Đi từ hỗn hợp chiết đến từng cấu trúc hóa học

Một mẫu thân hoặc rễ cây khi được đưa vào phòng thí nghiệm không cho ngay câu trả lời bên trong có những hợp chất nào. Sau khi nguyên liệu được làm khô và chiết bằng dung môi, nhà nghiên cứu thu được một hỗn hợp chứa nhiều cấu tử khác nhau. Công việc tiếp theo là tách từng phần, tiếp tục tinh sạch rồi xác định cấu trúc của từng chất.

Đó cũng là quá trình NCS. Nguyễn Thị Mỹ Hương, ngành Hóa hữu cơ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM, thực hiện với cây dủ dẻ trâu có tên khoa học Melodorum fruticosum. Mẫu thân và rễ được thu tại Lâm Đồng, sau đó trải qua các bước phân lập bằng sắc ký và phân tích bằng nhiều kỹ thuật phổ.

Những phương pháp như phổ khối phân giải cao, cộng hưởng từ hạt nhân một và hai chiều, phổ lưỡng sắc tròn điện tử hay đo độ quay cực riêng được kết hợp để xác định công thức và cấu hình của các phân tử. Với hóa học hợp chất tự nhiên, đây là công đoạn quan trọng bởi hai hợp chất có cùng công thức phân tử vẫn có thể khác cách các nguyên tử sắp xếp trong không gian và từ đó khác đặc tính sinh học.

Từ toàn bộ quá trình, luận án xác định cấu trúc của 42 hợp chất thuộc nhiều nhóm như alkaloid, flavonoid, hợp chất phenolic và acid carboxylic. Trong số đó, 32 hợp chất chưa từng được ghi nhận trước đây ở loài dủ dẻ trâu.

Đáng chú ý hơn, sáu hợp chất được xác định là chưa từng được công bố trong tự nhiên. Chúng gồm hai pyronomelodorone cùng bốn cấu trúc thuộc các nhóm hóa học khác nhau. Việc xác định một hợp chất mới không đồng nghĩa chất đó lập tức có giá trị dược lý, nhưng nó bổ sung một cấu trúc mới vào kho dữ liệu hóa học tự nhiên và mở ra khả năng tiếp tục khảo sát đặc tính của phân tử.

NCS. Nguyễn Thị Mỹ Hương trình bày kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây dủ dẻ trâu trước hội đồng ngày 22/8/2026. Ảnh: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM.

Thử một mắt xích trong chuyển hóa carbohydrate

Bên cạnh việc xác định cấu trúc, nhóm nghiên cứu còn khảo sát hoạt tính sinh học của các phân đoạn chiết và những hợp chất đã phân lập. Một trong những phép thử tập trung vào enzyme α-glucosidase.

Enzyme này tham gia giai đoạn cuối của quá trình phân giải carbohydrate trong ruột, tạo ra glucose để cơ thể hấp thu. Vì vậy, ức chế α-glucosidase là một trong những cơ chế đã được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển thuốc kiểm soát đường huyết sau ăn.

Trong một công bố của Nguyễn Thị Mỹ Hương và PGS.TS. Đỗ Thị Mỹ Liên, sáu hợp chất được phân lập từ phần thân cây đã được thử in vitro. Các chất gồm ba flavonoid và ba amide. Giá trị IC50 đo được nằm trong khoảng 0,12 đến 11 micromol, trong điều kiện của phép thử enzyme.

IC50 là nồng độ cần thiết để làm giảm 50% hoạt tính của đối tượng thử nghiệm. Con số càng thấp thường phản ánh khả năng ức chế càng mạnh trong chính hệ thử đó. Tuy nhiên, kết quả này không thể được chuyển thẳng thành nhận định rằng một hợp chất có khả năng điều trị đái tháo đường.

Từ một phân tử ức chế enzyme trong ống nghiệm đến một thuốc sử dụng cho người còn phải trả lời nhiều câu hỏi khác về hấp thu, chuyển hóa, độc tính, liều dùng, độ chọn lọc và hiệu quả trên cơ thể sống. Vì vậy, dữ liệu hiện tại phù hợp để xác định những cấu trúc đáng được nghiên cứu tiếp hơn là kết luận về hiệu quả điều trị.

Hoa và lá của Melodorum fruticosum, loài thực vật được sử dụng trong nghiên cứu. Mẫu thân và rễ trong luận án của NCS. Nguyễn Thị Mỹ Hương được thu tại Lâm Đồng. Ảnh: Royal Park Rajapruek.

Sáu chất mới chưa phải sáu ứng viên thuốc

Một điểm dễ bị đẩy quá xa khi viết về hóa học tự nhiên là đồng nhất việc phát hiện cấu trúc mới với phát hiện thuốc mới. Hai việc này cách nhau khá xa.

Với sáu hợp chất mới trong luận án, đóng góp chắc chắn hiện nay là việc xác định được cấu trúc hóa học và bổ sung dữ liệu phổ. Những dữ liệu như NMR, phổ khối hay lưỡng sắc tròn có giá trị tham chiếu khi các phòng thí nghiệm khác gặp lại hợp chất tương tự hoặc tiếp tục nghiên cứu mối liên hệ giữa cấu trúc với hoạt tính.

Ngay trong cùng một loài cây, các phần khác nhau cũng có thể cho thành phần hóa học khác nhau. Điều kiện sinh trưởng, vùng thu mẫu, mùa thu hái và cách chiết tách cũng có thể ảnh hưởng đến những gì được tìm thấy. Vì vậy, kết quả từ mẫu cây tại Lâm Đồng không nên được suy rộng thành đặc tính cố định cho mọi mẫu dủ dẻ trâu ở Việt Nam.

Nghiên cứu cũng có phần đánh giá gây độc tế bào trên một số dòng tế bào, nhưng kết quả trên dòng tế bào chỉ là bước sàng lọc ban đầu. Một hợp chất làm giảm khả năng sống của tế bào ung thư trong môi trường nuôi cấy chưa đủ để gọi là chất chống ung thư, bởi còn phải xem xét độ chọn lọc với tế bào bình thường và nhiều tầng thử nghiệm tiếp theo.

NCS. Nguyễn Thị Mỹ Hương cùng hội đồng đánh giá và người hướng dẫn sau buổi bảo vệ luận án tiến sĩ ngành Hóa hữu cơ. Ảnh: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM.

Luận án của NCS. Nguyễn Thị Mỹ Hương nối tiếp một quá trình nghiên cứu dài hơn thay vì chỉ xuất hiện tại buổi bảo vệ. Một phần kết quả về các flavonoid, amide và khả năng ức chế α-glucosidase đã được công bố trước đó, qua đó cho phép đối chiếu dữ liệu luận án với một công trình khoa học đã qua phản biện.

Phần mới được tổng hợp trong luận án năm 2026 nằm ở bức tranh rộng hơn về thành phần hóa học của cả thân và rễ, cùng việc xác định thêm những hợp chất chưa từng được báo cáo. Từ đây, bước tiếp theo sẽ không chỉ là tiếp tục tìm thêm phân tử mà còn phải xác định chất nào thực sự đáng đưa sang những thử nghiệm sinh học sâu hơn.

Với một nguồn thực vật bản địa, giá trị của nghiên cứu trước hết nằm ở việc biết chính xác bên trong có gì, cấu trúc ra sao và hoạt tính được ghi nhận đến mức nào. Sáu hợp chất mới vì thế là điểm khởi đầu cho những câu hỏi tiếp theo, chưa phải điểm kết thúc của quá trình phát triển một sản phẩm dược.