Đề tài Nghiên cứu phân lập và tác dụng gây độc của Gossypol từ hạt bông (Gossypilum barbadense L ) trên một số dòng tế bào ung thư

Ung thư là căn bệnh gây tử vong hàng đầu hiện nay ở Việt Nam. Theo thống kê của Hội Ung thư TP. Hồ Chí Minh, hàng năm Việt Nam có khoảng 200.000 bệnh nhân ung thư mắc mới với khoảng 150.000 bênh nhân tử vong vì căn bệnh này, trong đó thường gặp nhất là ung thư phổi, ung thư gan, ung thư dạ dày ở nam giới ung thư vú, ung thư cổ tử cung và ung thư phổi ở nữ giới. Phần lớn bệnh nhân được phát hiện đã ở giai đoạn muộn, tỷ lệ chữa khỏi bệnh thấp, chi phí điều trị bệnh cao và kéo dài. Các thuốc ung thư thế hệ mới thường có giá thành cao nên ít bệnh nhân có điều kiện tiếp cận trong khi các thuốc hoá trị liệu cổ điển mặc dù có giá thành hạ nhưng nhiều tác dụng phụ. Gossypol là một hợp chất polyphenol được tìm thấy trong hạt của các loài thuộc chi bông Gossypium, họ Malvaceae. Gossypol đã được biết điến với rất nhiều hoạt tính sinh học có giá trị như tác dụng chống ôxy hoá, tránh thai nam, chống ký sinh trùng, chống HIV và chống ung thư. Gần đây, gossypol đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học với vai trò là một chất “mimetic BH3” (bắt chước BH3) trong tự nhiên, có khả năng ức chế các protein anti-apoptosis thuộc họ Bcl-2. Các protein này thường được biểu hiện quá mức ở một số loại tế bào ung thư, làm cho các tế bào ung thư không chết theo chương trình (apoptosis), trở nên kháng thuốc hoặc kém nhạy cảm với các thuốc hoá trị liệu. Gossypol (cũng như một số thuốc đang được thử nghiệm trên lâm sàng khác như ABT-263, obatoclax (GX15-070) có tác dụng ức chế các protein anti-apoptosis từ đó giúp cho các tế bào ung thư có thể chết theo chương trình, giảm sự kháng thuốc hoặc giúp cho các tế bào ung thư trở lên nhạy cảm hơn với các thuốc hoá trị liệu. Gossypol có 2 đồng phân quang học là (-)-gossypol và (+)-gossypol, trong đó (-)-gossypol được xem là có nhiều hoạt tính sinh học mạnh hơn (+)-gossypol như tác dụng chống ung thư, tránh thai nam, chống HIV. Hiện nay, (-)-gossypol là thuốc đầu tiên được sử dụng theo đường uống tác dụng đến đích Bcl-2 đang được thử nghiệm trên lâm sàng pha II tại Mỹ. Ở nước ta, bông vải là loại cây công nghiệp được trồng phổ biến, chủ yếu để cung cấp xơ bông phục vụ cho ngành công nghiệp dệt may. Hiện nay, diện tích bông vải được trồng tại Việt Nam ước đạt 8.500 ha, dự kiến đến năm 2020 diện tích bông vải tại Việt Nam lên đến 76.000 ha. Mặc dù nguồn nguyên liệu dồi dào và có nhiều tác dụng sinh dược học có giá trị nhưng gossypol từ hạt bông vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu ở nước ta đặc biệt là từ loài Gossypium barbadense L, thường được biết đến là loài có hàm lượng gossypol cao và có chứa nhiều (-)-gossypol, dạng đồng phân có hoạt tính sinh học mạnh hơn. Xuất phát từ thực tế nêu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ TÁC DỤNG GÂY ĐỘC CỦA GOSSYPOL TỪ HẠT BÔNG (GOSSYPIUM BARBADENSE L.) TRÊN MỘT SỐ DÒNG TẾ BÀO UNG THƯ”

doc78 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2382 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu phân lập và tác dụng gây độc của Gossypol từ hạt bông (Gossypilum barbadense L ) trên một số dòng tế bào ung thư, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Mở đầu Ung thư là căn bệnh gây tử vong hàng đầu hiện nay ở Việt Nam. Theo thống kê của Hội Ung thư TP. Hồ Chí Minh, hàng năm Việt Nam có khoảng 200.000 bệnh nhân ung thư mắc mới với khoảng 150.000 bênh nhân tử vong vì căn bệnh này, trong đó thường gặp nhất là ung thư phổi, ung thư gan, ung thư dạ dày ở nam giới ung thư vú, ung thư cổ tử cung và ung thư phổi ở nữ giới. Phần lớn bệnh nhân được phát hiện đã ở giai đoạn muộn, tỷ lệ chữa khỏi bệnh thấp, chi phí điều trị bệnh cao và kéo dài. Các thuốc ung thư thế hệ mới thường có giá thành cao nên ít bệnh nhân có điều kiện tiếp cận trong khi các thuốc hoá trị liệu cổ điển mặc dù có giá thành hạ nhưng nhiều tác dụng phụ. Gossypol là một hợp chất polyphenol được tìm thấy trong hạt của các loài thuộc chi bông Gossypium, họ Malvaceae. Gossypol đã được biết điến với rất nhiều hoạt tính sinh học có giá trị như tác dụng chống ôxy hoá, tránh thai nam, chống ký sinh trùng, chống HIV và chống ung thư. Gần đây, gossypol đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học với vai trò là một chất “mimetic BH3” (bắt chước BH3) trong tự nhiên, có khả năng ức chế các protein anti-apoptosis thuộc họ Bcl-2. Các protein này thường được biểu hiện quá mức ở một số loại tế bào ung thư, làm cho các tế bào ung thư không chết theo chương trình (apoptosis), trở nên kháng thuốc hoặc kém nhạy cảm với các thuốc hoá trị liệu. Gossypol (cũng như một số thuốc đang được thử nghiệm trên lâm sàng khác như ABT-263, obatoclax (GX15-070) có tác dụng ức chế các protein anti-apoptosis từ đó giúp cho các tế bào ung thư có thể chết theo chương trình, giảm sự kháng thuốc hoặc giúp cho các tế bào ung thư trở lên nhạy cảm hơn với các thuốc hoá trị liệu. Gossypol có 2 đồng phân quang học là (-)-gossypol và (+)-gossypol, trong đó (-)-gossypol được xem là có nhiều hoạt tính sinh học mạnh hơn (+)-gossypol như tác dụng chống ung thư, tránh thai nam, chống HIV. Hiện nay, (-)-gossypol là thuốc đầu tiên được sử dụng theo đường uống tác dụng đến đích Bcl-2 đang được thử nghiệm trên lâm sàng pha II tại Mỹ. Ở nước ta, bông vải là loại cây công nghiệp được trồng phổ biến, chủ yếu để cung cấp xơ bông phục vụ cho ngành công nghiệp dệt may. Hiện nay, diện tích bông vải được trồng tại Việt Nam ước đạt 8.500 ha, dự kiến đến năm 2020 diện tích bông vải tại Việt Nam lên đến 76.000 ha. Mặc dù nguồn nguyên liệu dồi dào và có nhiều tác dụng sinh dược học có giá trị nhưng gossypol từ hạt bông vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu ở nước ta đặc biệt là từ loài Gossypium barbadense L, thường được biết đến là loài có hàm lượng gossypol cao và có chứa nhiều (-)-gossypol, dạng đồng phân có hoạt tính sinh học mạnh hơn. Xuất phát từ thực tế nêu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ TÁC DỤNG GÂY ĐỘC CỦA GOSSYPOL TỪ HẠT BÔNG (GOSSYPIUM BARBADENSE L.) TRÊN MỘT SỐ DÒNG TẾ BÀO UNG THƯ” Đề tài được thực hiện với những mục tiêu như sau: - Nghiên cứu phương pháp chiết xuất và tinh chế gossypol từ hạt bông Gossypium barbadense L. - Nghiên cứu phương pháp tách đồng phân (-)-gossypol và (+)-gossypol từ hỗn hợp gossypol racemic. - Nghiên cứu độc tính tế bào của các sản phẩm (±)-gossypol, (-)-gossypol và (+)-gossypol đã phân lập được trên 3 dòng tế bào ung thư người. Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Chi Gossypium 1.1.1. Vài nét về cây bông hải đảo (Gossypium barbadense L.) và chi Gossypium Bông hải đảo (Gossypium barbadense L.) thuộc chi bông Gossypium, là loại cây ưa sáng, thích hợp với điều kiện khô hạn. Cây bụi cao 2-3 m. Thân cành có lông, màu tím, điểm chấm đen. Lá mọc so le hình tim rộng, 3-5 thuỳ hình trứng hoặc bầu dục, thuỳ giữa dài, thuỳ bên to. Hoa màu vàng nhạt, cuống hoa có màu đen, tiểu đài có 3 lá bắc hoặc nhiều hơn, hình trứng rộng, đài hình chén, có tuyến, tràng dài hơn tiểu đài. Quả nang hình bầu dục, hạt hình trứng nhọn, màu vàng nhạt, sợi trắng rất dễ rụng. Mùa hoa quả từ tháng 6 đến tháng 10 [4].  Hình 1.1. Bông hải đảo (Gossypium barbadense L.) Chi Bông, Gossypium thuộc họ Malvaceae, bao gồm 39-40 loài khác nhau, trong đó các loài có giá trị thương phẩm được trồng phổ biến trên thế giới bao gồm: G. hirsutum, G. barbadense, G. arboreum và G. herbaceum. Ở Việt Nam, có 5 loài thuộc chi bông là G. hirsutum, G. barbadense, G. arboreum và G. herbaceum và G. acuminatum [1]. Cây bông là loại cây duy nhất trong tự nhiên được sử dụng vừa làm thực phẩm, vừa để cung cấp sợi. Cây bông được trồng ở vùng nhiệt đới hay á nhiệt đới ở khắp nơi trên thế giới. Trong liên vụ 2003-2004, sản lượng sợi bông trên toàn thế giới ước đạt 88 triệu kiện, trong đó đứng đầu là Trung Quốc, tiếp theo là Mỹ, Ấn Độ và Pakistan chiếm xấp xỉ 3/4 sản lượng bông của toàn thể giới [71]. Hạt bông là một trong các loại hạt có hàm lượng dinh dưỡng cao, chứa từ 16-24% protein và từ 13-24% dầu trong tổng khối lượng nhân hạt. Cùng với sợi bông thì dầu và các protein từ hạt bông là hai sản phẩm chủ yếu từ cây bông. Dầu ép từ hạt bông sau khi loại bỏ gossypol được dùng làm dầu ăn, dùng trong công nghiệp đồ hộp hoặc làm xà phòng. Dầu hạt bông gồm các acid béo không no (acid oleic 40-50%, linoleic 25-30%), các acid béo no (acid palmatic, stearic 20-25%). Hiện nay, trong nhóm các sản phẩm dầu từ hạt trên thế giới, dầu hạt bông đứng vị trí thứ 3 (50 triệu tấn) sau dầu đậu nành (242 triệu tấn) và dầu hạt cải (52 triệu tấn) [72]. Khô dầu hạt bông có hàm lượng protein cao (40-42%) được sử dụng làm thức ăn gia súc hay làm phân bón. Trong hạt bông còn có các flavonoid là các glucoside của quercetol và kaempferol và chất màu gossypol [4]. Ở Việt Nam, cây bông là cây công nghiệp quan trọng đã được nhà nước đưa vào chương trình phát triển chiến lược để hướng tới phục vụ cho ngành công nghiệp dệt may. Hiện nay, diện tích trồng bông tại Việt Nam tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên (42%), vùng duyên hải miền Trung (33%), miền Bắc (20%) và Đông Nam bộ (5%). Diện tích trồng cây bông vải của nước ta liên vụ 2009-2010 ước đạt 8.500 ha, sản lượng hạt bông thu được ước đạt 10.000 tấn và sản lượng xơ bông ước đạt 3.500-3.700 tấn. Tuy nhiên, với sản lượng xơ bông nêu trên chỉ đáp ứng được khoảng 2% nhu cầu của ngành công nghiệp diệt may. Hiện nay, diện tích trồng cây bông vải nước ta vẫn đang được tiếp tục mở rộng, ước tính đến năm 2020 diện tích trồng bông tại Việt Nam sẽ tăng lên 76.000 ha [72]. 1.1.2. Sự tồn tại của gossypol trong chi Gossypium Gossypol là một hợp chất polyphenol đã được chứng minh có nhiều hoạt tính sinh dược học có giá trị như tác dụng tránh thai, chống ung thư, chống virus ,... Trong hạt bông, gossypol tồn tại chủ yếu trong các tuyến chất mầu bên trong nhân. Hình 1.2 là lát cắt ngang của hạt bông cho thấy các tuyến chất mầu này phân bố dày đặc bên trong nhân hạt, kích thước của các tuyến này trong khoảng 50-100 µm. Gossypol chiếm 90% lượng sắc tố trong các tuyến, chiến khoảng 39-50% tổng khối lượng của tuyến và thông thường chiếm khoảng 0,4-1,7% khối lượng của nhân hạt [23].  Hình 1.2. Lát cắt ngang của hạt bông với các tuyến chất mầu Ngoài hạt bông, gossypol còn được tìm thấy bên trong một số bộ phận khác của cây bông như vỏ rễ của cây, lá, vỏ hạt và hoa. Mặt khác, hàm lượng gossypol cũng dao động lớn, phụ thuộc vào từng loài, giống bông, điều kiện khí hậu, đất đai của từng vùng, lượng nước và phân bón sử dụng. G. barbadense được biết đến là loài có hàm lượng gossypol cao, hàm lượng gossypol tổng số trong hạt của loài này trong khoảng 0,3-3,4% [42]. Do có hoạt tính sinh dược học khác biệt nên tỷ lệ hai đồng phân quang học (+)- và (-)-gossypol trong hạt của các loài bông khác nhau đã được nghiên cứu nhiều. Tỷ lệ (+)-gossypol : (-)-gossypol đã được báo cáo là rất khác nhau trong các giống và loài bông thương phẩm, dao động từ 95 : 5 đến 31 : 69, nhưng thông thường tỷ lệ này là 3 : 2 trong G. hirsutum trong khi ở G. barbadense là 2 : 3 . Tỷ lệ (+)- và (-)-gossypol trong G. arboreum (77 : 23), G. barbadense (44 : 56) và G. herbaceum (68 : 32) [25]. Cass và cộng sự đã báo cáo tỷ lệ (+)- và (-)-gossypol trong G. mustelinum (57 : 43 và 65 : 35), G. herbaceum (63 : 37) và giống lai giữa G. herbaceum và G. hirsutum (48 : 52) [11]. Tỷ lệ (+)- và (-)-gossypol trong một giống bông nhất định gần như không thay đổi dưới tác động của môi trường. Nghiên cứu trên một số lượng lớn các giống G. hirsutum và G. barbadense thương mại cho thấy rằng với một giống cây trồng nhất định, môi trường có tác động đến lượng gossypol tổng số trong hạt nhưng không ảnh hưởng đến tỷ lệ (+)- và (-)-gossypol [52]. Hơn nữa, tỷ lệ (+)- và (-)-gossypol vẫn không đổi trong một cây nhất định bất chấp hạt đó được lấy từ quả thu hái từ đầu hay cuối vụ hoặc hạt từ quả đó ở gốc hay đỉnh của cây. 1.2. Đặc tính của gossypol 1.2.1. Đặc tính lý hoá học của gossypol Gossypol (1,1’6,6’,7,7’-hexahydroxy-5,5’-di-isopropyl-3,3’-dimethyl-(2,2’-binaphthalene)-8,8’-dicarboxaldehyde) là một hợp chất polyphenol mầu vàng, được tìm thấy chủ yếu trong các loài thuộc chi bông Gossypium họ Malvaceae. Ngoài ra, gossypol còn được tìm thấy trong vỏ và hoa của cây nhiệt đới Thespesia populinea, một loại cây phổ biến ở Châu Phi, Châu Á và các đảo ở Thái Bình Dương. Gossypol có cấu tạo gồm 2 khung naphtalene đối xứng, mỗi khung chứa 3 nhóm -OH và 1 nhóm -CHO (Hình 1.3).  Hình 1.3. Cấu tạo của gossypol Do có chứa các nhóm phân cực (6 nhóm hydroxyl và 2 nhóm aldehyde) nên gossypol tan trong nhiều dung môi hữu cơ như methanol, ethanol, isopropanol, dioxane, diethyl ether, acetone, ethyl acetate, chloroform, carbon tetrachloride, phenol, pyridine, naphthalene nóng chảy, và dầu thực vật nóng. Nó ít tan trong glycerine, cyclohexane, benzene, gasoline và ete dầu. Tuy nhiên do sự có mặt của 2 nhóm dialkylnaphthalene làm cho nó không tan trong nước. Điểm chảy của tinh thể gossypol tinh sạch phụ thuộc vào dung môi dùng để kết tinh nó. Gossypol kết tinh trong diethyl ether có điểm chảy là 184ºC, trong chloroform có điểm chảy là 199ºC, trong ligroin có điểm chảy là 214ºC [27]. Gossypol tồn tại ở hai dạng đồng phân quang học là R hay (-)-gossypol và S hay (+)-gossypol do sự giới hạn khả năng quay của cầu liên kết 2, 2’-binaphthyl (Hình 1.4). Cả hai dạng đồng phân này đều có nhiều trong hạt bông tuy nhiên tỷ lệ của chúng là khác nhau tùy theo từng giống và loài. Ví dụ trong các giống bông Gossypium barbadense, (-)-gossypol thường chiến ưu thế, trong khi đó đồng phân (+)-gossypol lại chiếm ưu thế hơn trong Gossypium hirsutum.  Hình 1.4. Các dạng đồng phân quang học của gossypol Hoạt tính sinh dược học của (-)-gossypol và (+)-gossypol khác nhau nên độ bền của các đồng phân quang học này rất được quan tâm nghiên cứu. Jaroszewski đã tiến hành thí nghiệm racemic hoá (+)-gossypol bằng nhiệt độ, sử dụng hệ dung môi nước : dioxane (1 : 3). Kết quả cho thấy không có quá trình racemic hoá xảy ra sau khi gia nhiệt kéo dài (15 giờ) ở 90ºC [25]. Do (-)-gossypol không thể trực tiếp phân lập từ nguồn nguyên liệu thực vật nên các phương pháp phân lập (-)-gossypol tinh khiết quang học được phát triển dựa trên phương pháp kết tinh [49] hay sắc ký các hỗn hợp racemic của gossypol sau khi đã tạo dẫn xuất diastereoisomer của gossypol, đặc biệt là dẫn xuất bazơ Schiff [26]. Gossypol tồn tại ở 3 dạng tautomeric khác nhau là: aldehyde, ketone và hemiacetal trong các dung môi khác nhau (Hình 1.5). Trong các hệ dung môi thông dụng, gossypol tồn tại chủ yếu ở dạng ketone, nhưng trong các loại dung môi trơ như chloroform, acetone, dioxane hay trong điều kiện acid, gossypol tồn tại chủ yếu ở dạng aldehyde. Trong các dung môi phân cực như dimethyl sulfoxide (DMSO) trong môi trường kiềm, gossypol tồn tại ở trạng thái cân bằng giữa các dạng hemiacetal, dạng aldehyde và dạng ketone. Vì vậy, gossypol thường được hòa tan trong DMSO khi nghiên cứu hoạt tính sinh học, khi đó các dạng tautomeric của gossypol có thể cùng đóng góp vào hoạt tính sinh học của nó.  Hình 1.5. Các dạng đồng phân tautomer của gossypol Marchlewski, người đầu tiên phân lập gossypol acetic acid (G-AA) cho thấy gossypol dễ bị ôxy hoá trong dung dịch kiềm, có mầu đỏ sáng với dung dịch H2SO4 đậm đặc, mầu xanh đậm trong FeCl3. Tính chất hoá học của gossypol chủ yếu là do các nhóm carbonyl, hydroxyl cũng như là cấu trúc cồng kềnh của khung binaphthlene quyết định. Gossypol có thể phản ứng với các hợp chất khác để tạo thành gossypol liên kết (bound gossypol). Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, phần lớn gossypol tồn tại ở dạng basơ Schiff bởi phản ứng giữa nhóm aldehyde của gossypol với nhóm amino của các protein trong quá trình chế biến hạt bông. Bên cạnh đó, gossypol có thể tạo phức càng cua với sắt trong các sản phẩm từ hạt bông để tạo thành phức kim loại không tan, nó cũng có thể bị ôxy hóa hoặc tạo thành dạng gossypol polymer. Các nhóm –OH phenol của gossypol có thể phản ứng với các acid carboxylic và các phenol khác trong hạt bông để tạo thành các este hoặc ether tương ứng [27]. 1.2.2. Đặc tính sinh dược học của gossypol 1.2.2.1. Tác dụng tránh thai cho nam Gossypol đã được nghiên cứu sâu với vai trò là một thuốc tránh thai trên các mô hình in vivo bao gồm chuột cống, chuột nhắt, khỉ, chuột đồng, thỏ, bò và cả trên người. Khi cho uống G-AA với liều 5-10 mg/kg thể trọng trong vòng 12 tuần thì gây vô sinh trên chuột đực. Trên thỏ đực, với liều từ 1,25-10 mg/kg thể trọng/ngày trong vòng 5-14 tuần làm giảm khả năng di động của tinh trùng nhưng không làm giảm số lượng tinh trùng. Khi cho khỉ đực trưởng thành uống G-AA với liều 5 hay 10 mg/kg thể trọng trong vòng 6 tháng cho thấy nồng độ và khả năng di động của tinh trùng giảm, mặc dù không có sự khác biệt về nồng độ testosterone trong máu [49]. Nghiên cứu cho thấy (-)-gossypol có hoạt tính tránh thai manh hơn (+)-gossypol. Sử dụng (+)-gossypol với liều 30 mg/kg theo đường uống trong vòng 14 ngày không những không có hoạt tính tránh thai mà còn gây độc trên chuột cống đực. Trong khi đó, (-)-gossypol với liều 30 mg/kg thể trọng theo đường uống trong vòng 7 ngày thể hiện rõ hoạt tính tránh thai trên chuột cống đực [61]. Thử nghiệm lâm sàng trên 10.000 người đàn ông tình nguyện Trung Quốc vào năm 1978, liều 20 mg/ngày, trong 75 ngày, sau đó với liều duy trì 50 mg/tuần cho thấy chỉ có một số ít trường hợp (0,75%) bị tăng kali huyết, và 10% số đàn ông dùng gossypol trên 1 năm không phục hồi được quá trình tạo tinh trùng. Một thử nghiệm quốc tế khác trên 151 đàn ông Brazil, Nigeria, Kenya và Trung Quốc cho thấy, khi dùng 15 mg gossypol/ngày trong 12 đến 16 tuần, sau đó dùng liều 7,5-10 mg/ngày trong vòng 40 tuần không gây triệu chứng tăng kali huyết và quá trình tạo tinh trùng được phục hồi sau khi dừng sử dụng gossypol [14]. 1.2.2.2. Hoạt tính chống virus, vi sinh vật và động vật nguyên sinh Lin và cộng sự (1989) đã báo cáo gossypol ức chế quá trình tái bản của virus HIV loại 1 (HIV-1) và ông nhận thấy rằng (-)-gossypol (IC50 = 5,2 µM) ức chế mạnh hơn (+)-gossypol (IC50 = 50,7 µM) [33]. Bên cạnh đó, gossypol cũng cho thấy khả năng chống lại các loại virus khác bao gồm virus herpes simplex loại 2 (HSV-2), virus cúm, và á cúm [57]. Đặc tính chống vi sinh vật của gossypol cũng đã được nghiên cứu. Gossypol có hoạt tính kháng nấm với giá trị LD50 khoảng từ 20-100 ppm và có tác dụng ức chế mạnh các vi sinh vật bao gồm bào tử trong không khí, lactobacilli và một số nấm. Vadehra và cộng sự (1985) đã nghiên cứu tác động của gossypol lên sự sinh trưởng của một số loại vi khuẩn, sự hình thành và nảy mầm của bào tử Bacillus cereus. Các tác giả đã nhận thấy rằng gossypol có tác dụng kháng các vi khuẩn gram dương (ví dụ: Streptococus spp, Bacillus spp, Staphylococus aureus) mạnh hơn so với các vi khuẩn gram âm như Pseudomonas aeruginosa, Salmonella spp, Shigela spp và Escherichia coli. Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy các loại nấm như Saccharomyces cereviseae, S. uvarum, S. diasticu cũng nhạy cảm với gossypol, sự sinh trưởng của chúng bị ức chế hoàn toàn ở nồng độ 50 ppm gossypol [55]. Bệnh sốt rét ở người thường được gây ra bởi sự lây nhiễm của các ký sinh trùng như Plasmodium falciparum, P. malariae, P. ovale và P. vivax. Hàng năm có khoảng 350-500 triệu trường hợp lây nhiễm với hơn 1 triệu người chết vì bệnh sốt rét. Gossypol cho thấy khả năng kháng ký sinh trùng sốt rét P. falciparum với giá trị IC50 trong khoảng 7 đến 28 µM. Một số dẫn xuất của nó cũng cho thấy khả năng kháng ký sinh trùng sốt rét (IC50 trong khoảng 12 đến 83 µM), trong đó tác dụng mạnh nhất là dẫn xuất 1,1’ nitrile gossylic của nó với IC50 là 13 µM trên P. falciparum [44]. Hoạt tính chống sốt rét của gossypol và dẫn xuất thông qua sự ức chế LDH, một enzyme quan trọng nhất trong chu trình sống kỵ khí của P. falciparum. Nghiên cứu trên Entamobea histolytica cũng cho thấy gossypol có khả năng ức chế alcohol dehydrogenase và các malic enzyme, (-)-gossypol có hoạt tính mạnh hơn gossypol racemic và (+)-gossypol. (-)-Gossypol có hoạt tính ức chế malic enzyme mạnh hơn 3,6 và 13 lần so với gossypol racemic và (+)-gossypol. Tác dụng ức chế alcohol dehydrogenase của (-)-gossypol mạnh gấp 1,9 và 2,9 lần so với gossypol racemic và (+)-gossypol [45]. Gossypol cũng đã được báo cáo là có khả năng ức chế Trypanosome, một ký sinh trùng gây bệnh mãn tính được gọi là ốm ngủ (sleeping sickness) với IC50 khoảng 7,8 ppm sau 24 h xử lý với gossypol. Trên T. crizi gossypol ức chế các oxidoreductase như alpha-hydroxyacid và malate dehydrogenase, các enzyme liên kết với NAD và glutamate dehydrogenase, malic enzyme, glucose-6-phosphate dehydrogenase, các enzyme phụ thuộc vào NADP [16]. Theo đó, cơ chế chống ký sinh trùng của gossypol có thể là sự ức chế chọn lọc các enzyme thiết yếu của ký sinh trùng. 1.2.2.3. Hoạt tính chống ôxy hoá Giống như nhiều hợp chất phenolic khác như coumaric acid, gallic acid, quercetin, myricetin, catechin, gallocatechin, gossypol cũng là một chất chống ôxy hoá tự nhiên hiệu quả. Ví dụ, gossypol có khả năng bảo vệ caroten chống lại các peroxide béo in vitro. Các sản phẩm từ hạt bông chứa gossypol có khả năng ức chế quá trình phân huỷ và ôi của carotene in vitro. Gossypol cũng có thể đóng vai trò là chất chống ôxy hoá bảo vệ caroten in vivo. Gossypol có khả năng ức chế quá trình peroxy hoá các vi thể gan chuột khi ủ với ferric/ascorbate (IC50 < 0,1 µM) [28]. Gossypol còn có tác dụng làm bền dầu biodiesel hạt bông. Với nồng độ 0,1% gossypol, chỉ số bền với quá trình ôxy hoá (oxidation stability indices) của dầu biodiesel hạt bông tăng từ 4,15 h lên đến 17,2 h ở 110ºC [18]. Hoạt tính chống ôxy hoá của các dẫn xuất bazơ Schiff của gossypol như gossypol-urê, gossypol-benzene-thiol và gossypol glycineindicate cũng có hoạt tính chống ôxy hoá tương đương với gossypol. Ngược lại, khi thay đổi các nhóm –OH phenol của gossypol lại làm giảm hoạt tính chống ôxy hoá, khả năng thu dọn gốc tự do, lực khử và khả năng ngăn cản sự phá huỷ ADN của gossypol. [64, 65]. Điều này đã chứng tỏ rằng các nhóm hydroxyl đóng vai trò quyết định hoạt tính chống ôxy hoá của gossypol. Ví dụ, 6-methoxy gossypol có hoạt tính thu dọn gốc tự do tương tự như 6, 6’-dimethoxy gossypol, trong khi đó gossypol có hoạt tính thu dọn gốc tự do mạnh hơn các dẫn xuất methyl hoá của nó. Tác dụng của gossypol và các dẫn xuất methyl hoá của nó chống lại sự phá huỷ ADN gây bởi tia cực tím và hydrogen peroxyde cũng phù hợp với tác dụng chống ôxy hoá của chúng. Điều này đã chỉ ra rằng tác dụng bảo vệ ADN của gossypol một phần nào đó là do quá trình dập tắt các gốc tự do, từ đó làm giảm bớt stress ôxy hoá. Trong một nghiên cứu trước đây cũng chứng minh gossypol có tác dụng phụ thuộc theo liều, bảo vệ ADN plasmid siêu xoắn khỏi bị phá huỷ dưới tác động của Fe3+/ascorbate [30]. 1.2.2.4. Tác dụng chống ung thư Tác dụng chống ung thư của gossypol lần đầu tiên được Tuszinsky và Cossu phát hiện vào năm 1984. Họ đã tiến hành nghiên cứu tác động của gossypol lên sự sinh trưởng của một số dòng tế bào ung thư của người như melanoma (WM9, WM56, WM164), ung thư biểu mô ruột kết (SW407, SW1084, SW1116), dòng erythroleukemia (K562), adenocarcioma (HT3) và trên dòng nguyên bào sợi bình thường của phổi phôi thai (WI38). Kết quả cho thấy các dòng tế bào melanoma và ung thư biểu mô ruột k
Luận văn liên quan