁ sinh lý bánh phćc t¿p cąa bánh thoái hóa thÁn kinh. Lee và cáng să đã báo cáo rằng astaxanthin cung c¿p tác dăng bÁo vá thÁn kinh chỏng l¿i stress oxy húa gõy ra bỗi să thiÁu hăt oxy-glucose trong cỏc tÁ bào u nguyờn bào thÁn kinh ng°ồi SH-SY5Y và thiÁu mỏu nóo căc bỏ trong 10 phỳt ỗ chuỏt [11]. Trong mỏt mụ hỡnh chuỏt bỏ đỏt quỵ do thiÁu mỏu căc bỏ, viỏc điÃu trá tr°ãc bằng astaxanthin làm giÁm sÁn xu¿t ROS và giÁm peroxid hóa lipid ỗ nóo cựng bờn cąa chuỏt bỏ tÃc đỏng m¿ch nóo giāa (middle cerebral artery occlusion - MCAO) [12].

Astaxanthin t¿o điÃu kián cho să phân ly và truyÃn tin nái bào cąa yÁu tỏ liờn quan đÁn hòng cÁu h¿t nhõn 2 (Nrf2), thụng qua viỏc kớch ho¿t cỏc con đ°ồng truyÃntớn hiỏu PI3K/Akt và ERK, gúp phÁn làm tng biÅu hiỏn cąa cỏc enzyme điÃu hòa Nrf2 nh° HO-1, NQO-1, và GST-α1 cháng l¿i stress oxy húa. Trong há tháng thÁn kinh trung °¢ng (CNS), tình tr¿ng viêm đóng vai trò quan trãng trong cÁ tình tr¿ng c¿p tính (đát quỵ và ch¿n th°¢ng) và tình tr¿ng thoái hóa thÁn kinh mãn tính (ví dă: AD, PD).ĐÁc biát, astaxanthin thÅ hián tỏc dăng khỏng viờm trong viờm màng bò đào do lipopolysacarit gõy ra bằng cách trăc tiÁp ngn chÁn ho¿t đáng cąa enzym táng hāp oxit nitric (nitric oxide synthase - NOS) (Hình 1.5). ĐiÃu trá bằng astaxanthin làm giÁm hiỏu quÁ tỡnh tr¿ng viờm liờn quan đÁn NF-κB ỗ gan cąa chuỏtđ°āc n chÁđỏ nhiÃu đ°ồng và ch¿t bộo cao bằng cỏch ćc chÁ quỏ trỡnh phosphoryl húa IKK³ và truyÃn tin nái bào cąa tiÅu đ¢n vá NF-κB (p65) [21].

H¢n nāa, astaxanthin ngn chÁn să phân hąy IκB-α và truyÃn tin nái bào NF-κB, d¿n đÁn giÁm các yÁu tá gây viêm (IL-6, yÁu tá tng tr°ỗng nỏi mụ m¿ch mỏu (vascular endothelial growth factor - VEGF), phõn tÿ bám dính giāa các tÁ bào-1 (intercellular adhesion molecule-1 - ICAM-1), và protein hóa h°ãng đáng đ¢n bào 1 (monocyte chemotactic protein 1 - MCP1) [23]. Ngoài ra, astaxanthin làm giÁm sÁn xu¿t oxit nitric (NO) và ho¿t đáng táng hāp oxit nitric cÁm ćng (inducible nitric oxide synthase - iNOS) trong đ¿i thăc bào, d¿n đÁn ćc chÁ cyclooxygenase và điÃu hòa giÁm prostaglandin E2 (PGE2) và TNF-α ỗ chuỏt [25]. Sÿ dăng astaxanthin trong chÁ đỏ n kiờng đó ćc chÁ đỏng kÅ să ho¿t húa NF-κB b¿t th°ồng ỗ niờm m¿c đ¿i tràng, làm giÁm biÅu hián gen cąa IL-1³, IL-6 và COX-2, góp phÁn làm suy giÁm viêm đ¿i tràng do dextran natri sulfat (dextran sulfate sodium - DSS) [26].

Lee và cỏc đòng nghiỏp đó phỏt hiỏn ra rằng astaxanthin ngn ngừa quỏ trỡnh viờm bằng cách ngn chÁn să ho¿t hóa tín hiáu NF-κB và sÁn xu¿t các cytokine gây viêm (ví dă: TNF-α và IL-1³) bằng cách sÿ dăng cÁ mô hình in vitro và in vivo [27].

PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĄU

Húa ch¿t: Mụi tr°ồng nuụi c¿y tÁ bào dulbecco's modified eagle medium (DMEM)/high glucose (Gibco™, Thermo Fisher, Singapore), fetal bovine serum (FBS; Sigma), penicillin, và streptomycin (Invitrogen, Mỹ), ascobic acid (Trung Quác), galantamine hydrobromide (Sopharma AD, Bulgaria), H2O2 (Trung Quác), A³25-35 (purity ≥ 97%, No. A.4559; Sigma, USA), acetylcholinesterase inhibitor screening Kit (MAK 119; Sigma, USA), 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT, Invitrogen, USA), TRIzol™ (Invitrogen, Singapore), Luna® Universal One- Step RT-qPCR Kit (New England BioLabs Inc., UK), Mòi (Cụng ty Phự Sa, Viát Nam). ThiÁt bỏ: Dựng cho nghiờn cću gòm Cõn kỹ thuÁt Precisa XB 1200C (Switzerland), Cân phân tích Shimadzu AY 120 (NhÁt BÁn); Máy ly tâm Sorvall® LEGEND RT (Đćc), Máy khu¿y từ Kika Labortechnik (Đćc), Máy ly tõm Sorvall Legen RT 1900W (Kendro, Germany), Nòi khÿ trựng (ALP, NhÁt BÁn), Tą l¿nh th°ồng, Pipetteman cỏc lo¿i (Gilson, France) và cỏc dăng că thụng th°ồng cąa phũng thớ nghiỏm. Xỏc đònh ho¿t tớnh ąc ch¿ enzyme acetylcholinesterase (AchE) Tác dăng ćc chÁ enzym AChE (Sigma Aldrich, Singapore) cąa m¿u thÿ đ°āc tiÁn hành bằng kit Acetylcholinesterase Inhibitor Screening Kit (MAK324, Sigma, Mỹ) theo h°ãng d¿n cąa nhà sÁn xu¿t.

Thiocholin sau đú phÁn ćng vói axit 5- 5’-dithiobis-2-nitrobenzoic DTNB t¿o thành sÁn phẩm acid 5-thio-2-nitro benzoic cú màu vàng và so màu ỗ b°óc súng 412 nm. Ho¿t tớnh AChE đ°āc đánh giá dăa trên đá h¿p thă cąa nano astaxanthin hoÁc galantamine đo đ°āc ỗ b°óc súng 412 nm bằng mỏy microplate reader (Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA). Trong đó: I%: phÁn trm ho¿t tính AChE bá ćc chÁ; ΔODtest: Să thay đỏi giỏ trỏ OD412 cąa giÁng chća nano astaxanthin hoÁc ch¿t chuẩn ỗ thồi điÅm 0 phút và 10 phút ΔODNo inhibitor: Să thay đái giá trá OD412 cąa giÁng đái chćng không ćc chÁ.

KhÁ nng h¿p thu cąa nano astaxanthin so vãi astaxanthin tă do trong tÁ bào C6 đ°āc tiÁn hành theo ph°Âng phỏp đ°āc mụ tÁ bỗi Hien và cỏng să [36]. Nòng đỏ cąa astaxanthin trong cỏc tÁ bào đ°āc xỏc đỏnh bằng ph°Âng phỏp sÃc ký lòng hiỏu nng cao (HPLC), theo bỏo cỏo tr°óc đõy cąa Hien và cáng să [36]. PCR thồi gian thăc đỏnh l°āng đ°āc thăc hián bằng cách sÿ dăng kit RT-qPCR mát b°ãc Luna®Universal (New England BioLabs Inc., UK) trong thiÁt bá MyGo Pro real-time PCR (IT- IS Life Science Ltd., Dublin, Republic of Ireland).

Sá liáu đ°āc biÅu thá d°ãi d¿ng trung bình ± (SD) và đ°āc xÿ lý tháng kê theo ph°¢ng pháp Student’s t-test bằng phÁn mÃm E-xcel hoÁc ANOVA mát chiÃu và phân tích Tukey-Kramer post-hoc đÅ xác đánh să khác biát đáng kÅ giāa cỏc nhúm ỗ mćc P <0,05.

NGHIÊN CĄU ĐÁNH GIÁ MàT Sà ĐẶC ĐIÂM SINH HàC LIÊN QUAN ĐắN KHÀ NNG BÀO Vị Tắ BÀO THÀN KINH CĂA NANO

MÁc dù có nhiÃu ho¿t tính sinh hãc quý giá nh°ng viác sÿ dăng astaxanthin bá h¿n chÁ trong công nghiáp d°āc phẩm và thăc phẩm do khÁ nng hòa tan kém trong n°ãc d¿n đÁn sinh khÁ dăng th¿p. Hiáu su¿t h¿p thu tÁ bào cąa nano astaxanthin cao h¢n g¿p 35 lÁn so vãi astaxanthin d¿ng tă do, điÃu này cho th¿y rằng các h¿t nano đ°āc n¿p astaxanthin vãi ch¿t ho¿t đáng bà mÁt (Tween® 80 và lecithin) và tác nhân bao bãc (³-cyclodextrin) đã tng c°ồng să h¿p thu astaxanthin trong cỏc tÁ bào C6. HÂn nāa, do să m¿t cân bằng giāa sÁn xu¿t ROS và há tháng phòng thą cháng oxy hóa, stress oxy hóa có thÅ gây tán th°¢ng tÁ bào thÁn kinh do H2O2 gây ra.

Trong nghiờn cću tr°óc đõy, nano astaxanthin đó đ°āc chò ra là cú ho¿t tớnh chỏng oxy húa cao và khÁ nng bÁo vỏ tÁ bào gan HepG2 khòi tỏc đỏng gõy h¿i cąa stress oxy hóa [44]. Do đó, trong nghiên cću này, khÁ nng bÁo vá thÁn kinh cąa nano astaxanthin đ°āc đánh giá cháng l¿i các tán th°¢ng oxy hóa do H2O2 gây ra trong tÁ bào thÁn kinh C6 (Hình 3.5). GiÁm kớch th°óc h¿t và tng khÁ nng hũa tan và să h¿p thu cąa tÁ bào đỏi vói astaxanthin ỗ d¿ng nano hóa đã cÁi thián khÁ nng cháng oxy hóa d¿n đÁn bÁo vá tÁ bào thÁn kinh khòi cỏc tỏn th°Âng do stress oxy húa gõy ra.

Bánh Alzheimer (AD) là chćng rái lo¿n thoái hóa thÁn kinh phá biÁn nh¿t d¿n đÁn suy giÁm nhÁn thćc tiÁn triÅn vãi các d¿u hiáu bánh lý cąa mÁng bám tuái già và să hình thành đám rái sāi thÁn kinh trong não. Trong điÃu kiỏn bỡnh th°ồng, să phõn cÃt APP bỗi α-secretase d¿n đÁn să hình thành tiÃn ch¿t amyloid protein-s alpha (APPs-α) và carboxy-terminal fragment-alpha (CTF-α), tiÁp theo là să phõn cÃt bỗi phćc hāp ´-secretase đÅ t¿o ra p3 và đo¿n nái bào có tên là miÃn nái bào cąa protein tiÃn ch¿t amyloid (AICD) [48, 49]. Cỏc monome A³ (đÁc biỏt là A³42) dò dàng tÁp hāp thành các oligome có trãng l°āng phân tÿ th¿p, thành các protofibril và cuái cựng thành cỏc fibrils chća cỏc t¿m ³ đỏc h¿i.

Nh° vÁy, viỏc nano hoỏ astaxanthin giúp tng khÁ nng hoà tan và h¿p thu vào trong tÁ bào d¿n đÁn tng ho¿t tớnh cąa astaxanthin lờn r¿t nhiÃu lÁn so vói bỡnh th°ồng.