Tìm ra các hợp chất mới từ dược liệu hải miên tại vùng biển Khánh Hòa - Bình Thuận

STNN - Trong số 84 hợp chất phân lập được từ một số loài hải miên sinh sống tại vùng biển Khánh Hòa - Bình Thuận, nhóm các nhà khoa học Viện Hóa sinh biển, do PGS.TS. Phan Văn Kiệm làm trưởng nhóm, gần đây đã phát hiện được 23 hợp chất mới. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra hai hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào ung thư tốt (giá trị IC50 ở khoảng 1 µM), có hàm lượng cao trong loài hải miên Ianthella basta, thể hiện tiềm năng phát triển nghiên cứu nhằm tạo ra sản phẩm có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư.

Đến nay, có rất ít nghiên cứu về hải miên liên quan tới thành phần loài, phân bố, đặc biệt là thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của hải miên tại các vùng biển thuộc chủ quyền của Việt Nam. PGS.TS. Phan Văn Kiệm cho biết, nghiên cứu thành phần hóa học của sinh vật biển nói chung trong đó có hải miên ở Việt Nam thường gặp khó khăn trong nhiều khâu, trước tiên là điều tra phân bố, thu thập mẫu, và trữ lượng mẫu do đối tượng nghiên cứu sinh sống ở dưới biển, cần có trang thiết bị hiện đại và chuyên gia sinh vật biển có kinh nghiệm. Các hoạt chất thường có hàm lượng thấp và lại dễ bị phân hủy dưới các điều kiện bảo quản, chiết xuất thông thường. Tuy vậy, các hợp chất từ sinh vật biển nói chung có dược tính rất mạnh, là những chất khởi đầu cho quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc mới. Do đó, nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các sinh vật biển đã được các nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm.

Từ thực tế trên, các nhà khoa học đã thực hiện nghiên cứu về thành phần hóa học và tác dụng chống ung thư của các hợp chất phân lập từ hải miên sinh sống ở vùng biển Khu vực Nam Trung Bộ trong nghiên cứu: “Nghiên cứu khai thác dược liệu hải miên ở Khu vực Nam Trung Bộ (vùng biển Khánh Hòa - Bình Thuận) theo định hướng hoạt tính diệt tế bào ung thư nhằm tạo ra sản phẩm có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư” (Mã số đề tài: TĐDLB0.01/20-22). Kết quả đã thu thập, làm tiêu bản và định tên khoa học của 10 mẫu hải miên nghiên cứu là Aaptos aaptos (Schmidt, 1864), Amorphinopsis fenestrata (Ridley, 1884), Clathria (Thalysias) reinwardti (Vosmaer, 1880), Halichondria panicea (Pallas, 1766), Haliclona (Gellius) cymaeformis (Esper, 1806), Haliclona (Halichoclona) vansoesti (de Weerdt, de Kluijver & Gomez, 1999), Hippospongia fistulosa (Lendenfeld, 1889), Ianthella basta (Pallas, 1766), Rhabdastrella globostellata (Carter, 1883), và Xestospongea testudinaria (Lamark, 1815). Bên cạnh định danh bằng phân tích hình thái và cấu trúc spicule, loài Rhabdastrella globostellata (Carter, 1883) còn được định danh bằng phân tích chỉ thị DNA và so sánh với ngân hàng gen được công bố trên thế giới.

Bên cạnh đó, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học của 10 mẫu hải miên, phân lập và xác định được 84 hợp chất khác nhau sử dụng các phương pháp sắc ký bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao; các phương pháp phổ hiện đại như phổ khối lượng phân giải cao, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 chiều, 2 chiều, phổ lưỡng sắc tròn; các phương pháp tính toán lý thuyết số liệu phổ (NMR, ECD) bằng phần mềm chuyên dụng Spartan18, Gaussian16. Trong số 84 hợp chất xác định được có 23 hợp chất mới, đặc biệt trong đó có 5 hợp chất mang khung carbon mới. Các hợp chất phân lập được thuộc về các nhóm chất merosesquiterpene, diterpene, sesterterpene, isomalabaricane triterpene và các dẫn xuất, các axit béo và lactone không no mạch dài chứa brom, các hợp chất aaptamine alkaloid, các hợp chất phenolic, và dẫn xuất của indole.

Cụ thể trong nghiên cứu này, từ loài Rhabdastrella globostellata đã phân lập và xác định cấu trúc của 16 hợp chất trong đó có 7 hợp chất mới (3 hợp chất có khung carbon mới); phân lập 8 hợp chất đã biết từ loài Amorphinopsis fenestrata, 16 hợp chất từ loài Hippospongia fistulosa trong đó có 8 hợp chất mới, 8 hợp chất đã biết từ loài Haliclona (Gellius) cymaeformis; 8 hợp chất từ loài Haliclona (Halichoclona) vansoesti, 8 hợp chất từ loài Halichondria panicea trong đó có 1 hợp chất mới, 10 hợp chất từ loài Xestospongia testudinaria trong đó có 1 hợp chất mới, 13 hợp chất từ loài Aaptos aaptos trong đó có 4 hợp chất mới (hai hợp chất có khung carbon mới), 11 hợp chất từ loài Clathria (Thalysias) reinwardti trong đó có 1 hợp chất mới, và 9 hợp chất từ loài Ianthella basta (lần đầu tiên phát hiện nhóm hợp chất holostane saponin có trong hải miên).

Trong khuôn khổ nghiên cứu, các nhà khoa học đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro trên 5 dòng tế bào bao gồm LU-1 (ung thư phổi người), MCF-7 (ung thư vú người), HepG2 (ung thư gan người), SK-Mel2 (ung thư da người), HEK-293A (tế bào thận gốc phôi ở người) nhận thấy có 13 hợp chất thể hiện hoạt tính gây độc tế bào với giá trị IC50 < 20 µM trên ít nhất 01 dòng tế bào ung thư thử nghiệm gồm: RG2, RG4 và RG8 phân lập từ loài Rhabdastrella globostellata; HP1 và HP2 phân lập từ loài Halichondria panicea; AA3, AA4, AA6 và AA7 phân lập từ loài Aaptos aaptos; CR5 phân lập từ loài Clathria (Thalysias) reinwardti (cơ chế gây độc tế bào ung thư của hợp chất này bước đầu xác định theo con đường apoptosis); IB2, IB5, và IB6 phân lập từ loài Ianthella basta.

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, các hợp chất RG1, RG2, RG8, CR5, IB2, và IB5 là những hợp chất có tác dụng gây độc tế bào tốt, có cấu trúc hóa học đặc biệt, đã được xác định hàm lượng của chúng có trong cặn chiết methanol các loài hải miên tương ứng bằng phương pháp HPLC-DAD và HPLC-HRMS. Đặc biệt, hai hợp chất IB2 và IB5 có giá trị IC50 khoảng 1 µM, nhỏ hơn cả so với chất đối chứng dương ellipticine, và có hàm lượng tương đối lớn (1.11% và 0.64% về khối lượng) trong cặn chiết methanol loài Ianthella basta, có tiềm năng trong chiết xuất và tinh chế khối lượng lớn hoạt chất để phát triển nghiên cứu nhằm tạo ra sản phẩm có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư.

PGS.TS. Phan Văn Kiệm nhấn mạnh, các kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học quan trọng đóng góp cho phát hiện về đa dạng thành phần hóa học của hải miên ở vùng biển Việt Nam, giá trị tác dụng sinh học các hoạt chất từ hải miên, và là cơ sở cho phát triển các sản phẩm bảo vệ sức khỏe từ hải miên. Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học đã được công bố trên 08 công trình quốc tế uy tín thuộc danh mục tạp chí SCIE, 05 công trình khác thuộc danh mục tạp chí SCOPUS, 01 phát minh sáng chế của cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam và được Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam xếp loại A.

Theo Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam