1.3.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Khác với lectin từ thực vật bậc cao, cho đến nay, việc nghiên cứu lectin từ rong biển ở Việt Nam vẫn còn rất hạn chế. Chỉ có một số ít nghiên cứu được thực hiện bởi
Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, Khánh Hòa. Từ năm 2008 cho đến nay, các công trình nghiên cứu tại Viện này đã khảo sát được hơn 80 loài rong biển khác nhau, thuộc 3 ngành gồm: rong đỏ, rong nâu và rong xanh. Kết quả cho thấy hầu hết các loài rong biển sử dụng trong nghiên cứu đều có khả năng gây ngưng kết với ít nhất một loại hồng cầu từ động vật như: thỏ, cừu, gà, ngựa và 3 nhóm máu A, B, O của người. Một số tính chất hóa sinh như: liên kết carbohydrate, khoảng pH hoạt động, nhiệt độ hay khả năng ứng dụng của các lectin này cũng đang được nghiên cứu [22].
Nhóm tác giả Lê Đình Hùng và cộng sự năm 2009 đã nghiên cứ ảnh hưởng của các yếu tố môi trường nuôi trồng đến hoạt tính đông tụ máu của lectin chiết từ rong
Kappaphycus alvarezii. Kết quả chỉ ra rằng các yếu tố môi trường gồm: nhiệt độ, độ
muối, pH, chất dinh dưỡng và cường độ ánh sáng đóng một vai trò quan trọng quyết định hàm lượng và hoạt tính của lectin từ loại rong Kappaphycus alvarezii. Để nhận được một dịch chiết lectin từ rong Kappaphycus alvarezii có hàm lượng và hoạt tính cao, các điều kiện nuôi trồng như sau: chất dinh dưỡng NH4Cl, KH2PO4 hoặc dạng KNO3 + KH2PO4, pH = 8,1 - 8,3, độ muối 33 - 34‰, nhiệt độ 28 ± 0,5oC và cường độ ánh sáng 10.000 - 15.000 lux. Với những kết quả đạt được, rong Kappaphycus
alvarezii đã quy hoạch trồng ở một số ao, đầm ở các tỉnh phía Nam. Hàm lượng lectin
của ba giống rong Kappaphycus alvarezii có thể đạt giá trị cao hoặc thấp tùy thuộc vào những giai đoạn phát triển khác nhau trong năm [21].
Trong một nghiên cứu khác được thực hiện năm 2009, Lê Đình Hùng và Kanji Hori đã tinh sạch và bước đầu đặc trưng hóa lectin từ loại rong đỏ Kappaphycus alvarezii bằng kỹ thuật lọc gel và sắc ký trao đổi ion. Kết quả đã tách được ba loại lectin từ phần chiết 80% ethanol, gồm: KAA-1, KAA-2 và KAA-3 với hàm lượng tương ứng là 42,2; 31,8 và 30,2 µg/g rong tươi. Những lectin này có khối lượng phân tử trung bình 28 kDa. KAA-1 và KAA-2 là những protein không có phần carbohydrate và hầu như chứa chuỗi gồm 20 axit amin và chỉ khác nhau điểm đẳng điện. Hoạt tính hemagglutination của các lectin này bị ức chế mạnh bởi glycoprotein mang N-glycan cao như: porcine thyroglobulin và mannan của nấm men. Hoạt tính của ba lectin tách chiết được không bị ảnh hưởng bởi EDTA, ổn định trong phạm vi pH từ 3 đến 10 và không thay đổi hoạt tính ở 50oC trong 30 phút [21].
Lê Đình Hùng và cộng sự năm 2011 đã nghiên cứu tách lecitn từ loại rong đỏ có giá trị kinh tế là Kappaphycus striatum trồng tại Vịnh Cam Ranh, Khánh Hòa. Kết quả cho thấy lectin từ loại rong này có tính chất tương tự nhau đối với hoạt tính ngưng kết máu, đặc tính liên kết carbohydrate và có khối lượng phân tử khoảng 28 kDa. Hoạt tính ngưng kết máu bị ức chế mạnh bởi glycoprotein và không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của EDTA hoặc các cation hóa trị II. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng lectin tách chiết từ loại rong trên ổn định trong khoảng pH từ 3 đến 10 và không thay đổi hoạt tính ở 60oC trong 30 phút [23].
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới với chiều dài bờ biển khoảng 3.260 km. Từ năm 1993 - 1998 với khoảng 1.000 mẫu được dự đoán, Huỳnh Quang Năng và cộng sự đã xác định được 639 mẫu bao gồm 151 mẫu rong xanh, 269 mẫu rong đỏ, 143 mẫu rong nâu và 76 mẫu rong lam [21]. Thêm vào đó, rong đỏ thuộc chi Eucheuma
và Kappaphycus đã và đang được nuôi trồng rộng rãi ở nước ta từ năm 1993. Cho đến nay
diện tích nuôi trồng và sản lượng rong Kappaphucus alvarezii,K. striatumn và Eucheuma
denticulatumin ở nước ta đã không ngừng tăng lên với diện tích nuôi trồng hơn 700 hecta
và sản lượng khoảng 2.000 tấn rong khô. Các rong này đóng góp không chỉ như là nguồn carrageenan mà còn là nguồn nguyên liệu để nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học giá trị cho sử dụng trong hóa sinh và y sinh. Trong kết quả sàng lọc hemagglutinin từ rong biển Việt nam, Lê Đình Hùng và cộng sự đã phát hiện hoạt tính ngưng kết hồng cầu mạnh của các dịch chiết từ rong đỏ K. alvarezii, K. striatum và Eucheuma denticulatum. Để góp phần cung cấp lectin, sự thay đổi theo mùa trong hàm lượng lectin của rong K.
alvarezii được nuôi trồng cũng đã được khảo sát xuyên suốt năm. Thêm vào đó, các lectin
từ K. alvarezii cũng đã được tinh chế để đánh giá các tính chất hóa sinh và hàm lượng của
chúng. Các kết quả cho thấy rằng rong đỏ carrageenophyte đang được nuôi trồng ở nước ta sẽ là nguồn nguyên liệu hứa hẹn để nghiên cứu và sản xuất lectin phục vụ cho hóa sinh và y sinh [21].
1.3.1.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Công trình khoa học đầu tiên về lectin từ rong biển là của Boyd và cộng sự [11]. Những tác giả này đã phát hiện rong biển cũng có khả năng gây ngưng kết tế bào hồng cầu ở người. Kể từ đó, có rất nhiều công trình công bố sự có mặt của lectin trong
rong biển. Hori vào năm 1988 đã khảo sát hoạt tính NKHC của 31 loài rong biển trên hồng cầu người và động vật. Kết quả cho thấy hoạt tính NKHC đóng một vai trò quan trọng trong chức năng sinh lý của tế bào rong biển. Hoạt tính này có thể tồn tại ở nhiều loài rong biển khác nhau [20]. Tại Tây Ban Nha, Fábregas được xem là một trong những người tiên phong trong việc nghiên cứu lectin từ rong biển. Từ năm 1985 đến năm 1992, ông và cộng sự đã khảo sát sự có mặt của lectin ở hơn 90 loài rong biển thuộc 3 dòng rong: rong đỏ, rong nâu và rong lục. Trong đó, hoạt tính NKHC từ rong đỏ là phổ biến nhất [22, 16].
Những năm gần đây, nghiên cứu về lectin từ rong biển đang được khảo sát ở nhiều địa điểm khác nhau trên thế giới với quy mô ngày càng lớn hơn, từ Nam Mỹ, Châu Âu, Châu Á cho đến các vùng Nam cực. Hơn nữa, không chỉ dừng lại ở việc khảo sát sự có mặt của lectin trong rong biển mà những tính chất cơ bản của nó cũng đã được chú tâm đến [17, 9]. Tuy nhiên, cho đến nay số lượng lectin được tinh sạch cũng như khảo sát đặc tính hóa sinh vẫn còn rất khiêm tốn, đặc biệt là khi so sánh với lectin từ thực vật bậc cao [22]. Hầu hết trong số đó là các lectin từ rong biển mà chủ yếu là ở một số dòng rong đỏ như: Bryothamnion seaforthii, B. triquetrum, Solieria
filiformis, Pterocladiella capillacea. Trong số đó, có một vài lectin từ dòng rong đỏ đã
được làm sáng tỏ về cấu trúc bậc 1 như: H. japonicavà Vidalia obtusiloba [15, 40]. Các nghiên cứu về đặc tính của lectin từ rong biển đã cho thấy rằng lectin từ rong biển có thể là một nhóm lectin mới, bởi vì nhiều lectin đã có một số đặc điểm chung như khối lượng phân tử thấp, tồn tại ở dạng monome, bền nhiệt và hoạt tính không phụ thuộc vào cation hóa trị II, và không có ái lực với các đường đơn nhưng có ái lực mạnh với các glycoprotein, đặc biệt là các glycoprotein trên bề mặt tế bào hoặc trên lớp vỏ của virus [19, 21]. So với lectin từ thực vật trên cạn, chỉ có một ít công bố về hoạt tính sinh học của lectin từ rong biển như hoạt tính dính kết tế bào khối u FM3A của chuột, hoạt tính kháng vi khuẩn streptococci in vitro, hoạt tính phân bào trong cả hai lympho bào người và chuột của các lectin từ Carpopeltis flabellata,
Solieria robusta, Eucheuma amakusaensis và E. cottonii [26] hoặc lectin hypnin A từ
rong đỏ Hypnea japonica đã nhận biếtđặc hiệu lõi fucose (α1-6) mà nó là chất chỉ thị quan trọng để nhận biết ung thư gan và tụy, lectin GRFT từ Griffithsia sp. là chất ức chế mạnh cho sự nhân đôi của virus HIV, lectin ESA-2 từ Eucheuma serra có đặc tính
nghiêm ngặt cho N-glycan dạng high-mannose và đã cho thấy hoạt tính kháng HIV mạnh và các hoạt tính sinh học khác như phân bào [37] và kháng các chất gây ung thư [43], các lectin từ rong đỏ Bryothamnion triquetrum (BTL) và Bryothamnion seaforthii (BSL) đã được dùng để phân biệt sự biến đổi của tế bào ung thư ruột kết tràng của người, lectin KAA-2 từ Kappaphycus alvarezii đã cho xem hoạt tính ức chế mạnh sự lây nhiễm của các dòng virus cúm (H1N1 và H3N2) với nồng độ nanomol, và lectin BCA từ rong lục Boodlea coacta cũng đã cho thấy hoạt tính mạnh kháng lại virus HIV và virus cúm H1N1 với nồng độ nanomol. Thêm vào đó, lectin từ các vi tảo (microalgae) như CV-N từ Nostoc ellipsosporum, SVN từ Scytonema varium, MVL từ
Microcystis viridis, và OAA từ Oscillatoria agardhii cũng đã cho thấy hoạt tính mạnh
kháng virus HIV và các virus khác [37]. Tuy nhiên, hầu hết các lectin từ vi tảo kháng virus đã được thông báo cho đến ngày hôm nay đều được nhận từ các mẫu tảo không được nuôi trồng và các vi tảo độc chứa microcystin, mà nó sẽ làm giới hạn việc sử dụng chúng. Cho đến nay, chỉ có 11 trình tự acid amino đầy đủ của lectin từ rong biển đã được công bố bao gồm 6 trình tự từ rong đỏ Bryothamnion triquetrum [12], Hypnea
japonica, H. cervicornis và H. Musciformis, Griffithsia sp, Eucheuma serra, và 5 trình
tự từ rong lục Enteromorpha prolifera, Ulva pertusa, Boodlea coacta, Bryopsis (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
plumosa và Codium barbatum [24].
Những kết quả nghiên cứu của nước ngoài về lectin nguồn gốc từ rong biển cho thấy rằng lectin từ rong biển, mà đặc biệt là rong đỏ, là nguồn nguyên liệu hữu ích để sử dụng trong các nghiên cứu hóa sinh và y sinh trong giai đoạn sắp tới [22].
Từ những kết quả tổng quan nghiên cứu lectin từ rong biển trong và ngoài nước có thể đi đến một số kết luận như sau:
Nghiên cứu lectin từ rong biển chưa được công bố nhiều, đặc biệt nghiên cứu lectin từ loài Eucheuma denticulatum, một đối tượng quan trọng và đầy tiềm năng để nuôi trồng ở quy mô công nghiệp. Vì vậy, hướng nghiên cứu lectin từ loại rong này có ý nghĩa rất thiết thực.