TS Lê Đình Hùng, Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia đã nghiên cứu thành công hoạt chất kháng virus từ rong đỏ, mở ra triển vọng sản xuất thuốc phòng ngừa các bệnh lây lan do virus.
Ngừa đại dịch trong tương lai
TS Lê Đình Hùng cho biết, hiện nay, có một mối quan tâm đang gia tăng trong cộng đồng do sự bùng phát của các dạng virus như cúm, HIV, viêm gan C (HCV), Ebola, coronavirus (SARS-CoV) và các dạng ung thư, mà nó có thể gây ra hàng ngàn cái chết mỗi năm.
Thuốc thử kháng virus và ung thư mới thì vẫn trong yêu cầu đòi hỏi cao để khống chế sự bùng nổ của các dịch bệnh này. Vì vậy, việc khám phá và tìm ra các thuốc mới trong tương lai là rất thiết yếu. Nhiệm vụ này là một thách thức to lớn không chỉ ở các nước đã phát triển mà cả các nước đang phát triển.
Xuất phát từ thực tiễn đó, TS Lê Đình Hùng thực hiện đề tài “Nghiên cứu mối quan hệ giữa chức năng, cấu trúc và hoạt tính sinh học của lectin liên kết high-mannose từ rong đỏ ở Việt Nam”.
Đề tài nghiên cứu mối quan hệ giữa chức năng, cấu trúc và hoạt tính sinh học của lectin từ rong đỏ được nuôi trồng ở Việt Nam với mục đích cuối cùng là phát triển thành các thuốc kháng virus và ung thư trong nghiên cứu hóa sinh.
TS Lê Đình Hùng cho biết, lectin từ rong biển đang là một trong nhóm các hợp chất có triển vọng để phát triển thành thuốc kháng virus và kháng ung thư. Điều này do đặc tính hóa lý và tính chất liên kết với oligosaccharide nghiêm ngặt của chúng.
Các rong đỏ như Kappaphycus alvarezii, Kappaphycus striatus, và Eucheuma denticulatum là các mẫu rong thực phẩm quan trọng với giá trị kinh tế cao và chúng đang được nuôi trồng rộng rãi, khai thác tự nhiên ở Việt Nam.
Các mẫu rong này đều chứa các lectin đặc hiệu N-glycan dạng high-mannose với hàm lượng khác nhau. Cho nên đó là một sự thuận lợi to lớn về mặt kinh tế và phương diện sinh thái để phát triển và sử dụng mới các rong này.
Khảo sát thực tế, TS Hùng cho thấy, có một vài phương pháp nuôi trồng rong đỏ carrageenophyte ở Việt Nam. Tuy nhiên hầu hết các phương pháp chỉ tập trung để nâng cao hàm lượng carrageenan trong rong và gần như không quan tâm đến hàm lượng lectin trong mô.
Các yếu tố môi trường như nhiệt độ và cường độ ánh sáng đã ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng lectin trong quá trình nuôi trồng. Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến quá trình sinh tổng hợp lectin trong rong sẽ là hữu ích để làm rõ vai trò sinh lý học của lectin protein trong rong.
Mong có thuốc chữa được HIV từ rong đỏ
Theo TS Lê Đình Hùng, rong đỏ, Kappaphycus striatus, được thu hái ở vùng nuôi trồng rong tỉnh Ninh Thuận. Sau khi thu, mẫu rong được rửa bằng nước biển và chuyển ngay đến phòng thí nghiệm, rong được được rửa lại bằng nước ngọt và giữ ở -20 độ C cho đến khi sử dụng.
Để có nguồn rong đỏ ổn định và đối chứng, nhóm thực hiện nhân nuôi. Rong đỏ K. striatus được nuôi theo phương pháp dây đơn cố định đáy ở độ sâu 1m và 2m so với mặt nước biển và được bố trí trong diện tích 50m2. Khu vực nuôi trồng được bao quanh bằng lưới để tránh sự xâm nhập của cá. Mỗi dây bao gồm 10 bụi rong với khối lượng của mỗi bụi khoảng 100 gram.
Tất cả các mẫu được thu ở khoảng thời gian 15 ngày, được rửa với nước biển, giữ mẫu trong đá khô, chuyển nhanh đến phòng thí nghiệm và bảo quản ở -20°C cho đến khi sử dụng. Mẫu rong được nghiền mịn đến dạng bột trong nitơ lỏng.
Bột rong được chiết với 10 thể tích của dung dịch ethanol lạnh 20% và được khuấy trộn ở 4°C cho 18 giờ. Sau khi lọc thô qua túi quả, dịch lọc được ly tâm ở 6.000 vòng/phút ở 4°C cho 30 phút.
Phần dịch trong được thu hồi cũng như dịch chiết thô và được bảo quản ở -20°C cho đến khi xác định hàm lượng lectin bằng phương pháp điện di sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE).
Kết quả, nhóm đã phát triển phương pháp nuôi trồng để thu nhận hàm lượng lectin cao từ rong đỏ Kappaphycus striatus nuôi trồng ở Vịnh Cam Ranh. Các kết quả cho thấy giai đoạn nuôi 30 ngày, rong đạt tốc độ phát triển cao (4,1 – 5,8 %/ngày) và hàm lượng lectin cao (747 - 906 μg/g rong khô).
Rong đỏ đang được nuôi trồng ở Việt Nam sẽ là một nguồn lectin tốt cho thực phẩm chức năng có thể ngăn ngừa sự nhiễm virus trong tương lai. Quan trọng hơn là lectin được thu nhận từ các mẫu rong thực phẩm được nuôi trồng rộng rãi ở Việt Nam, có thể cung cấp một số lượng lớn cho sử dụng trong hóa sinh và y sinh hoặc làm thực phẩm chức năng.
TS Lê Đình Hùng tâm sự, suốt 12 năm qua, anh đã nghiên cứu về rong biển, trong đó có rong sụn, rồi đi sâu nghiên cứu chất lectin trong rong đỏ. TS Hùng nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tìm diệt virus của lectin trong rong sụn.
Anh mô tả bằng hình ảnh chất lectin tìm diệt virus cúm H1N1. Công bố của anh cho thấy chất lectin đã diệt được toàn bộ virus cúm, trong khi một chất khác không diệt được. Nghiên cứu tương tự cũng đã được anh thực hiện trên tế bào ung thư, virus HIV.
“Giả sử lectin từ rong có thể diệt virus HIV, vậy tại sao nó diệt được, cơ chế tác động như thế nào để ức chế virus HIV? Nồng độ bao nhiêu thì diệt hết, còn bao nhiêu thì virus có thể phát triển trở lại? Với những câu hỏi này, tôi phải đi rất sâu vào nghiên cứu cơ bản mới có được câu trả lời”, TS Hùng nói.
TS Hùng cho biết, nghiên cứu của anh cho thấy chất lectin trong rong sụn có thể tìm diệt được 40 - 50% virus HIV, và mục tiêu tiếp theo là đưa chất này vào thuốc để điều trị cho những người nhiễm HIV.
Để thực hiện tham vọng điều chế thuốc chữa HIV, TS Lê Đình Hùng đang hợp tác với nữ Giáo sư Angela Gronenborn, Đại học Pittsburgh (Mỹ), người chuyên cứu về lectin và một số hoạt chất sinh học để ngăn ngừa HIV.
“Bản thân lectin không diệt toàn bộ mà nó chỉ diệt được 40 - 50% tế bào virus HIV. Trong khi bà Angela đang đi sâu nghiên cứu tìm một chất diệt được 30 - 40% virus HIV.
Vì vậy, chúng tôi đang tìm cách kết hợp ba chất với nhau để diệt toàn bộ tế bào HIV. Còn nếu để riêng từng chất chỉ diệt được 30% virus HIV thì 70% còn lại nó vẫn phát triển và dẫn tới đề kháng lại chất này, về sau không diệt được nó nữa”, TS Lê Đình Hùng nói.
Rong đỏ hứa hẹn trở thành nguồn lectin giá trị cho sử dụng trong hóa sinh và y sinh để sản xuất các loại thuốc và thực phẩm chức năng phòng ngừa các bệnh lây nhiễm do virus, vi khuẩn.