Hoạt chất mới trong điều trị bệnh đái tháo đường tuýp 2

Đái tháo đường tuýp 2 là một trong những bệnh không lây nhiễm đang gia tăng tại Việt Nam. Theo Liên đoàn Đái tháo đường Thế giới (IDF), năm 2017, Việt Nam có3,53 triệu người đang chung sống với bệnh đái tháo đường. Trong đó, hầu hết các bệnh nhân thuộc nhóm bệnh đái tháo đường tuýp 2.

Các nghiên cứu cho thấy bệnh nhân đái tháo đường tuýp 2 kiểm soát đường huyết kém hơn khi mắc COVID-19 và có tỷ lệ tử vong cao hơn khoảng bốn lần. Vì vậy việc tìm kiếm một hợp chất an toàn và thuận tiện trong sản xuất thuốc điều trị bệnh đang trở thành hướng nghiên cứu được nhiều nhà khoa học quan tâm. Một trong các nguồn nguyên liệu phong phú nhất là từ các chủng vi sinh vật, do chúng có một quần thể rộng lớn, có thể phát triển mạnh và không gây ô nhiễm môi trường xung quanh.

Với hướng đi này, PGS.TS. Đỗ Thị Tuyên và các đồng nghiệp thuộc Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) đã triển khai đề tài “Phân lập, tuyển chọn và tinh sạch một số hoạt chất thứ cấp mới ức chế α-glucosidase định hướng ứng dụng trong điều trị bệnh đái tháo đường type II từ các chủng vi sinh vật phân lập ở Việt Nam”.

Đối với bệnh nhân đái tháo đường, kiểm soát nồng độ glucose là mục tiêu quan trọng trong việc giảm các biến chứng liên quan đến sức khỏe và duy trì đường huyết ổn định. Thông thường, các loại carbohydrates như tinh bột không thể được hấp thu qua đường tiêu hóa ở dạng nguyên bản, do đó chúng bị phân giải thành glucose và hấp thụ nhờ hoạt động của các enzyme trong nước bọt và đường tiêu hoá. α-glucosidaselà một trong những enzyme quan trọng trong quá trình phân giải này. Từ cơ chế sinh lý trên, việc ức chế hoạt động của α-glucosidase có tác dụng làm chậm sự phân giải đồ ăn hấp thụ thành glucose và ức chế sự gia tăng lượng đường trong máu sau bữa ăn. Do đó, các hợp chất có khả năng ức chế α-glucosidase càng cao thì càng có tiềm năng trong việc hỗ trợ và điều trị bệnh đái tháo đường.

Theo thông tin từ Trung tâm Thông tin - Tư liệu (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), các nhà khoa học đã chọn được 3 chủng S. costaricanus EBL.HB6, Actinoplanes hulinensis 1094 và Oceanimonas smirnovii EBL6 có khả năng sinh tổng hợp hoạt chất AGIs đạt trên 90%. Nhóm sau đó tiếp tục nghiên cứu các điều kiện của chủng O. smirnovii EBL6 đồng thời tối ưu chủng này bằng phương pháp đáp ứng bề mặt, sau đó đưa ra các điều kiện môi trường cũng như các thông số lên men cho chủng sao cho có khả năng sinh tổng hợp các hoạt chất cao nhất.

Từ đây, nhóm nghiên cứu đã xây dựng phương pháp lên men, các điều kiện tinh sạch và thu nhận được hoạt chất có hoạt tính ức chế α- glucosidase. Hoạt chất mới này đã được xác định cấu trúc tại Viện Hóa học (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) và nhận dạng với đặc điểm như sau: Chất bột màu trắng, công thức phân tử là C25H38O2, khối lượng phân tử là m/z là 376,1 tỷ lệ C:H:O tương ứng là 38,46%, 58,46% và 3,08%. Giá trị IC50 đạt 42 µg/ml, sắc ký lớp mỏng cho một vệt duy nhất có hệ số Rf = 0,73 trong hệ dung môi butanol: methanol: nước = 3:2:1.

Thông qua đánh giá độ an toàn của hoạt chất mới có hoạt tính ức chế α-glucosidase, nhóm nghiên cứu bước đầu đã khẳng định hoạt chất mới ở liều 15,625 g/kg không có biểu hiện độc tính cấp.

PGS.TS. Đỗ Thị Tuyên cho biết, trong bốn tuần điều trị, hiệu quả sử dụng hoạt chất mới gần như tương đương với sản phẩm glucobay (chứa 100 mg hoạt chất acarbose, chuyên dùng để điều trị kết hợp chế độ ăn kiêng cho bệnh nhân tiểu đường) khi sử dụng trên mô hình chuột đái tháo đường bằng streptozocin. Hoạt chất có tác dụng làm giảm glucose máu sau ăn, giảm HbA1c và khi phối hợp với insulin có khả năng sớm ổn định chỉ số glucose máu trên các nhóm chuột bị đái tháo đường. Đồng thời, giữa hoạt chất mới và sản phẩm glucobay không có sự khác biệt về tác dụng giảm glucose máu sau ăn, giảm HbA1c và tác dụng trên chỉ số glucose máu lúc đói.

Các nhà khoa học đã công bố kết quả nghiên cứu trong các bài báo như bài báo Discovery of α-Glucosidase Inhibitors from Marine Microorganisms: Optimization of Culture Conditions and Medium Composition được đăng tải trênMolecular Biotechnology, bài báo Antifungal activity of secondary metabolites purified from Bacillus subtilis isolated in Vietnam and evaluated on in vitro and in vivo models được đăng tải trênInternational Biodeterioration & Biodegradation, bài báo Selection, purification, and evaluation of acarbose−an α-glucosidase inhibitor from Actinoplanes sp. được đăng tải trênChemosphere.

Đề tài được Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam xếp loại xuất sắc.

Từ những thành công bước đầu, nhóm nghiên cứu cho biết sẽ tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu về các chủng vi sinh vật từ các chi Bacillus, Actinoplanes và Streptomyces sinh tổng hợp các chất ức chế α-glucosidase nhằm hoàn thiện quy trình tinh sạch, điều kiện bảo quản sản phẩm, quy mô sản xuất thu nhận các hoạt chất ức chế α-glucosidase từ chủng O. smirnovii EBL6 tinh sạch đạt chất lượng để tạo sản phẩm ra thị trường.