Giới thiệu chung

1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.2.1. Giới thiệu chung

Ngay từ những ngày sơ khai của lịch sử loài người, nhiều loài thực vật bậc cao đã được sử dụng làm thuốc chữa bệnh. Trong thực tế, từng có thời kỳ mọi loại thuốc chữa bệnh đều có nguồn gốc từ cây cỏ. Ngày nay, các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên vẫn chiếm trên 50% tổng số dược phẩm được sử dụng trong điều trị. Doanh thu của thị trường dược liệu từ các loài cây thuốc trên thế giới hiện nay ước đạt 62 triệu USD, và dự kiến sẽ tăng trưởng liên tục và đạt 5 tỷ USD vào năm 2050. Theo Tổ chức y tế thế giới, hiện nay có khoảng 80% dân số thế giới, đặc biệt từ các nước đang phát triển, chủ yếu sử dụng các loại thuốc có nguồn gốc từ thảo mộc trong công tác bảo vệ sức khỏe. Việc sử dụng các loại thuốc có nguồn gốc thực vật ở các nước phát triển cũng tăng nhanh trong những năm gần đây. Chẳng hạn tại nước Anh, một điều tra năm 2004 cho thấy có khoảng 25% dân số thường xuyên sử dụng các loại thuốc có nguồn gốc tự nhiên (Vines, 2004).

Như vậy, rõ ràng tài nguyên cây thuốc đang có m ột vai trò quan trọng trong việc cung cấp các hợp chất có hoạt tính sinh học phục vụ lĩnh vực y - dược. Tuy vậy, một vấn đề gặp phải hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam là việc thu hái phần lớn các loài cây thuốc chủ yếu là từ các dạng mọc hoang dại. Theo Edvvards (2004), ít nhất 2/3 các loài cây thuốc trên thế giới chỉ được thu từ các dạng mọc tự nhiên mà chưa từng được đưa vào trồng trọt. Ngay ở Châu Âu, hiện mới chỉ có 10% số loài cây thuốc thương phẩm được trồng trọt. Việc thu hái các loài cây thuốc mọc tự nhiên bộc lộ nhiều nhược điểm, trong đó có một số nhược điểm như sau:

1) Việc thu hái không có quy hoạch dẫn đến nguy cơ m ất đi các nguồn tài nguyên di truyền. Do vậy, nhiều loài cây dược liệu quý đã trở nên có nguy cơ tuyệt chủng. Chính vì lý do này, gần đây m ột số loài cây thuốc trước đây có trữ lượng lớn được nhiều người biết đến, nay đã được xếp là những loài bị đe dọa như

A rcostaphyìos uva-ursa (cây Dâu leo), Piper methysticum (cây Kava-Kava),

Gìycyrrhiza glabra (cây Cam thảo) (Vines, 2004). Theo tiêu chuẩn phân loại mới đây của IUCN, có khoảng từ 4000 đến 10000 loài cây thuốc được xếp vào nhóm các loài có nguy cơ tuyệt chủng (Edw ards, 2004),.

2) Việc thu hái từ các dạng hoang dại không đáp ứng được yêu cầu của công nghiệp dược phẩm chất lượng cao do nguồn nguyên liệu ban đầu thường không ổn định và không kiểm soát được về thành phần các hoạt chất sinh học. hoạt

tính sinh học, cũng như độc tính. Vì sự không ổn định này mà quá trình tiêu chuẩn hóa sản phẩm nhiều khi gặp khó khăn, ngày cả với các loài đã được đưa

vào

trọt

3) Các dạng nguyên liệu hoang dại có nguy cơ nhiễm độc với các nguồn hoá chất độc khác nhau, như chất diệt cỏ, chất trừ sâu, các chất thải công nghiệp, thậm trí chất phóng xạ ... và thực tế tình trạng này hiện nay không thể kiểm soát.

4) Dược liệu thu thập hoang dại có nguy cơ nhiễm với các dạng vi sinh vật (nấm, vi khuẩn) vì vậy có thể m ang theo các nguồn chất độc khác ngoài ý muốn.

Trong hoàn cảnh đó, rõ ràng việc tiêu chuẩn hóa và kiểm định chất lượng các nguồn dược liệu trước khi đưa vào sản xuất thuốc có vai trò quan trọng. Các sản phẩm thuốc từ thảo mộc có thể rất biến động về thành phần và hoạt tính, không giống như các loại thuốc tân dược thường được sản xuất từ các hóa chất tinh khiết có nguồn gốc tổng hợp. Vì vậy, trong quá trình chế biến dược liệu, việc kiểm định và tiêu chuẩn hóa nguồn nguyên liệu làm thuốc là điều kiện tiên quyết để đảm bảo sự ổn định về chất lượng, thuộc tính và tính an toàn của các dược phẩm được tạo ra. Điều này cũng góp phần thu hẹp khoảng cách giữa triết lý của y-dược học hiện đại và y-dược học cổ truyền. Ngoài ra, để đảm bảo sự phát triển bền vững các nguồn nguyên liệu làm thuốc, việc bảo tồn, quy hoạch và từng bước đưa vào trồng trọt các loài cây thuốc có giá trị thương phẩm cao là việc làm cần thiết. Trong quá trình đó, việc ứng dụng các chỉ thị di truyền và hóa học không chỉ giúp cho việc định hướng bảo tồn các nguồn gen cây thuốc, m à còn có thể là các công cụ hiệu quả trong việc chọn lọc được các dòng/giống cây thuốc có hàm lượng dược chất và hoạt tính sinh học cao, tạo nguồn vật liệu đầu dòng phục vụ công tác tạo giống nhằm sản xuất và tiêu chuẩn hóa nguồn nguyên liệu làm thuốc ở quy mô công nghiệp. Bằng việc kết hợp với các phương pháp phân tích chỉ thị ADN và hóa học, một mô hình phát triển và tiêu chuẩn hóa nguồn cung cấp dược liệu từ các loài cây thuốc có thể thực hiện như sau:

I. Đầu tiên, sử dụng các chỉ thị ADN để đánh giá và xác định nhanh tính đa dạng di truyền của các dòng, giống của các loài cây thuốc làm cơ sở đê quy hoạch và triển khai công tác bảo tồn nguồn gen và định hướng chọn tạo giống, đặc biệt là các dòng, giống có kiểu gen quý, hiếm.

II. Chọn ra các dòng cây thuốc có hàm lượng dược chất hoặc hoạt tính sinh học cao từ các nguồn có sẵn trong tự nhiên. Các cá thể un việt sau đó được nhân lén bâng

các phương pháp truyền thống hoặc bằng các kỹ thuật sinh học hiện đại (như nuôi cấy mô, tế bào in-vitro) để thu các dòng có kiểu hình di truyền và hoá học giống nhau và giống với cơ thể bố, mẹ của chúng (Goerge, 1993; Norreel và cs„ 1991). Trong trường hợp xác định được các chỉ thị ADN liên quan chặt chẽ đến khả năng sinh tổng hợp các hợp chất sinh học quan trọng, có thể sử dụng ngay kết quả phân tích ở bước I để chọn lọc ra các dòng, giống có tiềm năng tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học với hiệu suất cao.

III. Tiếp tục chọn, tạo giống nhằm cải tiến các cây dược liệu bằng các phương pháp như lai tạo, gây tạo đột biến, đa bội thể (Palevitch, 1988), cũng như phối hợp với các phương pháp nuôi cấy mỏ, tế bào khác, như: nuôi cấy bao phấn, nuôi cấy tế bào trần, v.v... (Bajaj và cs., 1995), để tạo nên các dòng, giống cây thuốc có các đặc tính mới. Trong quá trình này, việc sử dụng các chỉ thị di truyền và hóa học có ý nghĩa định hướng và đánh giá mức độ biến dị trong quá trình chọn, tạo giống.

IV. Sử dụng chỉ thị di truyền (chỉ thị ADN) và chỉ thị hóa học trong công tác kiểm định nguồn dược liệu sau thu hoạch và đưa vào làm thuốc, trong đó có việc có thể xác định được các nguồn dược liệu giả hoặc dược liệu thay thế.

Với m ô hình trên đây, việc ứng dụng các chỉ thị hóa học và di truyền đã được nghiên cứu đưa vào ứng dụng ngày càng rộng rãi hơn ở các loài cây thuốc khác nhau trong những năm gần đây theo m ột số hướng nghiên cứu dưới đây.