rong Sargassum swartzii và Sargassum mcclurei
Trong số các mẫu fucoidan được thử nghiệm ở trên, chúng tơi lựa chọn các phân đoạn của fucoidan từ rong Sargassum mcclurei thu được bằng sắc ký trao đổi ion để tiếp tục thử nghiệm hoạt tính với dịng tế bào ung thư kết tràng (DLD-1) và các phân đoạn fucoidan từ Sargassum swartzii thử nghiệm với tế bào ung thư vú (MDA-MB-231). Vì đây là hai lồi rong phổ biến, cĩ trữ lượng lớn nhất trong số 06 lồi rong khảo sát được thu ở vùng biển Khánh Hịa và cĩ tiềm năng khai thác tự nhiên cũng như nuơi trồng ở quy mơ cơng nghiệp [1,6-8].
05 phân đoạn fucoidan từ rong Sargassum swartzii được thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào trên dịng tế bào thư vú của người (MDA-MB-231) (hình 3.7). Kết quả thử nghiệm in vitro cho thấy sự phân đoạn fucoidan bằng sắc ký trao đổi anoin khơng làm mất hoạt tính kháng u, cả 05 phân đoạn của fucoidan S. Swartzii
đều thể hiện hoạt tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, trong đĩ phân đoạn SwF5 với hàm lượng sulfate cao nhất thể hiện hoạt tính kháng lại tế bào ung thư
mạnh nhất. Kết quả này chứng tỏ rằng hàm lượng sulfate đĩng vai trị then chốt trong hoạt tính kháng ung thư của loại fucoidan này. Tuy nhiên, thực tế cũng cho thấy phân đoạn SwF3 thể hiện hoạt tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thư thấp hơn phân đoạn SwF1 mặc dù phân đoạn SwF3 cĩ hàm lượng sulfate cao hơn SwF1. Như vậy cĩ thể thấy rằng hoạt tính kháng ung thư của fucoidan khơng phải chỉ phụ thuộc vào mật độ nhĩm sulfate mà cịn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố đặc trưng cấu trúc khác như hàm lượng uronic axít, thành phần đường đơn và cả kiểu liên kết glycoside [98]. 0 20 40 60 80 100 120 Đối chứng SwF1 SwF2 SwF3 SwF4 SwF5
Nồng độ các phân đoạn fucoidan
S ự ứ c ch ế p h át t ri ển t ế b ào , % 5 μg/ml 0,5 μg/ml
Hình 3.7. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư vú MDA-MB-231 của các phân đoạn fucoidan từ rong Sargassum swartzii
Hiệu quả ức chế sự phát triển tế bào ung thư vú MDA-MB-231 phụ thuộc vào nồng độ của các phân đoạn fucoidan cũng được mơ tả trên hình 3.8, kết quả cho thấy nồng độ của fucoidan ở ngưỡng 0,5 μg/ml là đủ để ức chế phần lớn các tế bào ung thư. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư vú MDA-MB-231 của fucoidan từ các nguồn rong khác nhau như L. Saccharina, L. Digitata, F. serratus, F. distichus và
Hình 3.8: Hiệu quả ức chế sự phát triển tế bào ung thư vú MDA-MB-231 của hai phân đoạn fucoidan SwF4 và SwF5 từ rong Sargassum swartzii
Fucoidan từ rong Sargassum mcclurei được nghiên cứu thử nghiệm gây độc tế bào ung thư kết tràng người DLD-1 sử dụng 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3- carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium, muối nội (MTS assay). Kết quả là fucoidan khơng thể hiện bất kỳ độc tố tế bào đáng kể nào, sau khi xử lý trong thời gian 24h và 48h ở nồng độ 1 đến 200 μg/ml. Các kết quả này khẳng định thêm dữ liệu đã thu được trong các nghiên cứu trước đây. Các polysacarit sulfate hĩa từ các lồi rong nâu khác nhau cũng đã được phát hiện là khơng độc với JB6 C141 (tế bào biểu bì chuột nhắt), vero (thận khỉ xanh lục châu Phi), MCF-10A (tế bào biểu mơ người), MCF-7 (tế bào ung thư vú người và các tế bào khác) [16,39,52,62,82,98]. Như vậy, các kết quả chúng tơi thu được chỉ ra rằng các polysacarit này là khơng gây độc tế bào đối với các tế bào ung thư kết tràng người DLD-1 ở nồng độ từ 1-200 μg/ml.
Tiếp theo chúng tơi xác định xem khả năng các polysacarit sạch cĩ ức chế được sự tạo thành khuẩn lạc (phương pháp agar mềm) của các tế bào DLD-1 ung thư kết tràng của người hay khơng. Đây là mơ hình thí nghiệm đang được áp dụng rất phổ biến để nghiên cứu tiềm năng của các tác nhân kháng u [98]. Tế bào ung thư kết tràng của người DLD-1 được xử lý với fucoidan ở nồng độ 100 μg/ml trong chất
nền agar mềm và các tế bào được ủ ở 37oC trong buồng ủ với 5% CO2 ở áp suất khí quyển trong 3 tuần.
Hình 3.9: Hiệu quả ức chế sự phát triển tế bào ung thư kết tràng DLD-1 của các phân đoạn fucoidan được chiết tách từ rong Sargassum mcclurei
Kết quả cho thấy ở nồng độ 100 μg/ml các polysacarit thử nghiệm cĩ hoạt tính ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư DLD-1. Các phân đoạn SmF1, SmF2, SmF3 và SmF-DS lần lượt ức chế sự hình thành kết tràng của các tế bào ung thư kết tràng DLD-1 với 17%, 48%, 20% và 18% (hình 3.9). Các kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu về fucoidan cĩ hoạt tính kháng tế bào ung thư ruột kết DLD-1 được phân lập từ rong E. Bicyclis [121,127]. Hoạt tính sinh học của polysacarit sulfate hĩa từ rong nâu cĩ liên quan đến một vài yếu tố đặc trưng cấu trúc như mức độ sulfate hĩa, thành phần các đường đơn cũng như kiểu liên kết glycoside [38,81,94]. Hàm lượng sulfate của polysacarit là một trong những yếu tố quan trọng nhất đối với các hoạt tính sinh học của chúng cũng đã được cơng bố bởi
SmF3-DS (100 μg/ml)
các tác giả [90,101]. Theo các kết quả nghiên cứu mà chúng tơi thu nhận được cho thấy, mức độ sulfate hĩa khơng hồn tồn đĩng vai trị quyết định lên khả năng ức chế sự hình thành khuẩn lạc. Hiệu quả ức chế sự tạo thành khuẩn lạc trong các tế bào ung thư DLD-1 của fucoidan phân đoạn SmF3 (35% sulfate) trước khi đề sulfate hĩa và sau khi đề sulfate hĩa khơng cĩ sự khác biệt đáng kể. Thêm nữa, hiệu quả ức chế sự tạo thành khuẩn lạc (colonies) trong các tế bào ung thư kết tràng DLD-1 bởi fucoidan phân đoạn SmF2 (25,7% sulfate) là cao hơn so với SmF3. Như vậy, chúng tơi cho rằng hoạt tính gây độc tế bào ung thư kết tràng DLD-1 của fucoidan từ S.mcclurei (SmF1, SmF2 và SmF3) cĩ thể được giải thích là do ảnh hưởng của các yếu tố đặc trưng cấu trúc khác ngồi vai trị của nhĩm sulfate như kiểu liên kết glycoside giữa các gốc đường và yếu tố mạch nhánh đĩng vai trị quan trọng hơn đối với hoạt tính này [98,121].
Kết luận: Lần đầu tiên, đã chứng minh được rằng fucoidan phân lập từ
S.mcclurei cĩ hoạt tính gây độc đối với tế bào ung thư kết tràng DLD-1 ở người và ung thư gan. Hoạt tính ức chế sự phát triển của tế bào ung thư DLD-1 khơng chỉ phụ thuộc vào hàm lượng sulfate mà cĩ thể cịn phụ thuộc vào thành phần đường và kiểu liên kết glycoside giữa các gốc đường trong phân tử fucoidan
Fucoidan từ rong S.swartzii cĩ hoạt tính kháng 4 dịng tế bào ung thư là ung thư gan, ung thư phổi, ung thư màng tim và ung thư vú MDA-MB-231.
Fucoidan từ các lồi rong S.oligocystum, S.denticapum và Turbinaria ornata
cĩ hoạt tính gây độc tế bào trên 02 dịng tế bào ung thư là ung thư phổi và ung thư gan.
Từ kết quả tách phân đoạn và phân tích thành phần của các phân đoạn fucoidan (hình 3.2 - hình 3.6 và bảng 3.2 - bảng 3.6) cho thấy fucoidan của rong nâu Việt Nam nhìn chung cĩ cấu trúc phức tạp với sự cĩ mặt đồng thời của nhiều gốc đường khác nhau trong phân tử, sự phân bố của nhĩm sulfate trên các gốc đường cũng khơng tuân theo quy luật. Nên rất khĩ để cĩ thể phân tích cấu trúc chi tiết của fucoidan. Vì vậy, chúng tơi chỉ lựa chọn những phân đoạn fucoidan cĩ hoạt tính và cĩ thành phần đơn giản nhất đại diện cho các lồi rong để tiếp tục nghiên cứu rõ hơn về các đặc trưng cấu trúc của chúng.