20 năm đãi cây tìm hoạt chất quý

5000 loài thực vật và nấm ở Việt Nam có thể được sử dụng làm thuốc, cũng như đã có hơn 1300 bài thuốc đã được lưu truyền trong dân gian là những “con số biết nói” về tiềm năng nghiên cứu, phát triển dược liệu từ các loài thực vật “cây nhà lá vườn” ở nước ta.

Dù biết có tiềm năng nhưng để xác định được chính xác những loài cây nào có tác dụng chữa bệnh và nếu có tác dụng thì cụ thể là hoạt tính nào đã đem lại hiệu quả ấy hoàn toàn không phải là điều đơn giản. “Phải sàng lọc cả nghìn loài thực vật và nghiên cứu thành phần hóa học của hàng trăm loài mới tìm ra được một vài loài thực vật có tiềm năng để tiếp tục nghiên cứu với mục tiêu ứng dụng làm thuốc”, PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương (Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm KH&CN VN), thành viên nhóm nghiên cứu giải thích.

Bởi vậy nên nếu như việc tìm ra đúng chất có hoạt tính trong các cây như sâm, atiso, hồng bì, gấu mèo, bìm bịp,… - những loại cây đã “quen mặt” trong các bài thuốc dân gian vốn đã gian nan thì việc đi tìm các hoạt chất mới từ các loài chưa được “khai phá” lại càng phức tạp hơn nhiều. Nhờ có dự án hợp tác quốc tế Pháp – Việt giữa Viện Hàn lâm KH&CNVN và Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp từ năm 1995, nhóm nghiên cứu của Viện Hóa sinh biển đã phát hiện ra một số loài cây có hoạt chất chữa bệnh rất tốt nhưng lại chưa được nghiên cứu và biết đến.

Ngoài việc dựa trên “manh mối” là các bài thuốc dân gian, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thu hái và phối hợp với các nhà thực vật học của Viện Sinh thái Tài Nguyên sinh vật để định danh khoa học cho 2500 loài cây, rồi từ đó mới tiến hành sàng lọc hoạt tính sinh học của các loài thực vật này. Với số lượng các loài và hợp chất lên đến hàng nghìn như vậy, việc tìm ra chính xác các cây và hợp chất tốt nhất đòi hỏi nhóm nghiên cứu phải tiến hành không biết bao nhiêu cuộc khảo sát tại các địa điểm khác nhau từ miền Bắc đến miền Nam trong suốt hơn 20 năm qua để thu được tối đa các mẫu cây và tiến hành sàng lọc.

Sau nhiều năm tìm hiểu, chín năm trước, giữa hàng trăm loài cây thể hiện hoạt tính gây độc tế bào ung thư, nhóm nghiên cứu của PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương đã xác định được quả của cây Cách hoa Đông Dương (Cleistanthus indochinensis) – một loại cây tiểu mộc, thuộc họ Thầu dầu, thường phân bố ở miền Bắc và miền Trung Việt Nam – có chứa các hợp chất lignan ức chế rất mạnh sự phát triển của một số dòng tế bào ung thư.

Để xác định được các hợp chất có hoạt tính trong quả của cây Cách hoa Đông Dương, nhóm đã tiến hành nghiên cứu theo định hướng hoạt tính sinh học dẫn đường. Cu thể, ở bước đầu tiên, nhóm tiến hành sấy khô, nghiền nhỏ quả, ngâm chiết trong dung môi rồi sau đó cất loại dung môi dưới áp suất giảm để thu cặn chiết. “Tuy nhiên lúc này cặn chiết sẽ có vô số hợp chất khác nhau, gồm cả các tạp chất”, PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương nói, do đó nhóm phải áp dụng phương pháp sắc ký cột silica gel với hệ dung môi khác nhau thì mới có thể tách ra từng chất tinh khiết và xác định được cấu trúc hóa học của chúng. Với kinh nghiệm của dân trong nghề, phương pháp sắc ký và xác định cấu trúc hóa học không phải là điều làm khó nhóm nghiên cứu, tuy nhiên “việc tách riêng từng chất và xác định cấu trúc hóa học không phải đơn giản, đòi hỏi người nghiên cứu cần phải sử dụng các phương pháp sắc ký và các phương pháp phổ khác nhau nhất là trong việc xác định cấu hình tuyệt đối của hợp chất, phải có những máy móc, thiết bị hiện đại cũng như kiến thức chuyên môn”, PGS.TS Mai Hương giải thích. “Trong những năm qua, các đơn vị thuộc Viện Hàn lâm KHCNVN, đã từng bước được đầu tư các trang thiết bị máy móc cần thiết để phục vụ các nghiên cứu chuyên sâu”, chị hào hứng cho biết.

Song, công đoạn “đãi cây tìm hoạt chất” đến đây vẫn chưa hết gian nan. Dù biết quả của Cách hoa Đông Dương có hoạt tính ức chế tế bào ung thư, nhưng mỗi loài cây khi phân lập lại ra nhiều chất khác nhau, làm thế nào để biết chất nào có hoạt tính, và chất ấy có tác dụng đối với dòng tế bào ung thư nào? Câu trả lời là không có con đường tắt, nhóm nghiên cứu phải tiến hành thử hoạt tính của từng chất với từng dòng tế bào ung thư một. “Lặn ngụp” trong hàng trăm hợp chất, nhóm nghiên cứu đã phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 9 hợp chất aryltetralin lignan mới từ Cách hoa Đông Dương, trong đó có hợp chất cleistantoxin đã thể hiện hoạt tính rất tốt trên một số dòng tế bào ung thư thử nghiệm như dòng tế bào ung thư biểu mô KB, dòng tế bào ung thư vú MCF7, dòng tế bào ung thư vú kháng thuốc MCF7R và dòng tế bào ung thư đại tràng HT29 với giá trị IC50 nằm trong khoảng 0,014 đến 0,042 μM.

Kết quả thử nghiệm không khỏi khiến nhóm mừng rỡ bởi đây là công trình đầu tiên ở cả Việt Nam và thế giới về các hợp chất lignan có hoạt tính từ loài Cách hoa Đông Dương. “Và điều thú vị là hợp chất này tỏ ra hiệu quả hơn đối với dòng tế bào ung thư vú kháng thuốc so với dòng tế bào ung thư thường. Thêm vào đó, hợp chất cleistantoxin là hoạt chất chính trong quả cây Cách hoa Đông Dương, đồng thời cấu trúc hóa học cũng gần giống với 2 dẫn xuất của podophyllotoxin là là etoposide và teniposide hiện đang được sử dụng để làm thuốc điều trị ung thư trên thị trường”, nhóm nghiên cứu cho biết, “kết quả này cho thấy cleistantoxin và các hợp chất aryltetralin lignan có tiềm năng lớn trong việc nghiên cứu ứng dụng điều trị ung thư và hoàn toàn có thể thu được thông qua chiết xuất từ nguồn thực vật của nước ta”.

Khả năng ứng dụng đầy hứa hẹn ấy đã thôi thúc nhóm nghiên cứu thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về loài cây này cũng như mở rộng tìm kiếm ra các cây khác thuộc cùng chi Cleistanthus để đa dạng hóa nguồn nguyên liệu, tạo điều kiện cho tương lai có thể khai thác và sử dụng trên quy mô lớn.

Được tiếp sức bởi đề tài độc lập cấp nhà nước của Bộ KH&CN năm 2016, do PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương làm chủ nhiệm đề tài, từ chỗ mới phân lập hợp chất đơn lẻ, nhóm nghiên cứu đã lần đầu tiên xây dựng được quy trình phân lập, tinh chế tạo sản phẩm phân đoạn giàu cleistantoxin và các aryltetralin lignan glycoside từ Cách hoa Đông Dương ở quy mô 50 kg quả khô/mẻ với hiệu suất 1,15% so với nguyên liệu khô.

Bên cạnh đó, sản phẩm phân đoạn giàu hoạt chất này đã được nhóm thử nghiệm độc tính, độc tính bán trường diễn cũng như phối hợp với Học viện Quân y để lần đầu tiên thử nghiệm in vivo trên chuột nude mang khối u ung thư phổi và ung thư gan. Kết quả cho thấy, tại thời điểm 5 tuần và 6 tuần, kích thước khối u của những con chuột được điều trị bằng sản phẩm giảm đáng kể so với nhóm chứng không điều trị. Không chỉ vậy, thời gian sống của nhóm chuột được sử dụng sản phẩm từ Cách hoa Đông Dương cũng kéo dài hơn so với nhóm không sử dụng từ 45,43% (ở mức liều 100 mg/kg) đến 21,14% (ở mức liều 50 mg/kg).

Những kết quả tích cực ấy không khiến nhóm nghiên cứu của PGS.TS Đoàn Thị Mai Hương tự thỏa mãn mà tiếp tục tìm đến các loài cây “chị em” của Cách hoa Đông Dương với hi vọng chúng cũng có những hoạt chất thú vị tương tự. “Bằng phương pháp thử hoạt tính sinh học dẫn đường, chúng tôi đã phát hiện ra quả của cây Chà chôi – một loài cây cũng chưa từng được nghiên cứu ở Việt Nam có các hợp chất mới cũng có hoạt tính gây độc tế bào ung thư, trong đó cleistantoxin có hàm lượng tương đối lớn so với nguyên liệu thô”, nhóm nghiên cứu hào hứng cho biết. Một tin vui nữa là khi thử nghiệm, một dẫn xuất khác của cleistantoxin từ quả cây Chà chôi cũng thể hiện tác dụng đối với 7 dòng tế bào ung thư như ung thư biểu mô, ung thư vú, ung thư tuyến tụy.

Dù sản phẩm phân đoạn giàu hoạt chất từ cây Cách hoa Đông Dương cũng đã được kiểm nghiệm tại Viện Kiểm nghiệm thuốc TW, tuy nhiên, “để một hợp chất có thể trở thành nguyên liệu cho sản phẩm điều trị bệnh thực sự vẫn còn là một chặng đường rất dài và khó khăn từ việc nghiên cứu tối ưu quy trình đến việc nghiên cứu tác dụng sinh học, cơ chế tác dụng cũng như phát triển vùng trồng để có thể chủ động nguồn nguyên liệu”, PGS.TS Mai Hương cho biết. “Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho việc định hướng bảo tồn và phát triển vùng trồng của các loài dược liệu thuộc chi Cleistanthus trong tương lai”, nhóm nghiên cứu kỳ vọng.