Quá trình chế tạo hạt Selen dạng nano - một nguyên tố vi lượng hỗ trợ cho các bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch hay điều trị ung thư - đòi hỏi phải sử dụng chất ổn định để tránh sự kết cụm, làm gia tăng kích thước hạt, cũng như kéo dài thời gian bảo quản. β-glucan từ bã nấm men bia là một ứng viên tiềm năng.
Selen (Se) là một trong những nguyên tố vi lượng quan trọng trong quá trình chuyển hóa dinh dưỡng trên người và động vật, giúp tăng cường khả năng sinh trưởng, phát triển, chống các tác nhân oxy hóa và đặc biệt là tăng cường hệ miễn dịch. Nếu thiếu hụt selen, có thể dẫn đến một số bệnh như tim mạch, thần kinh, giảm khả năng sinh trưởng, hoại tử gan, ung thư,… Selen dạng nano (SeNPs) có tính khả dụng sinh học cao và độc tính thấp hơn các dạng Se vô cơ, hữu cơ.
Hiện nay, có nhiều phương pháp chế tạo SeNPs như hóa học, sinh học,… Tuy nhiên, các phương pháp này đều có nhược điểm là các chất khử còn tồn dư trong sản phẩm sau khi khử, hiệu suất tạo hạt nano thấp, thời gian bảo quản không cao, khó áp dụng ở quy mô công nghiệp. Trong khi đó, chiếu xạ là phương pháp có thể khắc phục được những nhược điểm trên.
Quá trình chế tạo hạt SeNPs đòi hỏi phải sử dụng chất ổn định (thường là các polymer sinh học), để tránh sự kết cụm, làm gia tăng kích thước hạt, cũng như kéo dài thời gian bảo quản. β-glucan là một loại polysaccharide (đường đa) có nguồn gốc từ thành tế bào các loại vi khuẩn, nấm men và các loại ngũ cốc. β-glucan có tác dụng điều chỉnh phản ứng sinh học, giúp tăng cường hoạt động của các đại thực bào và kích thích tăng tiết nhiều cytokines (chất hoạt hóa tế bào) nhằm tiêu diệt các mầm bệnh xâm nhập từ bên ngoài. Đồng thời, giúp giảm hệ số chuyển đổi thức ăn, kích thích tiêu hóa, phòng các bệnh đường ruột, nhiễm trùng do vi khuẩn, virus, ngăn ngừa ung thư,... Vì vậy, β-glucan có thể được sử dụng làm chất ổn định trong bào chế SeNPs.
Hiện nay, trong nước và thế giới có rất ít các nghiên cứu chế tạo β-glucan và SeNPs/β-glucan khối lượng phân tử thấp bằng phương pháp chiếu xạ. Trước thực tế đó, nhóm tác giả Trung tâm Công nghệ Sinh học TPHCM đã thực hiện đề tài “Ứng dụng bức xạ chế tạo nano selen ổn định trong β-glucan và xác định khả năng tăng cường miễn dịch của chế phẩm”.
Theo đó, bã nấm men bia được nhóm tác giả thu mua từ Nhà máy bia Bạch Đằng (TPHCM), xử lý tạo ra thành tế bào nấm men. β-glucan sau khi tách chiết từ thành tế bào nấm men, được nhóm tiến hành chế tạo β-glucan có khối lượng phân tử thấp (Mw) ~ 25 kDa bằng phương pháp chiếu xạ. Kết quả, thu được β-glucan tan trong nước có đặc trưng, cấu trúc không thay đổi so với β-glucan ban đầu, sử dụng làm chất ổn định trong chế tạo dung dịch SeNPs. Chế phẩm SeNPs/β-glucan cũng được sản xuất bằng phương pháp chiếu xạ ở dạng dung dịch keo, có nồng độ selen đạt 80ppm và kích thước hạt 92nm.
Thử nghiệm cho thấy, chế phẩm ở nồng độ 20ppm, ức chế gần như hoàn toàn tế bào ung thư gan HepG2. Đồng thời, thể hiện hoạt tính tăng cường miễn dịch dịch thể trong máu ngoại vi ( bạch cầu trung tính, bạch cầu lympho, tế bào B, tế bào bạch cầu CD4, IgG, IgM, IL-2, IFN-γ và TFN-α), trong tủy xương (WBC, bạch cầu trung tính, bạch cầu lympho và tế bào bạch cầu CD34) và trong lách (chỉ số lách, IgG, IgM, IL-2, IFN-γ và TFN-α) ở chuột bị gây suy giảm miễn dịch bằng cytoxan. Cụ thể, chế phẩm cho uống ở liều 6 mg/kg thể trọng đã có tác dụng phục hồi các chỉ số miễn dịch gần tương đương so với chuột bình thường không gây suy giảm miễn dịch. Ngoài ra, chế phẩm SeNPs/β-glucan không gây độc tính cấp và an toàn ở chuột khi được thử nghiệm cho sử dụng.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, chế phẩm SeNPs/β-glucan có tiềm năng ứng dụng hỗ trợ cho các bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch, cũng như phòng và chữa trị ung thư. Bên cạnh đó, có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất ra các sản phẩm chống oxy hóa ứng dụng vào các lĩnh vực mỹ phẩm, thực phẩm bảo vệ sức khỏe. Ngoài ra, việc sử dụng nguồn bã nấm men bia để tạo chế phẩm SeNPs/β-glucan, không chỉ tận dụng được nguồn nguyên liệu phế thải, mà còn góp phần giảm thiểu các nguồn gây ô nhiễm môi trường.
Đề tài đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu.