Các nhà khoa học Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thành công trong việc phân lập 65 chủng vi nấm có nguồn gốc từ hải miên ở vịnh Nha Trang, Khánh Hòa và xác định 30 chủng có khả năng gây độc đối với 2 dòng tế bào ung thư ở người.

Đặc biệt, 2 hợp chất kháng ung thư tiềm năng đã được chiết xuất thành công từ một chủng vi nấm biển thuộc chi Aspergillus. Nghiên cứu mở ra triển vọng mới cho các liệu pháp điều trị ung thư an toàn và hiệu quả hơn.

Đây là thành quả từ nghiên cứu của TS Phan Thị Hoài Trinh cùng cộng sự với đề tài "Nghiên cứu thu nhận các hợp chất kháng ung thư từ vi nấm biển được phân lập từ hải miên ở vùng biển Khánh Hòa" được Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam phê duyệt.

TS Phan Thị Hoài Trinh cho biết, đề tài đến từ nhu cầu cấp thiết trong việc phát triển các loại thuốc chống ung thư mới có nguồn gốc sinh học, hiệu quả cao và ít tác dụng phụ hơn. Trong khi đó, ngành khoa học công nghệ biển đã ghi nhận nhiều thành tựu trong việc tìm kiếm và phát hiện các loại thuốc kháng ung thư mới từ sinh vật biển.

Với đường bờ biển dài gần 385km và hệ sinh thái đa dạng, Khánh Hòa là nơi lý tưởng để khai thác nguồn tài nguyên vi sinh vật biển. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, vi nấm có nguồn gốc từ hải miên ở vùng biển Khánh Hòa có tính đa dạng và tiềm năng tạo ra các hoạt chất sinh học mới. Tuy nhiên, nguồn vi sinh vật này vẫn chưa được điều tra một cách chi tiết.

TS Phan Thị Hoài Trinh tại phòng thí nghiệm. Ảnh: Vast

TS Phan Thị Hoài Trinh chia sẻ, nghiên cứu các hợp chất tự nhiên từ vi nấm biển Việt Nam là hướng nghiên cứu tâm huyết của cố PGS.TS. Bùi Minh Lý, nguyên Viện trưởng Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang và PGS.TS. Trần Thị Thanh Vân. Là học trò, chị không chỉ có cơ hội học tập, làm việc tại Viện mà còn được truyền cảm hứng và đam mê nghiên cứu từ thầy và cô.

Quan trọng hơn, nhóm nghiên cứu đã nhận được sự hỗ trợ trong việc trao đổi khoa học và hợp tác với các nhà khoa học có kinh nghiệm từ Nga và Hàn Quốc. Trên cơ sở đó, từ năm 2015, nhóm đã thực hiện nhiều nghiên cứu thu nhận các hoạt chất sinh học từ vi nấm biển, đặc biệt từ vùng biển Trung Bộ. Kết quả là nhiều hợp chất tự nhiên mới đã được phát hiện, góp phần bổ sung vào danh mục các hợp chất tự nhiên từ biển.

TS Phan Thị Hoài Trinh khẳng định, việc tiếp tục đẩy mạnh nghiên cứu các hợp chất kháng ung thư từ vi nấm biển, đặc biệt ở vùng biển Khánh Hòa là cần thiết. Điều này không chỉ giúp khai thác thêm các hợp chất kháng ung thư mới mà còn nâng cao giá trị y dược của nguồn tài nguyên vi sinh vật biển.

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm đã phân lập thành công 65 chủng vi nấm từ 36 mẫu hải miên được thu thập tại vịnh Nha Trang. Qua sàng lọc cho thấy, 30/65 chủng vi nấm cho thấy hoạt tính gây độc đối với các dòng tế bào ung thư vú (MCF-7) và ung thư cổ tử cung (Hela) ở người.

Đặc biệt, nghiên cứu đã phân loại 11 chủng vi nấm có hoạt tính kháng ung thư cao, bao gồm 5 chủng thuộc chi Aspergillus, 2 chủng thuộc chi Penicillium, 3 chủng thuộc chi Fusarium và 1 chủng thuộc chi Trichoderma.

Nghiên cứu cũng xác định được điều kiện lên men thích hợp cho chủng vi nấm Aspergillus sp. 1901NT-1.2.2, với thời gian lên men là 22 ngày, nồng độ muối biển 30 g/L và pH 8,0, để thu nhận hợp chất kháng ung thư có hàm lượng cao.

Theo chị, khó khăn lớn nhất trong quá trình nghiên cứu là cao chiết lên men từ chủng vi nấm tuyển chọn Aspergillus sp. 1901NT-1.2.2 có phổ chất quá đa dạng, gây khó khăn trong việc phân tách và thu nhận hợp chất sạch.

Vì vậy, dù đã phát hiện nhiều hợp chất qua phân tích HPLC-MS, nhưng nhóm chỉ thu được 2 hợp chất chính, vismione E và endocrocin, có hoạt tính gây độc hiệu quả đối với các dòng tế bào ung thư ở người là ung thư cổ tử cung, ung thư tuyến tiền liệt và ung thư vú.

Hợp chất vismione E có tác dụng gây độc đáng kể đối với tế bào ung thư vú (MCF-7). Đặc biệt, hợp chất này còn có thể làm giảm khả năng sống, di căn và tăng sinh của tế bào MCF-7 cũng như ngăn chặn chu kỳ tế bào ở pha G1.

Sơ đồ nghiên cứu thu nhận hợp chất kháng ung thư vismione E từ chủng vi nấm Aspergillus sp. 1901NT-1.2.2

Nhóm nghiên cứu dự đoán, hoạt tính chống ung thư của hợp chất vismione E có thể là do tác động của nó lên bộ máy tăng sinh tế bào hoặc quá trình tổng hợp nucleotide. Việc ghép nối phân tử của vismione E với các mục tiêu dự đoán cho thấy inosine-5'- monophosphate dehydrogenase 2 (IMDH2) có thể được coi là một trong những mục tiêu phân tử để tiếp tục nghiên cứu trong tương lai.

“Điều may mắn là vào thời điểm thực hiện đề tài, nhóm cũng đang nghiên cứu phân tách các hợp chất chuyển hóa từ chủng vi nấm Lopadostoma pouzarii 168CLC-57.3. Kết quả đã thu nhận thêm được 7 hợp chất tự nhiên, trong đó có 2 hợp chất mới đã được phát hiện, 2 hợp chất gliorosein và balticolid có hoạt tính gây độc tế bào ung thư.

Cũng trong nghiên cứu này, nhóm đã xây dựng thành công quy trình lên men cho chủng vi nấm Aspergillus sp. 1901NT-1.2.2 nhằm thu nhận được hợp chất kháng ung thư vismione E với hàm lượng cao”, TS Phan Thị Hoài Trinh cho biết.

Kết quả nghiên cứu khẳng định tiềm năng lớn của vi nấm biển từ vùng biển Khánh Hòa trong việc phát hiện các hợp chất kháng ung thư, mở ra cơ hội ứng dụng trong điều trị ung thư. Các nhà khoa học đã lưu trữ 65 chủng vi nấm biển tại bộ sưu tập vi sinh vật biển thuộc Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, tạo nền tảng vững chắc cho các nghiên cứu tiếp theo.

Ngoài các hợp chất kháng ung thư, vi nấm biển còn hứa hẹn khả năng ứng dụng trong điều trị nhiều bệnh khác như thuốc kháng sinh, bảo vệ tim mạch và chống oxy hóa. Hiện tại, nhóm cũng đang mở rộng nghiên cứu, tìm kiếm các hợp chất tiềm năng từ các chủng vi nấm biển định hướng cho những nghiên cứu sâu hơn nhằm phát triển các chế phẩm sinh học mới có khả năng kiểm soát vectơ truyền bệnh sốt xuất huyết an toàn và hiệu quả.

Với 16 năm nghiên cứu, TS. Phan Thị Hoài Trinh là tác giả và đồng tác giả của 44 bài báo, trong đó 26 bài được công bố trên các tạp chí quốc tế SCI/SCIE. Ngoài nghiên cứu, TS. Phan Thị Hoài Trinh cũng tham gia viết sách và hướng dẫn sinh viên, học viên cao học trong lĩnh vực công nghệ sinh học.