Kỳ 1: Từ rong biển đến phòng thí nghiệm: Hành trình fucoxanthin hỗ trợ phòng chống Alzheimer
Lần đầu tiên hoạt chất fucoxanthin được nhóm nhà khoa học Viện Sinh học tách chiết thành công từ rong biển Việt Nam, có tác dụng bảo vệ thần kinh cho những ai mắc Alzheimer, nguyên nhân hàng đầu gây mất trí nhớ, theo một nhà khoa học nữ kỳ cựu của Viện Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam
Rong biển (hay tảo biển lớn: seaweed/macroalgae) là thực vật biển bậc thấp, phân bố phong phú trong hệ sinh thái biển. Việt Nam đã ghi nhận hơn 878 loài rong biển khác nhau. Rong biển giàu hoạt chất như protein, carbonhydrate, lipid, các acid béo không bão hòa đa nối đôi, các khoáng đa và vi lượng, các sắc tố và giàu vitamin các loại….
Chính vì vậy, từ hàng trăm năm nay, rong biển được sử dụng làm thực phẩm bảo vệ sức khỏe, thức ăn bổ sung cho động vật nuôi (như gia súc, gia cầm và nuôi trồng thủy sản), làm nguyên liệu cho ngành y – dược phẩm, mỹ phẩm, nguyên liệu cho ngành công nghiệp (như agar, agarose, carrageenan, acid alginic và muối alginate (là các muối của acid alginic như alginate natri, alginate calcium được tạo ra khi acid này kết hợp với ion kim loại), làm phân bón hữu cơ, làm nhiên liệu sinh học, và gần đây chúng là giải pháp giảm biến đổi khí hậu do có khả năng hấp thụ khí C02 thông qua quá trình quang hợp, giảm thiểu khí gây hiệu ứng nhà kính khiến trái đất bị nóng lên.
Tiếp cận theo hướng ứng dụng hợp chất có tác dụng sinh học trong rong biển bản địa, các nhà khoa học thuộc Viện Sinh học do GS.TS Đặng Diễm Hồng đứng đầu đã tách chiết thành công chất fucoxanthin, vốn được chứng minh có tác dụng chống viêm, chống oxygen hóa và có thể ức chế hoạt tính enzyme acetylcholinesteras (AChE) – enzyme thiết yếu hoạt động như “chất làm sạch” dẫn truyền thần kinh bằng cách nhanh chóng phân hủy tín hiệu acetylcholine (ACh) tại các khớp thần kinh, đặc biệt tại điểm nối thần kinh cơ, để chấm dứt sự truyền tín hiệu thần kinh.
Đọc thêm: Kỳ 2 – Fucoxanthin từ rong biển Việt: Bước tiến mới trong hỗ trợ điều trị Alzheimer
Nó thủy phân ACh thành acid acetic (hợp chất hữu cơ có tính acid yếu, thành phần chính của giấm) và choline ((sử dụng để tổng hợp acetylcholine)), ngăn ngừa co cơ liên tục và cho phép thần kinh hoạt động bình thường. AChE cần thiết cho hoạt động bình thường của hệ thần kinh và là mục tiêu của các chất như organophosphate, được sử dụng trong thuốc trừ sâu và chất độc thần kinh.
AChE là mục tiêu sinh học chính trong điều trị Alzheimer, chứng bệnh gây rối loạn hành vi, thay đổi tính cách và suy giảm khả năng nhận thức.
Bốn cơ chế hoạt động của bệnh
Các nhà khoa học Viện Sinh học đã tạo 69 cao chiết từ 11 loài rong biển thuộc 8 chi rong biển (Ulva, Kappaphycus, Sargassum, Eucheuma, Gracilariopsis, Caulerpa, Gracilaria, Padina) theo bốn cơ chế hoạt động của Alzheimer.
Đầu tiên, theo cơ chế stress oxy hóa, tình trạng mất cân bằng giữa các gốc tự do (các phân tử có oxy không ổn định) và chất chống oxy hóa trong cơ thể, từ 69 cao chiết tách từ 11 loài thuộc 8 chi rong biển ở các dung môi và điều kiện chiết khác nhau, nhóm nghiên cứu phân loại 23 cao chiết có khả năng chống oxy hóa cao.
Từ 23 cao chiết, nhóm nghiên cứu tiếp tục sàng lọc 11 cao chiết có khả năng bảo vệ tế bào thần kinh, chống độc tính tế bào trong mô hình gây Alzheimer cảm ứng bằng Aß25-35 hoặc H2O2 trên dòng tế bào thần kinh C6 (mô hình thí nghiệm, trong đó các nhà khoa học dùng các chất gây hại cho tế bào thần kinh (như amyloid-beta hoặc hydrogen peroxide) để bắt chước tình trạng tổn thương não trong Alzheimer), dựa trên cơ chế rối loạn thần kinh, suy giảm thần kinh do mảng bám protein beta-amyloid (một đoạn protein được cơ thể sản xuất và đóng vai trò trong bệnh Alzheimer) trên não.
Trong số 23 cao chiết, có bảy cao chiết ức chế hoạt tính của enzyme AChE (loại enzyme phân hủy acetylcholine, chất dẫn truyền thần kinh, tại các mối nối thần kinh và cơ) với giá trị IC50 (nồng độ ức chế 50%” hoạt tính AChE, thông số được sử dụng trong lĩnh vực sinh học và dược lý, đo lường hiệu lực của một chất ức chế) nhỏ hơn 0,2 mg/mL AChE bị ức chế, hàm lượng choline sẽ bị giảm.
Đọc thêm: Kỳ 3 – Học viện Quân y – Vì sao
Thỏa mãn cả ba tiêu chí được đưa ra để sàng lọc bao gồm khả năng chống oxygen hóa cao, khả năng ức chế enzyme AChE và khả năng bảo vệ tế bào thần kinh khi bị gây độc tế bào bằng H2O2 hoặc Aβ25-35, đã có bảy cao chiết được thu từ 23 cao chiết được khảo sát nêu trên.
Cuối cùng, từ bảy cao chiết, các nhà khoa học Viện Sinh học chọn được chất Fucoxanthin và cao chiết Ethanol 96% tách chiết từ loài Ulva reticulata và loài Sargasum spp, tương ứng đáp ứng cả ba tiêu chí sàng lọc nêu trên và trên mô hình động vật thực nghiệm, chúng an toàn cho phép sử dụng và có tác dụng sinh dược trong bảo vệ tế bào thần kinh.
Fucoxanthin và cao chiết ethanol 95% có thể được dùng làm nguyên liệu cho làm thực phẩm bảo vệ sức khỏe thần kinh trong thời gian tới ở Việt Nam.
Hồng Trang – Trung Nguyên
