Nghiên cứu mới về tác dụng bảo vệ thần kinh đối với bệnh Alzheimer của một số loài rong biển
Lần đầu tiên, các nhà khoa học Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Viện Hàn lâm) đã bước đầu nghiên cứu thành công tác dụng bảo vệ thần kinh đối với bệnh Alzheimer của một số loài rong biển Việt Nam. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng nhằm khai thác tiềm năng rong biển phong phú của nước ta và từng bước làm chủ công nghệ phát triển sản phẩm bảo vệ thần kinh có nguồn gốc tự nhiên ít gây ra hoặc không có tác dụng phụ như các thuốc tổng hợp trên thị trường hiện nay.
Chủ nhiệm GS.TS. Đặng Diễm Hồng báo cáo khoa học về sàng lọc các chất và dịch chiết có hoạt tính bảo vệ thần kinh từ rong biển của Việt Nam tại Hội nghị quốc tế ISS 2023 tại Horbat, Tasmania, Úc
Bệnh Alzheimer
Bệnh Alzheimer là một trong những bệnh thoái hóa thần kinh phổ biến và số bệnh nhân được dự đoán sẽ tăng lên hơn 100 triệu người vào năm 2050 (Bauer et al., 2021). Hiện nay, bệnh chưa thể chữa khỏi hoàn toàn và điều trị chủ yếu tập trung vào việc phát hiện và phòng ngừa sớm. Các loại thuốc biệt dược dùng trong điều trị và kiểm soát bệnh (như rasagline, rivastigmine và donepezil) chủ yếu liên quan đến ức chế enzyme cholinesterase và β- secretase (BACE-1) hoặc ức chế thụ thể N-methyl-D-aspartate (NMDA) là memantin. Tuy nhiên, những loại thuốc này lại có tác dụng phụ như buồn nôn, nôn, chóng mặt, nhiễm độc gan và rối loạn tiêu hóa. Chính vì vậy, hướng điều trị tiềm năng trong tương lai là sử dụng các sản phẩm tự nhiên giàu dinh dưỡng, có hoạt tính bảo vệ thần kinh, ít gây ra hoặc không có tác dụng phụ so với thuốc tổng hợp.
Hoạt tính sinh học của rong biển
Rong biển là sinh vật biển và là nguồn tự nhiên cung cấp các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Một số loài rong biển có thể sinh trưởng trong môi trường sống khắc nghiệt, có dịch chiết và các hợp chất tách từ sinh khối rong biển đã được chứng minh có hoạt tính chống oxy hóa mạnh, có hoạt tính kháng khuẩn, kháng virus, có tác dụng bảo vệ gan, ức chế tăng sinh đối với tế bào. Hela. Olasehinde và cộng sự (2019a) đã thông báo các dịch chiết thô và hợp chất tách chiết từ rong biển có tác dụng bảo vệ thần kinh chống lại bệnh Alzheimer thông qua con đường ức chế cholinesterase. Bổ sung chế độ ăn uống với Sargassum fusiforme có tác dụng làm chậm sự suy giảm nhận thức và sự tích tụ mảng bám peptit β-amyloid (Aβ) ở chuột (Bogie et al., 2019). Các nghiên cứu đã chứng minh, rong biển là nguồn sinh vật biển quan trọng có thể khai thác các chất/hợp chất có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng bảo vệ thần kinh chống lại bệnh lý liên quan đến bệnh thoái hóa thần kinh, trong đó có bệnh Alzheimer.
Tiềm năng rong biển tại Việt Nam
Cho đến nay, tại Việt Nam đã ghi nhận được 878 loài rong biển (bao gồm 439 loài thuộc ngành rong đỏ (Rhodophyta), 196 rong lục (Chlorophyta), 156 loài rong nâu (Ochrophyta-Phaeophytaceae), 87 loài thuộc vi khuẩn lam (Cyanophyta)) và 15 loài cỏ biển (theo số liệu công bố của Phang et al., (2016); Dang et al., (2019), Dang and Ha, (2022), Nguyen et al., 2023). Trong đó, các loài thuộc chi Caulerpa, Sargassum, Gracilaria, Ulva, Kappaphycus và Eucheuma là những chi rong biển có giá trị kinh tế quan trọng, trữ lượng lớn, hiện đang được nuôi trồng, khai thác tự nhiên với sản lượng cao. Đây là nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú, thuận lợi cho việc sử dụng làm thực phẩm cũng như tách chiết các hợp chất có hoạt tính sinh học cao, trong đó có tác dụng bảo vệ thần kinh, tăng cường trí nhớ cho con người.
Nghiên cứu chứng minh
Để bước đầu làm sáng tỏ cơ chế phân tử về tác dụng bảo vệ thần kinh của dịch chiết/chất sạch thu được từ rong biển Việt Nam nhằm khai thác các loài rong biển tiềm năng làm thực phẩm bảo vệ sức khỏe con người, GS.TS. Đặng Diễm Hồng và cộng sự đã đề xuất và được Viện Hàn lâm phê duyệt thực hiện đề tài: “Tác dụng bảo vệ thần kinh đối với bệnh Alzheimer (AD) của một số loài rong biển Việt Nam” (mã số: VAST04.10/22-23).
Trong khuôn khổ nghiên cứu, các nhà khoa học đã tạo ra 69 cao chiết tổng số từ 11 loài thuộc 8 chi rong biển thuộc chi Ulva, Kappaphycus, Sargassum, Eucheuma, Gracilariopsis, Caulerpa, Gracilaria và PAlzheimerina (Hình 2) ở các dung môi và điều kiện chiết khác nhau. Trong đó, lần đầu tiên cơ chế phân tử tác dụng của fucoxanthin tách từ S. oligocystum và cao chiết ethanol tách từ rong Sargassum spp. đã được nghiên cứu (Hình 3 và 4). Qua đó, đã xác định chúng có hoạt tính chống ôxy hóa, ức chế AChE (acetylcholinesterase) và bảo vệ chống lại độc tính tế bào ở mô hình Alzheimer cảm ứng bởi Aß25-35 hoặc H2O2 trên dòng tế bào thần kinh C6. Fucoxanthin đạt được hiệu quả này bằng cách điều chỉnh hoạt động và biểu hiện các gen mã hóa cho các enzyme chống oxy hóa (như CAT và GPx) và con đường ER (như caspase-3 và Bax) cũng như thúc đẩy sự biểu hiện của các gen liên quan đến tín hiệu PI3K/Akt (GSK-3β), quá trình tự thực bào - autophage (p62 và ATG5) và sinh tổng hợp acetylcholine (VAChT và ChAT).
Ảnh hình thái của 11 loài rong biển sử dụng trong nghiên cứu thu mẫu tại vùng biển Khánh Hòa năm 2022
Sơ đồ tóm tắt quá trình thí nghiệm
Tác dụng bảo vệ của cao chiết ethanol lên mức độ biểu hiện của các gen liên quan tới hoạt tính của enzyme AChE (A), cơ chế sinh bệnh Alzheimer (B), quá trình giảm oxy hóa (C, D), cơ chế bảo vệ khỏi quá trình chết theo chương trình (E), con đường ER stress (F), quá trình autophagy (G), các enzyme chống oxy hóa (H)
GS.TS. Đặng Diễm Hồng chia sẻ: Kết quả của đề tài là thành công bước đầu quan trọng trong quá trình nghiên cứu, làm chủ công nghệ tạo thực phẩm chức năng có nguồn gốc từ rong biển Việt Nam nhằm hỗ trợ điều trị bệnh Alzeimer. Nghiên cứu đã chứng minh fucoxanthin tách từ S. oligocystum và cao chiết ethanol 96% (có sử dụng siêu âm) được tách từ Sargasum spp. là an toàn về độc tính cấp, độc tính bán trường diễn và có khả năng cải thiện tình trạng suy giảm nhận thức gây ra bởi scopolamin (tương tự như donepezil liều 5 mg/kg trọng lượng cơ thể chuột) ở mô hình động vật thực nghiệm in vivo. Nhóm nghiên cứu đã công bố 02 bài báo khoa học trên tạp chí khoa học quốc tế thuộc danh mục SCI-E (Q1), 01 bài báo trên tạp chí quốc gia (VAST02), 01 bài báo cáo tại Hội nghị quốc tế ISS2023, 01 báo cáo toàn văn tại Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc 2022 và đề tài được Viện Hàn lâm nghiệm thu đánh giá xếp loại Xuất sắc.
Với những kết quả đã đạt được, GS.TS. Đặng Diễm Hồng mong muốn tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm và sớm hoàn thiện quy trình công nghệ tạo sản phẩm bảo vệ sức khỏe có nguồn gốc tự nhiên, giàu dinh dưỡng này góp phần hỗ trợ điều trị hiệu quả bệnh nhân Alzeimer cũng như đối với những người phải làm việc, lao động trong điều kiện nặng nhọc ở Việt Nam trong thời gian tới.
