1.2.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào
Các nghiên cứu năm 1976 đã chứng tỏ dịch chiết phân đoạn chloroform từ rễ cây U. acuminata với thành phần chính là uvaretin (89) cĩ hoạt tính ức chế đối với dịng tế bào P-388 [29]. Dịch chiết ethanol từ vỏ thân lồi U. chamae cĩ hoạt tính ức chế dịng tế bào P-388 và KB [77]. Trong khi đĩ, hợp chất uvarinol (101), một dẫn chất flavanone tribenzylat hĩa được phân lập từ phân đoạn ethanol, thể hiện khả năng ức chế đối với các dịng tế bào KB, P-388 với IC50 lần lượt là 5,9, 9,7 µg/mL [55]. Nghiên cứu tiếp theo của Jolad trên lồi U. acuminata thu được hợp chất uvaricin (1) cĩ khả năng gây độc đối với dịng tế bào P-388 khi thử nghiệm trên chuột [67].
Theo Chen và cộng sự [25], tonkinesin AC (1921) từ rễ cây U. tonkinesis gây độc chọn lọc trên dịng tế bào HL-60 và HCT-8. Bên cạnh đĩ, một acetogenin khác cũng từ lồi này là tonkinecin (22) cĩ hoạt tính ức chế các dịng tế bào Bel-7402, BGC, HCT-8 và HL-60 với các giá trị IC50 lần lượt là 1,5, 5,1, 0,38 và 0,52 µg/mL [26]. Năm 1997, một acetogenin mới là uvarigrin (26) từ lồi U. grandiflora, đã được chứng minh cĩ tác dụng gây độc đối với các tế bào HCT-8, Bel-7402 và A2780 với giá trị IC50 tương ứng là 0,15, 0,21 và 0,41 µg/mL [127]. Ngồi ra, hợp chất ()-zeylenone (178) được phân lập cùng thời điểm này là chất ức chế vận chuyển nucleoside nhân thymidin và uridin trong các tế bào ung thư cổ trướng Ehrlich với các giá trị IC50 tương ứng là 8,2 và 10,1 µM. Hợp chất này cịn thể hiện tác dụng gây độc với các dịng tế bào nhạy cảm và kháng thuốc như tế bào ung thư vú MCF-7, MCF-7/ADM, tế bào ung thư biểu
17
mơ miệng KB và KB/VCR với giá trị IC50 lần lượt là 2,2, 2,6, 0,48 và 0,56 µM [82]. Trong khi đĩ, ()-zeylenone (178′) cho thấy tác dụng ức chế trên các dịng tế bào KB, Bel-7402 (IC50 < 1 µg/mL) và HCT-8 (IC50 < 0,1 µg/mL) [131].
Năm 1998, từ lồi U. hamiltonii, các nhà khoa học Trung Quốc đã phân lập được hợp chất hamilcone (122) cĩ khả năng gây độc dịng tế bào KB với giá trị IC50 là 8,0 µg/mL [53]. Tiếp đĩ, Zhou và cộng sự cơng bố 7 acetogenin mới từ rễ
U. calamistrata bao gồm calamistrin AG (30, 31, 3337) cĩ hoạt tính ức chế các
dịng tế bào KB, A2780 và HCT-8 ở các mức độ khác nhau (Bảng 1.1) [191, 194].
Bảng 1.1. Hoạt tính gây độc tế bào của calamistrin AG (30, 31, 3337) trên các dịng tế bào ung thư KB, A-2780 và HCT-8
Hợp chất IC50 (µg/mL) KB A2780 HCT-8 Calamistrin A (30) 2,0 1,4 3,7 × 10-1 Calamistrin B (31) 6,1 3,1 2,2 × 10-2 Calamistrin C (33) 6,05 × 10-2 3,15 × 10-3 4,73 × 10-3 Calamistrin D (34) 2,73 × 10-2 4,31 × 10-1 7,32 × 10-2 Calamistrin E (35) 3,75 × 10-1 2,73 × 10-2 3,97 × 10-3 Calamistrin F (36) 5,10 × 10-2 3,66 × 10-2 2,27 × 10-3 Calamistrin G (37) 2,00 × 10-2 1,97 × 10-3 3,31 × 10-3
Năm 2003, hợp chất hamiltrone (121) từ lồi U. hamiltonii đã được chứng minh là tác nhân hiệu lực nhất trong số hợp chất đã phân lập khi thử nghiệm phân chia mạch DNA. Hợp chất này cịn ức chế dịng tế bào K562 (IC50 = 12 µM) [80]. Năm 2004, một nghiên cứu khác cho biết hợp chất chamuvarinin (45) từ lồi U. chamae ức chế rất mạnh đối với dịng tế bào ung thư KB 3-1 (IC50 = 0,8 nM) [35]. Cũng trong giai đoạn này, các nhà khoa học Nhật Bản chỉ ra rằng các hợp chất dihydrochalcone C-benzylat hĩa như isochamuvaritin (91), acumitin (136), uvaretin (89), isouvaretin (97) và diuvaretin (98) từ dịch chiết ether dầu hoả của rễ cây U. acuminata, cĩ khả năng thúc đẩy sự chết theo chương trình (apoptosis) của dịng tế bào HL-60 với giá trị IC50 lần lượt là 8,2, 4,1, 9,3, 24,7 và 6,1 µM trong khi đĩ uvangoletin (103) khơng thể hiện hoạt tính này. Điều này chứng tỏ hoạt tính gây độc tế bào của các dihydrochalcone phụ thuộc vào số lượng và vị trí thế của nhĩm benzyl [64, 104].
18
Năm 2005, bốn hợp chất PC, kweichowenol AB (218219), zeylenol
(165) và uvarigranol G (185) từ lá cây U. kweichowensisis cho thấy tác dụng ức chế các dịng tế bào ung thư phổi như A549, SK-MES-1 và NCI-H446 với IC50
được cho ở Bảng 1.2 [178]. Năm 2009, hai hợp chất mới là kweichowenol C−D (226−227) cũng từ lồi U. kweichowensisis cho thấy tác dụng kháng u khi thử nghiệm trên dịng tế bào A549 với các giá trị IC50 lần lượt là 55, 22 µg/mL [177].
Bảng 1.2. Hoạt tính gây độc tế bào của kweichowenol AB (218219), zeylenol (165) và uvarigranol G (185) trên các dịng tế bào ung thư phổi
Hợp chất IC50 (µg/mL)
A549 SK-MES-1 NCI-H446
Kweichowenol A (218) 65 56 50
Kweichowenol B (219) 20 18 23
Zeylenol (165) 28 26 30
Uvarigranol G (185) 25 23 26
Năm 2011, hợp chất 2-hydroxy-3,4,6-trimethoxychalcone (115) (tách ra từ lồi U. welwitschii, U. dependens) cùng với đồng phân của nĩ là 2′-hydroxy- 3′,4′,6′-trimethoxychalcone (113) (tách ra từ U. scheffleri) cho thấy hoạt tính ức chế dịng tế bào HL-60 với giá trị IC50 lần lượt là 22,9 và 12,0 µM [99]. Ngồi ra, các nghiên cứu cịn chỉ ra hợp chất ()-zeylenol (165′) cĩ tác dụng ức chế chọn lọc với dịng tế bào HL-60 (IC50 = 11,65 ± 0,52 µg/mL) trong khi các dẫn xuất acetyl và epoxide của nĩ cĩ tác dụng yếu hơn rất nhiều thậm chí mất hoạt tính trên dịng tế bào này [160]. Các kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các phân đoạn từ thân, lá U. grandiflora cho thấy các phân đoạn n- hexane, chloroform, ethanol từ thân cĩ khả năng ức chế sự phát triển dịng tế bào HTC116 với giá trị GI50 tương ứng 4,46, 3,85, 71,53 (µg/mL). Hoạt tính này được dự đốn là do nhĩm chất acetogenin hoặc dẫn xuất PC gây ra. Các phân đoạn từ lá khơng cĩ tác dụng trên dịng tế bào này [15].
Một nghiên cứu mới đây ở Nhật cho thấy 2 hợp chất pyrendione từ rễ U. lucida là 2-hydroxy-1,8-pyrenedione (302) và 2-methoxy-1,8-pyrenedione (303) cĩ hoạt tính gây độc mạnh đối với dịng tế bào HL-60 với giá trị IC50 lần lượt là 0,070 và 4,400 µg/mL so với chất đối chứng etoposide (IC50 = 0,060 µg/mL). Đặc biệt, các nghiên cứu hình thái học bằng kính hiển vi huỳnh quang cịn cho biết tế
19
bào được xử lý bằng 2-hydroxy-1,8-pyrenedione (302) (tại nồng độ 0,040 và 0,080 µg/mL) cĩ những biến đổi rõ rệt về mặt hình thái như sự ngưng tụ nhiễm sắc thể, sự thối biến nhân tế bào gợi ý cho quá trình tự chết của tế bào [100].
Gần đây, hoạt tính chống tăng sinh của uvaricin AB (5354) từ lồi U.
sp. trên các dịng tế bào A2780, A2058 và H522 cũng đã được thử nghiệm. Kết quả được trình bày ở Bảng 1.3 [31].
Bảng 1.3. Hoạt tính chống tăng sinh của uvaricin AB
Hợp chất IC50 (µM)
A2780 A2058 H522
Uvaricin A (53) 6,4 6,6 <10
Uvaricin B (54) 8,8 7,2 <10
Paclitaxel# 0,02 ND ND
ND (not determined): khơng xác định được, #chất đối chứng.
Ngày nay, các nhà khoa học quan tâm đến việc tìm kiếm các tác nhân ưu tiên làm chậm sự tồn tại của tế bào ung thư tuyến tụy trong điều kiện dinh dưỡng thấp như là một hướng tiếp cận mới để điều trị loại ung thư này. Theo Awale và cộng sự, các hợp chất PC được phân lập từ thân U. dac như uvaridacol A−C (234−236), uvaridapoxide A (238) gây độc nhẹ với các dịng tế bào ung thư tuyến tụy PANC-1, PSN-1, MIA PaCa-2 và KLM-1 với các giá trị PC50 trong khoảng 100-200 µM. Trong khi đĩ, hợp chất PC dạng dimer, ()-grandifloracin (180), lại cho hoạt tính rất tốt với các dịng tế bào này với giá trị PC50 lần lượt là 14,5, 32,6, 17,5 và 32,7 μM [20]. Nhĩm tác giả trên cịn phân lập được uvaridacol E (239), uvaridacol F (240), uvaridacol H (242) cĩ tác dụng gây độc yếu với dịng tế bào ung thư tuyến tụy PANC-1 [21]. Do đĩ, chúng được xem là những tác nhân tiềm năng để phát triển thuốc mới hướng đến việc điều trị ung thư tuyến tụy ở người.
Người ta cịn phát hiện khả năng ức chế của ()-zeylenol (165) đối với các dịng tế bào MDA-MB231, Hep-G2 với giá trị IC50 tương ứng là 54 ± 10 và > 80 µM, dẫn đến quá trình tự chết theo chương trình của tế bào [147]. Do vậy, ()- zeylenol (165) cĩ thể được sử dụng trong các thuốc điều trị ung thư vú hoặc để giảm bớt liều dùng đối với các loại thuốc thơng thường theo phương pháp điều trị kết hợp nhằm làm giảm tác dụng độc hại của phương pháp hĩa trị liệu cổ điển.
20
1.2.3.2. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm
Năm 1980, Hufford phát hiện hợp chất uvafzelin (270) trong thành phần hĩa học của lồi U. afzelii cĩ hoạt tính kháng khuẩn trên các chủng S. aureus, B. subtilis và M. smegmatis với giá trị MIC tương ứng là 6,3, 3,1 và 3,1 µg/mL [60]. Khơng những thế, các dịch chiết và phân đoạn sắc ký của lồi này cũng cĩ hoạt tính kháng khuẩn. Cụ thể, dịch chiết ethanol ức chế 7 dịng vi khuẩn Gram (+) với giá trị IZD từ 12,80 ± 0,20 đến 26,7 ± 0,5 mm, giá trị MIC trong khoảng 0,012–0,096 mg/mL và giá trị MBC trong khoảng 0,0196–0,096 mg/mL. Dịch chiết nước lạnh cũng cho kết quả tương tự nhưng phổ hoạt tính hẹp hơn trong khi dịch chiết nước nĩng cĩ khả năng ức chế kém hơn (IZD: từ 6,50 ± 0,01 đến 24,75 ± 0,45 mm); một số phân đoạn sắc ký cĩ tác dụng ức chế với các dịng Gram (-) như E. coli, P. aeruginosa [119].
Các dịch chiết ether dầu hoả, dichloromethane và methanol của lồi U. hamiltonii cũng thể hiện tác dụng kháng khuẩn với giá trị IZD tương ứng là 9– 14, 9–16, 8–16 mm tại nồng độ 500 mg/đĩa. Ngồi ra, các hợp chất goniopedaline (68), piperolactam C (70), 6β-hydroxy-stigmasta-4,22-dien-3-one (287) và hỗn hợp cis-, trans-4-hydroxymellein (288, 289) thể hiện khả năng ức
chế vừa phải với IZD lần lượt 10–15, 12–18, 8–13 và 10–17 mm tại liều 300, 100, 200 và 100 mg/đĩa tương ứng [18]. Người ta cũng tìm thấy tác dụng kháng khuẩn của dịch chiết ethanol từ rễ cây U. narum đối với các chủng S. aureus, E. coli, B. spp. và L. fermentum [125].
Gần đây, các nhà khoa học phát hiện hoạt tính kháng vi khuẩn
Mycobacterium tuberculosis (Mtb) H37Rv gây bệnh lao ở người của các dịch chiết bán phân cực từ lồi U. rufa. Theo đĩ, hoạt tính ức chế Mtb H37Rv tăng khi các phân đoạn được tinh chế với giá trị MIC cĩ thể đến 23 µg/mL. Dịch chiết chloroform và các phân đoạn con của nĩ cĩ độc tính trung bình trong khi đĩ phần cịn lại của chính dịch chiết này sau khi chiết bằng ether dầu hoả cho hoạt tính mạnh nhất nhưng khơng độc với tế bào vero. Đáng chú ý, khi xử lý các dịch chiết này bằng Pb(OAc)4 sẽ thu được các phân đoạn tương ứng cĩ hoạt tính cao hơn với giá trị MIC cĩ thể đạt đến 8 µg/mL [91].Tương tự, dịch chiết chloroform của rễ cây U. afzelii cũng cĩ tác dụng ức chế đối với chủng này với các giá trị
21
MIC, IC50, SI lần lượt là 87,5, 51,69, 0,59 µg/mL [79]. Các nghiên cứu mới đây của Varghese đã chứng minh các dịch chiết ether dầu hỏa, methanol của lá cây
U. narum cĩ tác dụng ức chế với nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh ở người trong khi dịch chiết nước khơng cĩ hoạt tính (Bảng 1.4, Bảng 1.5) [168].
Bảng 1.4. Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết ether dầu hỏa từ lá U. narum
Chủng vi khuẩn IZD (mm) 50 µg 100 µg 200 µg Staphylococcus 18 ± 0,1 20 ± 0,57 22 ± 0,4 Escherichia 21,5 ± 0,4 34 ± 0,10 38 ± 0,4 Klebsiella 20 ± 0,1 20 ± 0,4 24 ± 0,4 Enterobacter 20 ± 0,5 20 ± 0,8 30 ± 0,4 Serratia − − − Proteus 14 ± 0,6 25 ± 0,8 30 ± 0,8
Bảng 1.5. Hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết methanol từ lá U. narum
Chủng vi khuẩn IZD (mm) 50 µg 100 µg 200 µg Staphylococcus 18 ± 0,4 16 ± 0,1 27 ± 0,50 Escherichia 18 ± 0,4 19 ± 0,1 20 ± 0,50 Klebsiella − − 19 ± 0,10 Enterobacter − − − Serratia − − 15 ± 0,10 Proteus 16 ± 0,4 17 ± 0,4 18 ± 0,45
Năm 2006, hoạt tính kháng nấm của (±)-schefflone (256) từ lồi U. scheffleri được thử nghiệm trên các chủng nấm Fusarium solani, Botryodiplodia theobromae, Asperillus niger và Asperillus flavus bởi Odebode và cộng sự. Theo đĩ, giá trị MIC của (±)-schefflone (256) được xác định là 250 ppm (theo phương pháp đo lường bán kính phát triển), 200 ppm (theo phương pháp đo lường khối lượng nấm khơ). Ở nồng độ 1000 ppm, giá trị % ức chế tối thiểu của hợp chất này là 44,3%. Các thử nghiệm cũng cho thấy (±)-schefflone (256) cĩ tác dụng ức chế mạnh nhất đối với chủng F. solani [116].
1.2.3.3. Hoạt tính kháng ký sinh trùng
Từ rất sớm, các nhà khoa học đã biết đến hoạt tính kháng trùng sốt rét của hợp chất ()-pipoxide (174). Khi thử nghiệm trên chủng Plasmodium falciparum,
22
hợp chất này thể hiện tác dụng ức chế nhẹ (IC50 = 12,5 µg/mL) [112]. Đặc biệt, các nghiên cứu cĩ tính hệ thống của Nkunya và cộng sự đã gĩp phần phát hiện hoạt tính kháng sốt rét của nhiều cây thuốc ở Tanzania. Cụ thể, dịch chiết ether dầu hỏa, dichloromethane và methanol của 9 lồi Uvaria (U. dependens, U. faulknerae, U. kirkii, U. leptocladon, U lucida ssp. lucida, Uvaria sp., U. pandensis, U. scheffleri và U. tanzaniae) và 17 hợp chất được phân lập từ các dịch chiết này được thử nghiệm trên chủng K1 kháng đa thuốc của P. falciparum
(the multidrug resistant K1). Kết quả cho thấy, giá trị IC50 của các dịch chiết trong khoảng 5–500 µg/mL. Trong đĩ, các dịch chiết từ cành và rễ của U. lucida
ssp. lucida, Uvaria. sp. và dịch chiết từ rễ của U. scheffleri cĩ tác dụng tốt nhất với giá trị IC50 trong khoảng 5–9 µg/mL. Ngồi ra, trong các chất tinh khiết được thử nghiệm, (8′,9′-dihydroxy)-3-farnesylindol (65), uvaretin (89), diuvaretin (98) cho hoạt tính tốt nhất với giá trị IC50 lần lượt là 2,86, 3,49 và 4,20 µg/mL [111].
Các nghiên cứu năm 2006 của Okokon và cộng sự đã chỉ ra hoạt tính chống sốt rét trên in vivo của dịch chiết ethanol từ lồi U. chamae thu hái ở miền nam Nigieria. Cụ thể là, dịch chiết lồi U. chamae ở liều 300–900 mg/kg/ngày cĩ tác dụng chống sốt rét trên mơ hình chuột được gây nhiễm trùng bằng P. berghei berghei ở cả giai đoạn sớm và giai đoạn nhiễm trùng thiết lập với thời gian tồn tại trung bình của chuột được quan sát tại liều 900 mg/kg/ngày tương đương với đối chứng dương chloroquine tại liều 5 mg/kg/ngày [118].
Ngồi ra, hợp chất klaivanolide (281) được phát hiện cĩ tác dụng ức chế đối với sinh vật đơn bào ký sinh gây ra bệnh nhiệt đen ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Theo đĩ, klaivanolide (281) thể hiện khả năng ức chế mạnh và chọn lọc trên in vitro đối với dạng nhạy cảm và dạng kháng thuốc của chủng
Leishmania donovani với giá trị IC50 tương ứng là 1,75, 3,12 µM và chủng
Trypanosoma brucei brucei GVR 35 với giá trị MEC là 33,24 µM [12]. Tương tự, hợp chất grandiuvarone A (291) từ lồi U. grandiflora cho thấy tác dụng ức chế chủng L. donovani với IC50/IC90 là 0,7/1,5 µg/mL so với 1,6/6,6, 0,17/0,34 µg/mL của các chứng dương pentamidine và amphotericin B tương ứng [17]. Bên cạnh đĩ, các hợp chất demethoxymatteucinol (107) và afzeliindanone (295)
23
cũng cĩ tác dụng ức chế chủng L. donovani, L. major và T. brucei brucei với giá trị IC50, LC100 được cho ở Bảng 1.6 [121].
Bảng 1.6. Hoạt tính kháng ký sinh trùng của demethoxymatteucinol (107) và afzeliindanone (295)
Hợp chất IC50 (µg/mL) LC100 (µg/mL)
L. donovani L. major T. brucei brucei
Demethoxymatteucinol (107) 2.2 25
Afzeliindanone (295) 10,5 25 < 100
1.2.3.4. Hoạt tính kháng virut
Năm 1997, các nhà khoa học Mỹ cơng bố một phát minh quan trọng mơ tả quá trình tinh chế dịch chiết từ lồi U. brevistipitata để điều trị cho bệnh nhân nhiễm HIV và đã thu được kết quả rất ấn tượng. Cụ thể, dịch chiết sau khi tinh chế được bảo quản 6 tháng trong điều kiện nghiêm ngặt. Các thử nghiệm in vitro
cho thấy dịch chiết khơng gây độc tế bào tại liều kháng virut HIV-IIB. Tác dụng kháng virut được quan sát tại các nồng độ 0,7, 1,4, 2,0 và 3,0 mg/mL. Hơn nữa, khi thử tác dụng kháng enzyme phiên mã ngược của HIV, dịch chiết thể hiện hoạt tính ức chế đến 96,7%. Đặc biệt, các thử nghiệm lâm sàng trên 268 bệnh nhân HIV ở châu Phi trong vịng 6 tháng đã chỉ ra sự thuyên giảm triệu chứng bệnh của hơn 60% trường hợp [22].
1.2.3.5. Hoạt tính kháng viêm
Năm 2013, các nhà khoa học Thái Lan đã tiến hành thử nghiệm tác dụng