Theo nghiên cứu của các nhà khoa học chuyên ngành, Lâm Đồng là vùng đất hiếm hoi của Việt Nam mà cả Châu Á còn sót lại quần thể thông đỏ vô cùng quý hiếm. Từ lá thông đỏ có thể chiết xuất ra hai hoạt chất taxol và 10-DAB III để làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi, xử lý hắc tố… Tuy nhiên trong tự nhiên, quần thể thông đỏ của Lâm Đồng đang bị đe dọa một cách nghiêm trọng
Các nhà khoa học đã nghiên cứu được 49 dòng thông đỏ tự nhiên, và qua đó chọn lọc được chín loài thông đỏ cho hàm lượng hoạt chất 10-DAB III và taxol cao.
Đặc biệt vào năm 1994, một số nhà khoa học trên thế giới đã tìm thấy các hợp chất để chữa trị bệnh ung thư từ thông đỏ. Cụ thể, Taxol chiết xuất từ vỏ các loài T. Trevifolia, T. Cuspidata, T. Yunnanensis, T. Baccata và T. Wallichiana,… đều có chất lượng và hiệu suất cao, được dùng để “chữa trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư đầu, cổ và có triển vọng sử lý hắc tố (melanomas)”…
Hai dược phẩm được sử dụng nhiều và hiệu quả nhất trong điều trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi là Taxol và Taxotere, cả hai hoạt chất này đều được chiết xuất từ vỏ và lá cây thông đỏ.
Thuốc Taxol được bào chế từ chất Paclitaxel, và thuốc Taxotere được bào chế từ chất Docetaxel. Hai dược chất này đều có chung nguồn gốc và dược liệu, được chiết xuất từ cây thông đỏ (Taxus Wallichiana). Thông thường 1kg lá thông đỏ chiết xuất được 20mg Taxol và giá 1mg Taxol trên thị trường thế giới hiện nay là 4,87 USD. Để có một liều thuốc trị bệnh ung thư người ta cần khoảng 1kg Taxol, cần không dưới 7.000kg vỏ thông đỏ. Nghĩa là để có một liều thuốc trị bệnh ung thư
được bào chế cần phải có khoảng 6 cây thông đỏ trưởng thành. Như vậy toàn bộ rừng thông đỏ của Việt Nam nếu được dùng làm nguyên liệu cũng chỉ đủ điều chế trên 10 liều thuốc chữa trị bệnh ung thư. Với sự phát triển của Công nghệ Sinh học, đặc biệt là lĩnh vực nuôi cấy mô và tế bào thực vật để thu nhận các hợp chất thứ cấp, đã có nhiều nghiên cứu sản xuất Taxol bằng con đường sinh học.
Để sản xuất các hợp chất taxol trước đây chỉ có thể tổng hợp bằng con đường bán tổng hợp hữu cơ thì nay có thể sản xuất bằng một phương pháp rẽ tiền và không hại môi trường bằng các enzyme trong các cây thông đỏ Thái Bình Dương.
Công thức hóa học của Taxol
Các phương pháp tổng hợp trong ngành công nghiệp hóa chất rất đắt để tổng hợp từ một hỗn hợp các thành phần. Các trở ngại chính là tách chiết các sản phẩm thiên nhiên từ thực vật, do tiêu tốn nhiều dung môi hữu cơ và đòi hỏi nhiều kỹ thuật phân tách.
Nay các nhà khoa học đã tìm thấy con đường sinh học là sử dụng enzyme của cây thông đỏ để thay đổi các chất trung gian trong con đường chuyển hóa Taxol, enzyme này có nhiều ở cây thông để sản xuất số lượng lớn hợp chất thứ cấp dùng làm thuốc.
Cuối cùng thì các nhà khoa học hy vọng có thể dùng các kỹ thuật di truyền ở vi khuẩn để sản xuất Taxol theo con đường tổng hợp sinh học sẽ loại bỏ các bước mà bắt buộc phải che chắn các nhóm hoạt tính trong quá trình tách chiết, kiểm tra tinh lập thể, vùng hoạt tính đối với phương pháp tổng hợp ngày nay.
Quan trọng là các tiền chất hóa học được tạo thành phải được biến đổi hiệu quả để có thể làm nguyên liệu sản xuất thuốc.
Các kỹ thuật di truyền có thể sản xuất các enzyme acyltransferase mong muốn có khả năng chuyển hóa các chất trung gian cao cấp thành baccatin III, các sản phẩm trung gian tự nhiên ở giai đoạn cuối trong con đường chuyển hóa Taxol.
Việc tổng hợp Taxol đòi hỏi khoảng hơn 19 gene acyltransferase để có thể tạo vòng ba và thực hiện 8 bước biến đổi oxy hóa, 5 bước acyl hóa và 11 bước tạo trung tâm lập thể.
Bên cạnh đó có thể sử dụng kỹ thuật vi sinh để các sản xuất Taxol một cách hoàn hảo khi dựa vào một mô hình khoảng 10 gene bao gồm các yếu tố kiểm soát, từ nhiều nguồn khác nhau, đã được tập hợp lại trong vi khuẩn để sản xuất thuốc chống sốt rét arteminisin.
Ngoài ra, các nhà khoa học còn áp dụng kỹ thuật nuôi cấy mô để sản xuất Taxol thao quy trình được trình bày trong sơ đồ 2.3.
Sơ đồ 2.1: Kỹ thuật nuôi cấy thông đỏ
Mẫu thực vật
Xử lý mẫu thực vật
Nuôi cấy tạo thành mô sẹo
Nuôi cấy trong môi trường lỏng
Hình 2.4: Nuôi cấy thông đỏ
Đặc biệt “trong thời gian sắp tới, sẽ tiếp tục tiến hành thử nghiệm hình thức nuôi cấy tế bào thông đỏ dạng bioreactor (lắc lớn) trong môi trường lỏng để có thể tạo nguồn nguyên liệu tách chiết taxol một cách nhanh chống. Cứ 32. 000 lít vừa tế bào vừa dung dịch được nuôi cấy dạng bioreactor sẽ thu được 1kg taxol
Thông đỏ là một nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá chúng ta cần phải có những biện pháp bảo tồn nguồn gen này một cách hợp lý.
Nuôi cấy các thiết bị lên men có dung tích lớn, khuấy đảo liên tục
Ly tâm hoặc lọc
Cần tiến hành đa dạng các phương pháp nuôi cấy tế bào đơn để thu được những sản phẩm thứ cấp có giá trị kinh tế cao và đáp ứng nhu cầu cuộc sống cũng như việc sử dụng taxol để điều trị bệnh ung thư (từ thông đỏ)
Hình 2.5: Thuốc điều trị ung thư từ thông đỏ 2.3. Cây trinh nữ hoàng cung (Crinum latifolium L.)
2.3.1. Phân loại
Giới (regnum) : Plantae
Lớp (class) : Monocotyledoneae Bộ (Order) : Asparagales Họ (family) : Amaryllidaceae Chi (genus) : Crinum
Loài (species) : C. latifolium
2.3.2. Đặc điểm
Là một loại cỏ, thân hành như củ hành tây to, đường kính 10-15cm
Các bẹ lá úp nhau thành một thân giả dài khoảng 10-15cm, có nhiều lá mỏng kéo dài từ 80-100 cm, rộng 5-8 cm, hai bên mép lá lượn sóng. Gân lá song
song, mặt trên lá lỡm thành rãnh, mặt dưới lá có một sống lá nỗi rất rõ, đầu bẹ lá nơi sát đất có màu tím.
Hoa mọc thành tán gồm 6-18 hoa, trên một cán hoa dài 30-60 cm. Cánh hoa có màu trắng có điểm màu tím đỏ, từ thân hành mọc rất nhiều củ con có thể tách ra trồng riêng dễ dàng.
Hình 2.6: Cây trinh nữ hoàng cung
2.3.3. Nguồn gốc và sự phân bố
Trinh nữ hoàng cung có nguồn gốc từ Ấn Độ, được trồng rộng rãi ở các nước vùng Đông Nam Á như: Thái Lan, Lào, Malaixia, Việt Nam và phía Nam Trung Quốc
Trinh nữ hoàng cung sống ở các vùng nhiệt đới (các tỉnh phía Nam), tuy nhiên cũng trồng được ở miền Bắc. Trong ba tháng mùa đông ở miền Bắc loài cây này sẽ bị trụi lá, phần củ được giấu trong đất, cho đến mùa xuân mới ra lá lại.
Có thể trồng ở miền Bắc nhưng sẽ không có lá đều quanh năm.
Hoạt chất chính trong cây trinh nữ hoàng cung gồm có các alkaloid không dị vòng như latisolin và nhiều alkaloid dị vòng. Ngoài ra, rễ và thân rễ cũng chứa 2 glucan A và B.
G.S Ghosal nhà khoa học Ấn Độ đã phân tích thành phần hóa học của cây Trinh nữ hoàng cung giai đoạn 1984-1989 thấy có một số dẫn chất alkaloid có tác dụng chống ung thư. Ông đã phân lập từ cánh hoa Trinh nữ hoàng cung một glucose alkaloid có tên latisolin. Thủy phân bằng enzyme thu được chất aglycon, ghosal, shibnath; phân lập ở thân hành lúc cây đang ra hoa hai chất pratorimin và pratosin là alkaloid pyrrolophennanthridon mới cùng pratorimin, ambelin và lycorin. Năm 1986, ông công bố tìm được dẫn chất alkaloid có tác dụng chống ung thư như crinafolin và crinafolidin, từ dịch chiết ở cánh hoa ông còn tìm được hai alkaloid mới có nhân pyrrolophennanthridin là 2-epilycorin và 2-epipancrassidin.
Ơ Việt Nam, theo Nguyễn Hoàng và cộng sự (1997), cây này có 11 alkaloid và nhiều acid amin và acid hữu cơ. Trần Văn Sung và cộng sự (1997) đã phân lập được từ thân cây này 5 alkaloid, trong đó 2 chất L-lycorin và pratorin được nhận dạng bằng quang phổ. Năm 1988, Võ Thị Bạch Huệ và cộng sự đã phân lập được từ lá 12 alkaloid là crimanidin, 6-hydroxycrinamidin được nhận dạng bằng các phân tích hóa học và quang phổ.
Sau 15 năm nghiên cứu, cho đến nay công trình nghiên cứu khoa học của các nhà khoa học trong và ngoài nước đã chứng minh được trinh nữ hoàng cung có chứa các chất có tác dụng kháng u, từ đó chiết xuất được các chất này để tạo ra một loại thuốc (lấy tên là Crila) điều trị u bướu. Thuốc Crila đã được thử nghiệm lâm sàng trên người và khẳng định tính hiệu của nó.
Sản phẩm Crila là kết quả nghiên cứu của 4 đề tài khoa học cấp bộ, hai dự án sản xuất thử nghiệm cấp bộ và cấp nhà nước cộng với quá trình nghiên cứu nhiều năm ở nước ngoài của TS Nguyễn Thị Ngọc Trâm cùng các cộng sự.
Trong vài mô hình gây u báng sacom, hợp chất chứa cao cây này hạn chế sự phát triển khối u và hạn chế sự di căn tế bào
Một số alkaloid trong cây này có hoạt tính sinh học. Trong thử nghiệm, lycorin làm giảm khả năng sống của tế bào u. Lycorin làm ngừng sự phát triển virus gây bệnh bại liệt, ức chế sự tổng hợp các tiền chất cần cho sự sinh trưởng của virus gây bệnh bại liệt.
Lá trinh nữ hoàng cung để chữa những trường hợp ung thư tử cung, u xơ và ung thư tiền liệt tuyến.
Cách dùng: Ngày uống nước sắc của 3 lá trinh nữ hoàng cung hái tươi thái nhỏ ngắn 1-2cm, sao khô màu hơi vàng, uống luôn 7 ngày, rồi nghỉ 7 ngày, sau đó uống tiếp 7 ngày nữa, lại nghỉ 7 ngày và uống tiếp 7 ngày. Tổng cộng 3 đợt uống là 63 lá, xen kẽ 2 đợt nghỉ uống, mỗi đợt 7 ngày. Nhiều người cũng uống nước sắc trinh nữ hoàng cung như trên cũng thu được kết quả tốt
Hình 2.7: Thuốc điều trị ung thư từ trinh nữ hoàng cung 2.4. Giảo cổ lam (Gynostemma pentaphyllum)
2.4.1. Phân loại
Giới (regnum) : Plantae
Lớp (class) : Angiospermae Bộ (Order) : Cucurbitales Họ (family) : Cucurbitaceae Chi (genus) : Gynostemma
Loài (species) : G. pentaphyllum
2.4.2. Đặc Điểm
Đây là loại cây thân thảo mảnh, leo nhờ tua cuốn đơn ở nách lá. Có cây đực và cây cái riêng biệt
Lá kép hình chân vịt. Cụm hoa hình chùy mang nhiều hoa nhỏ màu trắng, các cánh hoa xòe hình sao, bao phấn dính thành đĩa, bầu có 3 vòi nhụy
Hình 2.6: Cây giảo cổ lam
Hình 2.8: Cây giảo cổ lam
2.4.3. Phân bố
Cây mọc ở độ cao 200-2000m, trong các rừng thưa và ẩm ở Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Indonesia, Triều Tiên và một số nước Châu Á
2.4.4. Tình hình nghiên cứu Giảo Cổ Lam
Giảo cổ lam được phát hiện ở Nhật Bản 1976, phong trào nghiên cứu, tìm kiếm giảo cổ lam sôi sục ở Trung Quốc, Mỹ, Đức, Italia
Một số nghiên cứu về giảo cổ lam
GS. Tan, Liu đã chứng minh giảo cổ lam có tác dụng kìm hãm sự tích tụ tiêu cầu, làm tan cục máu đông, chống huyết khối, tăng cường lưu thông máu lên não
GS. Lin và cộng sự chứng minh giảo cổ lam có tác dụng chống viêm gan, chứng cao huyết áp và chống ung thư. Tác dụng chống viêm của giảo cổ lam mạnh hơn Indomethacin
GS. Wang và cộng sự chứng minh giảo cổ lam kìm hãm sự phát triển của khối u rất mạnh.
TS. Nguyễn Duy Thuấn, Nguyễn Khánh Hòa, Đào Văn Phan cũng đã chứng minh tác dụng hạ đường huyết mạnh của giảo cổ lam và GS-TS Phan Thị Phi Phi cũng đã nghiên cứu tác dụng miễn dịch rất tốt của giảo cổ lam
Thành phần hóa học chính của giảo cổ lam là flavonoit và saponin Số saponin của giảo cổ lam gấp 3-4 lần so với nhân sâm
Ngoài ra còn chứa các vitamin và các chất khoáng như selen, kẽm, sắt, mangan, photpho…
Hình 2.9: Sản phẩm từ cây giảo cổ lam 2.5. Nấm Linh chi (Ganoderma lucidum)
2.5.1. Phân Loại
Giới (regnum) : Plantae
Lớp (class) : Agaricomycetes Bộ (Order) : Polyporales
Họ (family) : Ganodermataceae Chi (genus) : Ganoderma
Loài (species) : G. lucidum
2.5.2. Đặc điểm
Linh chi là loài nấm gỗ.
Tai nấm hóa gỗ, hình quạt hoặc hình than. Mặt trên mũ có vân đồng tâm và bóng láng, màu vàng cam cho đến đỏ đậm hoặc nâu đen. Mặt dưới phẳng, có nhiều lổ nhỏ li ti, là cơ quan sinh bào tử
Hình 2.10: Nấm linh chi
2.5.3. Phân bố
Ơ vùng nhiệt đới và cận nhiệt
2.5.4. Tình hình nghiên cứu nấm linh chi
Nấm linh chi có thể chữa ung thư tuyến tiền liệt. Theo AFP, các nhà khoa học thuộc Đại học Haifa (lsrael) cho biết họ đã phát hiện các phân tử trong nấm linh chi giúp ngăn chặn một số cơ chế liên quan đến tiến trình phát triển bệnh ung thư tuyến tiền liệt. Theo các nhà nghiên cứu lsrael, những cuộc thử nghiệm trong ống nghiệm cho thấy nấm linh chi tác động trực tiếp lên các tế bào ung thư
Đi đầu là các nhà khoa học Nhật Bản: Năm 1972 đã trồng thí nghiệm nấm linh chi đạt kết quả tốt. Sau đó là Hàn Quốc, Trung Quốc.
Ơ Việt Nam, Viện Dược liệu-Hà Nội đã trồng nấm linh chi (giống Trung Quốc) thành công vào năm 1978. Chín năm sau, năm 1987, các nhà khoa học thuộc Đại học khoa học tự nhiên đã chọn được giống linh chi mọc hoang ở rừng núi Lâm Đồng để nhân giống và đưa vào sản xuất tại trại trồng nấm linh chi của xí nghiệp Dược phẩm TW 24, đạt kết quả tốt vào năm 1988.
Ngày nay nhiều nước trên thế giới như Thái Lan, Malaysia, Mỹ… đã sản xuất nấm cùng các chế phẩm linh chi làm thuốc và thực phẩm dưỡng sinh
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của nấm linh chi
Bột Linh Chi (%) Cao Linh Chi (%) Nước 12-13 cellulose 62-63 Đạm tổng số 17.1 Chất béo 5.0 Hợp chất Steroid 1.15 0.52 Hợp chất Phenol 0.10 0.40 Chất khử Saponin toàn phần 0.30 1.23
Nhóm polysaccharid trong nấm LinhChi
Nhóm Polysaccharid có hoạt chất b-D-glucan; Ganoderan A, B, C; D-6 có hoạt tính chống ung thư, tăng tính miễn dịch, hạ đường huyết. Tăng tổng hợp protein, tăng chuyển hóa acid nucleic
Hình 2.11: Dược thảo từ nấm linh chi 2.6. Một số thực vật có khả năng ngăn ngừa ung thư
Quercetin từ hoa hòe
Quercetin là một flavonoid có hoạt tính mạnh nhất so với các flavonoid khác, và nhiều cây thuốc, trong đó có cây hoa hòe, có tác dụng chữa
bệnh do chứa hàm lượng quercetin cao. Quercetin có tác dụng chống oxy hóa, chống viêm, làm giảm sự tăng sinh tế bào gây chết tế bào. Quercetin có tác dụng với thuốc hóa dược trị ung thư triozofurin trên các tế bào ung thư biểu mô buồng trứng của người.
Catechin từ cây chè
Chè xanh chứa epigallocatechin gallat (EGCG), hợp chất này được coi là hoạt chất trong chè xanh có tác dụng dự phòng bệnh ung thư. EGCG gây sự chết tế bào và ức chếmen cyclooxygenase và do đó ức chế sự tăng sinh của tế bào ung thư
Curcumin từ nghệ
Curcumin được chiết xuất từ thân rễ các loài nghệ có tác dụng chống viêm, chống u và chống oxy hóa. Curcumin có các cơ chế tác dụng là ngăn chặn sự khởi đầu sinh ung thư hoặc sự biểu hiện ác tính của các tế bào. Curcumin cộng hợp với hóa dược doxorubicin, làm tăng tác dụng kháng u và tác dụng gây sự chết tế bào của cisplatin trên ung thư biểu mô buồng trứng
Chương 3
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1. KẾT LUẬN
Nội dung cho phép những kết luận:
Từ cây dừa cạn thu được hai alkaloid vinblastin và vincristin và được điều