4.1. Hoạt tính của họ Thủy tiên 4.1.1. Hoạt tính chung
Các cây thuộc họ Thủy Tiên có củ chứa rất nhiều alkaloid. Những alkaloid này có cả những chất có lợi và có hại cho con người. Các chất chiết suất từ họ thực vật này ở Nam Phi có chữa những chất alkaloid độc, khi uống vào cơ thể gây ảo giác, thậm trí dùng quá liều 1 lượng nhỏ cũng có thể gây ra tử vong.
Những cây thuộc họ Thủy Tiên đã được sử dụng làm thuốc từ hàng nghìn năm, những người Hy Lạp cổ đại đã biết giá trị chữa bệnh của chúng. Các chất chiết suất từ củ của cây họ này đã được nghiên cứu hoạt tính khoảng gần 200 năm. Lycorine là alkaloid đầu tiên được cô lập và đã được nghiên cứu với hoạt tính chống ung thư.
Trong hai thập kỷ qua thì các hợp chất lycoricidine (2), narciclasine (3),
pancratistatin (5), và 7-deoxypancratistatin (4) đã được phân lập kiểm chứng thấy hoạt động chống ung thư và tổng hợp bởi một nhóm nghiên cứu. Cấu trúc hóa học, hoạt tính sinh học, cũng như phương thức tổng hợp các ankaloid của họ Amaryllidaceae đã từng được nghiên cứu nhiều. Cho tới nay thì các alkaloid này chỉ có sẵn trong tự nhiên với số lượng nhỏ, tương lai nó sẽ đóng vai trò là nguồn chủ yếu chữa ung thư. Cô lập với số lượng lớn các alkaloid này là không thực tế.
Ngoài ra cũng có trường hợp cho việc tổng hợp hoặc bán tổng hợp các alkaloid này, dẫn xuất của chúng và các tiền chất tiềm năng. Một số alkaloid độc cũng thể hiện khả năng chống glycosidic (kháng virut) do có sự giống nhau giữa hợp chất oxi hóa của chúng với các loại đường tự nhiên. Sau đây là quá trình tổng hợp narciclasine, ent-7-deoxypancratistatin bằng ba phương pháp tiếp cận khác nhau. Tất cả đều tổng hợp bắt đầu từ các biooxidation của một hợp chất thơm.
Nghiên cứu về các alkaloid của họ Thủy tiên bắt đầu từ năm 1877 với sự phân lập được Lycorine 7 từ Narcissius pseudonarcissus, kể từ đó nhóm hợp chất tự nhiên này càng hấp dẫn bởi hoạt tính chống ung thư và kháng virut. Cho đến nay có khoảng 150 loài cây của họ này thuộc vào 36 chi được khảo sát về alkaloid.
Cấu trúc của các alkaloid họ Thủy tiên tuy khác nhau nhưng đều bắt nguồn từ 3 nhân cơ bản đó là:
•N-(3,4- dioxybenzyl)- 4oxy-phenetylamin
•Pyrrolo [d,e] phenanthridin
•5, 10b- etanophenanthridin
Bằng cách biến đổi các nhân này nhờ oxi hóa, dehidro hóa, dehidrat hóa, đóng vòng, metyl hóa ở O- và N-, cộng hợp và tách loại mà các kiểu alkaloid khác nhau được hình thành.
4.1.2. Một số ankaloid đã được phân lập
Một số alkaloid được tìm thấy trong chi Bạch trinh như: Tazettine, Lycorine, Pseudolycorine, Adenosine, Amisine, Pancratistatine, Narciclasine.
Hợp chất Pancratistatin phân lập được từ Hymenocallis littoralis có khả năng gây chết tế bào của khối u ác tính ở người [14]. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng Pancratistatin có hiệu quả gây chết tế bào của vài loại ung thư. Người ta đánh giá hiệu quả của Pancratistatin thuộc ngoại vi của tế bào máu đơn nhân từ 15 bệnh nhân mới bị bệnh bạch cầu đến những bệnh nhân có sự quan thiệp của phương pháp chuẩn đoán lâm sàng. Kết quả Pancratistatin gây chết tế bào ung thư bạch cầu [15].
Trong suốt quá trình nghiên cứu hạn chế sự sao chép nghịch đảo của virut HIV, gây độc tế bào và chống sốt rét của các hợp chất từ thực vật, alkaloid chiết xuất từ loài Hymenocallis littoralis có khả năng gây độc tế bào. Littoraline 8 có khả năng kìm hãm sự sao chép nghịch đảo của HIV, Lycorine 7 và Haemanthamine 9 có khả năng gây độc tế bào [16].
7 Lycorine 8 Littoraline
10 Tazettine. 9 Haemanthamine
23 dẫn xuất Lycorine và các hợp chất tự nhiên có cấu trúc liên quan đến Lycorine đã được kiểm tra về khả năng của chúng trong việc hạn chế sinh tổng hợp vitamin C ( acid ascorbic) trong của khoai tây [17].
Lycorine 7 được nói là kìm hãm quá trình tổng hợp protein và DNA ở tế bào của chuột và trong thí nghiệm phát triển cấy ghép khối u xưng cổ trướng ở chuôt. Trong thí nghiệm Lycorine có khả năng làm giảm tế bào ung thư.
Lycorine- 1- O- glucoside có khả năng là một tác nhân kích thích miễn dịch.
Lycorine có tác dụng kìm hãm sự phát triển và phân chia tế bào ở thực vật bậc cao, tảo và men. Lycorine-1-O-glucoside còn có khả năng kích thích rễ cây phát triển. Lycorine có khả năng chấm dứt sự tổng hợp các virut bại liệt, tiền thân của virut bại liệt và men polipepted và có khả năng chống virut. Lycorine còn kìm hãm sự tổng hợp protein trong tế bào nhân điển hình bằng cách cản trở tạo thành liên kết peptid. Các alkaloid cũng có hoạt tính tương tự là Dihydrolycorine, Pseudolycorine, Narciclasin, Haemanthamine và Pretazettine. Các Alkaloid này làm ngừng sự phát triển của tế bào Hela, ngăn chặn sự tổng hợp của tế bào cổ trướng, làm chậm sự tổng hợp DNA [18].
Hippadine 11 gây ra sự kìm hãm thuận nghịch đối với khả năng sinh sản của chuột đực [18].
11 Hippadine. 12 Galanthamine
Tính chất giảm đau của các alkaloid họ Thủy tiên được cho là có sự tương tự giữa khung của nó với khung của morphine và codeine. Các alkaloid thuộc nhóm pyrrolo[de]phenanthridine như galanthine, nhóm lycorenine và pretazettine có tính ưu việt hơn các alkaloid nhóm dibenzofuran như galanthamine 12 và nhóm 5, 10b-ethanophenanthridine và ít độc hơn [18].
Những nghiên cứu sớm đã chỉ ra rằng một số alkaloid có khả năng làm giảm huyết áp tạm thời . Sau đó các nhà nghiên cứu đã không tiết lộ tầm quan trọng trọng của sự ảnh hưởng tới huyết áp của các Amaryllidaceae alkaloid.
Tuy nhiên , (+)- narwedine, galanthamine, epi- galanthamine có tác dụng lên hiệu quả làm giảm huyết áp ở chuột. Điều thú vị là người ta còn chỉ ra khả năng kháng emzym cholinesteraza của galanthamine, nó có khả năng khuếch đại hệ thần kinh tốt hơn epi- galanthamine là một chất khác có tác dụng dược lý rất đáng chú ý [18].
Quercetin- 3- O- glucoside 6 là một flavonoid được phân lập từ họ Thủy tiên có khả năng gây độc tế bào, gây độc thực vật, chống vi trùng và tác dụng chống oxy hóa [19].
Các hợp chất Narciclasine 13, Lycoricidine 14, Pancratistatine là các Isocarbostyril Alkaloids của loài Narcissus có tiềm năng gây độc tế bào ung thư và có hoạt tính chống ung thư in vivo với chuột M-5076 và bệnh bạch cầu P388 [20].
13 Narciclasine 14 Lycoricidine 4.2. Hoạt tính của cây Bạch trinh biển
4.2.1. Hoạt tính chung
Chi Bạch trinh được nghiên cứu lần đầu tiên vào năm 1920 và cho kết quả là phân lập được hợp chất lycorine. Mặc dù có một loạt các tác động sinh học kèm theo các ankaloid của chi này nhưng nó vẫn chưa được khoa học quan tâm cho đến năm 1993 khi Pancratium littorale Jacq phân lập được ankaloid pancratistatin có hoạt tính chống ung thư.
Từ lâu,trong dân gian, dịch chiết từ lá cây Trinh nữ hoàng cung (Crinum latifolium ) –một loài thuộc họ Amaryllidaceae với Bạch trinh biển- đã được sư dụng để chữa ung thư dạ dày,ung thư tử cung và ung thư tuyến tiền liệt. Theo những khảo sát gần đây, dịch chiết này giàu các ankaloid có khả năng gây độc tế bào và ức chế khả năng phát triển của các tế bào ung thư.
Khi nghiên cưu về các ankaloid chiết xuất từ loài H.littoralis ,Long-ze Lin cùng các cộng sự tại Trường Đại học Illinois đã phát hiện ra rằng dịch chiết từ thân hành của loài này có hoạt tính sinh học cao đặc biệt là khả năng gây độc tế bào,trị sốt rét và ưc chế quá trình sao chép của virus HIV.[3]
Cũng trong thời gian trên, G.Pettit cùng các cộng sự ở trường Đại học Arizona với sự giúp đỡ của NCI đã tiến hành nghiên cứu độc lập và chỉ ra rằng:
dịch chiết phần thân hành từ cây H.littoralis có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư mạnh. Bởi vậy một số hợp chất được chiết xuất từ H.littoralis như Pancratistatin, Lycoridine, Narcislasine và các dẫn xuất bán tổng hợp của chúng đang được nghiên cứu để sử dụng làm thuốc chữa ung thư.
[4].Nghiên cứu sâu về hoạt tính chữa ung thư, năm 2008 các nhà khoa học ở Bỉ
đã tiến hành thử in Vitro các hoạt tính này.Kết quả thu được khá lạc quan khi các hợp chất tự nhiên như Pancratistatin, Lycoridine, Narcislasine có hoạt tính mạnh đối với các dòng tế bào thử trong khi các hợp chất bán tổng hợp lại có hoạt tính rất cao,hơn hẳn các loại thuốc chữa Ung thư đang dùng như Cis- platin,Doxorubicin.[5]
Comp ounds
Cancer Cell Lines Leu
kem ia P38 8
Pan cre as BX PC
B re as t M C F- 7
C N S S F 2 6 8
L u n g - N S C
Col on KM 20L 2
Pr ost ate Du - 14 5
Narcic lasine
0.04 2
0.0 11
0.
0 1 0
0.
0 1 0
0 . 0 2 7
0.0 11
0.0 11
Lycori cidine
0.06 5
0.2 4
0.
1 6
0.
4 1
0 . 1 8
0.2 9
0.1 7
Pancra tistatin
0.05 2
0.0 61
0.
0 7 1
0.
0 4 3
0 . 0 9 8
0.0 77
0.0 49
Trans- dihydr o Narcic lasine
0.00 78
0.0 39
0.
0 1 7
0.
0 6 5
0 . 0 3 0
0.0 49
0.0 21
Trans- dihydr o Lycori cidine
0.09 9
0.1 6
0.
1 2
0.
2
. 0 . 1 5
0.1 7
0.1 4
Bảng 1: Bảng giỏ trị IC50(àM) cỏc ankaloid chiết xuất từ H.littoralis
Sau những tín hiệu khả quan của kết quả thử in vitro một sô dòng tế bào ung thư,một số hợp chất đã được đem đi thử in vivo và các độc tính bán trường diễn và trường diễn.Pancratistatin và Narciclasine là 2 hợp chất cho kết quả tôt nhất.Tuynhiên các hợp chất này lại kém tan trong nước bởi vậy sẽ gây khó khăn trong các trường hợp dùng để tiêm tĩnh mạch.Đặc tính này có thể tăng lên trong các dung môi hữu cơ như Dimethylformamide, dimethylsulfoxide hay các rượu mạch thẳng ít cacbon như MeOH,EtOH nhưng khi đó sẽ làm giảm hoạt tính của thuốc và xuất hiện thêm các tính chất không mong đợi.Do đó xu hướng ngày nay đang là bán tổng hợp các dẫn xuất dễ tan hơn của chúng và có hoạt tính mạnh hơn để làm thuốc điều trị ung thư.Trong thời gian gần đây Pancratistatin và Narciclasine đang được sư dụng như là các hợp chất “tiền thuốc’’ và thu hút sự quan tâm ,nghiên cứu của thế giơi.
Ngoài các hoạt tính tuyệt vời kể trên,năm 2008,Khi nghiên cứu về thành phần hóa học của dịch chiết từ hoa H.littoralis các nhà khoa học Ai Cập mà đứng đầu là Shawky Eman đã phát hiện ra hoạt tính kháng khuẩn đối với một số dòng vi khuẩn gram (+) như Staphylococcus aureus và gram(-) như Pseudomonas
aeruginosa.Hoạt tính này còn cao hơn so với một số thuốc kháng sinh,kháng khuẩn đang dùng như Cephalosporin, Ciprofloxacine.
4.2.2. Một số ankaloid đã được phân lập
Trong quá trình phân tích các hợp chất có trong củ của cây Bạch trinh biển, người ta phân lập được Lycorine (1) , hippeastrine (2) , 11 – hydroxyvittatine (3) , và (+)-8-O-demethylmaritidine (4) . Ngoài ra, hai chất flavonoid nổi tiếng được phân lập từ những bông hoa của cây này là : quercetin 3'-O-glucoside (5) và rutin (6).
N O
O
OH OH H
9 10a
6a 5
3
Dịch chiết ether của H. littoralis cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đối với Staphylococcus aureus Gram dương và Gram âm, Pseudomonas aeruginosa, nhưng không có hoạt động chống lại Escherichia coli và Candida albicans ( Bảng 3 ). Tương ứng với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) giá trị là 15,6 và 62,5 mg / ml (S. aureus), và 250 và 500 mg / ml (P. aeruginosa), tương ứng, DMF và ampicillin làm kiểm soát tiêu cực và tích cực, tương ứng.