Đơn vị nghiên cứu: Phòng Dược lý, lâm sàng, Viện IRDOP
Abstract
Cancer is the major cause of mortality in the world. Methods commonly used for the treatment of cancer are chemotherapy, radiation therapy, and surgery. However, due to undesirable side effects, more attempts have been made to develop natural medicine for cancer treatment. Vietnam is a country with rich natural resources for development of fork medicine. However, investigation of anticancer properties of natural medicine used in daily treatment is still limited and required much more efforts. The present research aims to investigate anticancer properties of several fork medicines donated by the herb doctor Nguyen Van Phong by in vitro and in vivo models.
1. Tổng quan
Ung thư là căn bệnh có tỷ lệ tử vong cao và đang phát triển nhanh ở Việt Nam và trên thế giới. Bệnh gây nhiều hệ lụy về sức khỏe và có thể gây ra cái chết cho bệnh nhân nếu không được phát hiện và điều trị kịp thời. Hiên nay, các loại ung thư phổ biến ở Việt Nam bao gồm ung thư phổi, ung thư gan và ung thư dạ dày. Ngoài ra, ung thư vú và ung thư tử cung ngày càng trở nên phổ biến với phụ nữ ở Việt Nam.[1] Hiện nay, chưa có phương pháp điều trị nào có thể chữa trị triệt để bệnh ung thư. Các liệu pháp điều trị ung thư hiện nay tập trung vào sử dụng phẫu thuật, xạ trị, hóa trị…Tuy nhiên các phương pháp trên để lại nhiều di chứng và tác dụng phụ ảnh hưởng đến sức khỏe người bệnh. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các loại thuốc có nguồn gốc thiên nhiên để hỗ trợ điều trị ung thư là rất cần thiết. Nhiều loại thuốc hỗ trợ điều trị ung thư từ dược liệu tự nhiên đã được cấp phép sử dụng như paclitaxel, vincristine.[2]
Việt Nam là nước có hệ động thực vật vô cùng phong phú với khoảng 5000 loài cây dược liệu được ghi nhận và sử dụng làm thuốc. Sự phát triển của các bài thuốc Đông y và bài thuốc Nam trong những năm qua đã giúp cho người mắc bệnh nói chung và ung thư nói riêng có nhiều lựa chọn về các liệu pháp an toàn với chi phí thấp. Tuy nhiên các nghiên cứu dược lý và lâm sàng về khả năng hỗ trợ điều trị ung thư của các bài thuốc Nam, Đông y hiện nay còn rất hạn chế. Điều này dẫn đến hiệu quả sử dụng các bài thuốc trong hỗ trợ điều trị ung thư chưa cao. Do đó, để đánh giá tác dụng và nâng cao hiệu quả sử dụng của các loài dược liệu Việt Nam, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đánh giá khả năng hỗ trợ điều trị ung thư của các bài thuốc Nam do lương y Nguyễn Văn Phòng cung cấp trên mô hình in vitro và in vivo.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Chiết xuất dược liệu
Quy trình chiết các bài thuốc Nam (G, P, T) được thực hiện theo hướng dẫn phương pháp tại Viện nghiên cứu và phát triển các sản phẩm thiên nhiên.
2.2. Đánh giá khả năng gây độc tính với các dòng tế bào ung thư bằng bằng phương pháp Sulforhodramine B (SRB)[3],[4]
Các bài thuốc sau khi chiết và làm khô được pha với nồng độ 0.8, 4, 20, và 100µg/mL. Các dòng tế bào ung thư sử dụng trong thử nghiệm gồm dòng tế bào ung thư gan (HepG2), ung thư phổi (SK-LU-1) và ung thư tử cung (Hela). Trước khi tiến hành cấy chuyển tế bào, tiến hành bỏ phần môi trường đang dùng để nuôi tế bào trong đĩa pectri, dùng dung dịch PBS vô trùng để rửa lại tế bào. Sau đó, hút bỏ dung dịch PBS trong đĩa tế bào, dùng dung dịch trypsine 0.25% (wt/vol) trong EDTA để bóc lớp tế bào ra khỏi bề mặt đĩa. Kiểm tra nếu tế bào đã bong ra khỏi bề mặt đĩa thì bổ sung 10 lần thể tích môi trường FBS, trộn đều để tế bào phân tán vào môi trường. Tiếp theo, tiến hành chuyển toàn bộ hỗn hợp huyền phù tế bào và môi trường vào ống falcon loại 15 mL. Đếm nồng độ tế bào trong dung dịch bằng đĩa đếm và kính hiển vi và điều chỉnh mật độ tế bào trong hỗn hợp bằng môi trường nuôi cấy tế bào FBS để đạt nồng độ tế bào 2x104/1 giếng (50µL). Sau khi nồng độ tế bào đạt yêu cầu, lấy 50µL dung dịch chất chiết ở nồng độ khác nhau (bao gồm cả dung dịch đối chứng dương, âm) cho vào các giếng. Sau đó, lấy 50µL dung dịch hỗn hợp tế bào cho vào trong các giếng (đã bơm mẫu trước đó). Để hỗn hợp chất chiết và tế bào trong tủ ở điều kiện 37oC, CO2 5% trong vòng 72h. Sau thời gian xử lý, lấy 100 µL acid trichloroacetic 10% (wt/vol) lạnh cho vào các giếng sau đó cho vào tủ lạnh ở 4oC trong 1h. Dùng nước sạch rửa các giếng khoảng 5 lần để loại bỏ toàn bộ dung dịch trong giếng, làm khô bề mặt giếng bằng giấy thấm. Sau đó để cho các giếng tự khô ở nhiệt độ phòng (trong khoảng 2h). Chú ý, không bơm trực tiếp nước rửa vào trong đáy giếng, nơi các tế bào bám vào. Bơm 50 µL dung dịch SRB 0.04% (wt/vol) vào mỗi giếng. Để ở nhiệt độ phòng trong 1 h sau đó rửa các giếng bằng acid acetic 1% (vol/vol) (5 lần) để loại bỏ chất nhuộm màu không liên kết với tế bào. Sau đó để khô ở nhiệt độ phòng rồi tiến hành bơm 100 µL dung dịch bazo Tris 10 mM (pH 10.5) vào từng giếng và lắc nhẹ trong khoảng 10 phút để hòa tan các chất màu gắn với protein. Tiến hành đo độ hấp thụ ở bước sóng 510 nm trong máy ELISA (microplate reader). Kết quả được tính như sau:
% tế bào sống = Độ hấp thụ của mẫu/độ hấp thụ của đối chứng âm x 100%
% ty lệ ức chế/tiêu diệt tế bào = 100 - % tế bào sống
2.2. Đánh giá khả năng kháng ung thư của dược liệu trên mô hình chuột Swiss bị gây ung thư bằng dòng tế bào ung thư phổi (3LL)[2][5][6]
Chuột Swiss khỏe mạnh (trọng lượng từ 20-25g) được nuôi trong lồng nhựa tại viện IRDOP với chu kỳ 12h sáng/tối ở 23-25oC. Sau khi nuôi ổn định trong 7 ngày, chuột sẽ được gây u dưới da tại bụng bằng cách tiêm khoảng 2x106 tế bào ung thư 3LL cho mỗi con. Sau 5 ngày, khối u lên với kích thưởng khoảng 5 cm, tiến hành chia chuột thành các lô. Trong đó có Lô 1 là lô đối chứng âm, lô 2 là lô đối chứng dương (capecitabine 350 mg/kg thể trọng), các lô còn lại được xử lý bằng dịch chiết các bài thuốc với hàm lượng 1000 mg/kg thể trọng, có những lô được dùng để thăm dò liều. Sau khi cho chuột uống thuốc, cứ 2 ngày theo dõi tỷ lệ chết của chuột trên các lô. Cứ sau 7 ngày đo kích thước và tính thể tích của khối u trên các lô chuột. Thể tích khối u theo công thức V = a2 x b/2. Trong đó: a là chiều rộng khối u và b là chiều dài khối u. Phần trăm giảm kích thước khối u được tính theo công thức: % giảm kích thước khối u = 100% - 100xMT/MC. Trong đó, MT là trung bình thể tích khối u trên mẫu thử nghiệm và MC là thể tích trung bình của khối u trên mẫu đối chứng.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các bài thuốc nam
Mẫu bài thuốc chữa ung thư gan (G) có tác dụng gây độc với cả ba dòng tế bào ung thư gan, phổi, và tử cung. Ở liều lượng 100 µg/mL, mẫu cao chiết nước này có thể tiêu diệt được 73.56% tế bào ung thư gan, 69.03% tế bào ung thư phổi và 62.75% tế bào ung thư tử cung trong thí nghiệm này. Giá trị IC50 của mẫu bài thuốc chữa ung thư gan (G) trên 3 dòng tế bào ung thư lần lượt là: IC50 (G-tế bào ung thư gan) là 60.93 ± 6.64 (µg/mL), IC50 (G-tế bào ung thư phổi) là 72.94 ± 2.31 (µg/mL), IC50 (G-tế bào ung thư tử cung) là 67.19 ± 5.40 (µg/mL).
Tác dụng gây độc tế bào ung thư của mẫu bài thuốc chữa ung thư phổi trên ba dòng tế bào ung thư gan, phổi, tử cung được thể hiện ở bảng 1.1. Kết quả cho thấy tác dụng gây độc tế bào ung thư của mẫu bài thuốc chữa ung thư phổi lên ba dòng tế bào ung thư yếu hơn so với mẫu bài thuốc chữa ung thư gan. Ở liều lượng 100 µg/mL, mẫu cao chiết nước của bài thuốc này này chỉ có thể tiêu diệt được 22.04% tế bào ung thư gan, 48.67% tế bào ung thư phổi và 45.61% tế bào ung thư tử cung trong thí nghiệm này. Giá trị IC50 của mẫu bài thuốc chữa ung thư phổi (P) trên 3 dòng tế bào ung thư lần nằm ngoài giới hạn của nghiên cứu này. Điều này cho thấy hiệu quả tiêu diệt tế bào của bài thuốc chữa ung thư phổi (P) còn hạn chế.
Mẫu bài thuốc chữa ung thư tử cung (T) có tác dụng gây độc với cả ba dòng tế bào ung thư gan, phổi, và tử cung. Ở liều lượng 100 µg/mL, mẫu cao chiết nước này có thể tiêu diệt được 58.92% tế bào ung thư gan, 61.12% tế bào ung thư phổi và 55.23% tế bào ung thư tử cung trong thí nghiệm này. Giá trị IC50 của mẫu bài thuốc chữa ung thư tử cung (T) trên 3 dòng tế bào ung thư lần lượt là: IC50 (T-tế bào ung thư gan) là 77.23 ± 4.13 (µg/mL), IC50 (T-tế bào ung thư phổi) là 78.51 ± 2.56 (µg/mL), IC50 (T-tế bào ung thư tử cung) là 85.35 ± 3.85 (µg/mL).
Kết quả đánh giá hiệu quả diệt tế bào ung thư gan, phổi và tử cung của 3 bài thuốc chưa ung thư gan, phổi và tử cung cho thấy mẫu bài thuốc chữa ung thư gan cho hiệu quả diệt tế bào ung thư mạnh nhất ở cả 3 dòng tế bào ung thư gan, phổi và tử cung. Mẫu bài thuốc chữa ung thư tử cung cũng cho thấy hiệu quả diệt tế bào ung thư trên cả ba dòng ung thư gan, phổi và tử cung. Trong khi đó, mẫu bài thuốc chữa ung thư phổi cho hiệu quả diệt tế bào ung thư yếu nhất trong ba bài thuốc trên. Do đó, để đánh giá hiệu quả ức chế sự phát triển của khối u trên mô hình chuột bị gây u, chúng tôi lựa chọn mẫu bài thuốc chữa ung thư gan để thử nghiệm.
3.2. Tác dụng kháng ung thư của bài thuốc chữa ung thư gan trên mô hình chuôt thí nghiệm
Từ kết quả của nghiên cứu đánh giá tác dụng của các bài thuốc trên mô hình tế bào ung thư, chung tôi lựa chọn mẫu bài thuốc chữa ung thư gan để đánh giá tác dụng hỗ trợ điều trị ung thư trên mô hình chuột bị gây ung thư. Chuột sau khi được gây ung thư dưới bụng sẽ được chia thành 3 lô. Trong đó, lô 1 chuột ung thư được uống nước RO hàng ngày, lô 2 chuột được uống thuốc biệt dược trị ung thư capecitabine liều lượng 350 mg/kg thể trọng, lô 3 chuột được uống cao chiết cồn của bài thuốc. Kết quả nghiên cứu như sau:
3.2.1. Ảnh hưởng của bài thuốc đến tuổi thọ của chuột bị gây ung thư
Ảnh hưởng của các mẫu cao chiết đến tuổi thọ của chuột được thể hiện ở hình 1.1. Kết quả cho thấy, mẫu đối chứng dương sử dụng thuốc biệt dược capecitabine có tuổi thọ cao hơn so với mẫu đối chứng âm không sử dụng thuốc. Điều này phù hợp với thực tế hiện nay khi capecitabine là thuốc biệt dược đang được sử dụng để điều trị ung thư trong các liệu pháp điều trị hiện nay. Khi sử bài thuốc, thời gian sống của chuột được kéo dài hơn so với không sử dụng cũng như so với dử dụng thuốc capecitabine.
3.2.2. Ảnh hưởng của bài thuốc nam đến thay đổi kích thước khối u
Sự thay đổi kích thước khối u trên mô hình chuột thí nghiệm được thể hiện ở hình 1.2. Kết quả cho thấy, kích thước khối u ở mẫu đối chứng dương (uống capecitabine) giảm dần
Hình 1.2. Ảnh hưởng của bài thuốc nam đến sự thay đổi kích thước khối u trên mô hình nghiên cứu
trong quá trình nghiên cứu. Capecitabine là thuốc điều trị ung thư đã được tổ chức thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chứng nhận và được sử dụng rộng rãi trên thế giới để điều trị ung thư. Tác dụng làm giảm kích thước khối u của capecitabine đã được kiểm chứng trong nghiên cứu này khi kết quả cho thấy kích thước khối u của chuột trong lô nghiên cứu giảm dần trong thời gian sử dụng. Ở ô đối chứng âm kích thước khối u của chuột tăng nhanh sau 6 ngày thí nghiệm. Kích thước khối u của lô đối chứng âm giảm do các chuột có khối u phát triển bị chết. Điều này đã được thể hiện ở kết quả phần trước (tuổi thọ của chuột ở lô đối chứng âm là thấp nhất). Đối với lô sử dụng thuốc nam, sau 6 ngày sử dụng, sự phát triển của khối u trên lô thí nghiệm được kiểm soát. Điều đó thể hiện ở kết quả những ngày sau đó, kích thước khối u không tăng mà có xu hướng giảm. Điều này chứng tỏ bài thuốc nam đã có hiệu quả trong việc kiểm soát sự phát triển của ung thư trên mô hình thí nghiệm.
4. Kết luận và kiến nghị
4.1. Kết luận
Các mẫu bài thuốc chữa ung thư gan, phổi và tử cung do lương y Nguyễn Văn Phòng nghiên cứu và phát triển có khả năng tiêu diệt nhiều dòng tế bào ung thư như dòng tế bào ung thư gan, phổi và tử cung trên mô hình thử nghiệm tế bào. Trong đó, mẫu bài thuốc chữa ung thư gan thể hiện hoạt lực diệt tế bào ung thư mạnh nhất trên cả 3 dòng tế bào ung thư gan, phổi và tử cung với khả năng diệt 72.56% tế bào ung thư gan, 69.03% tế bào ung thư phổi, và 62.75% tế bào ung thư tử cung ở nồng độ xử lý 100 µg/ml trong thí nghiệm tế bào.
Trong thí nghiệm trên mô hình chuột bị gây ung thư, bài thuốc nam đã cho thấy khả năng kiểm soát sự phát triển của khối u. Đặc biệt, sử dụng bài thuốc cho thời gian sống của chuột bị ung thư lâu nhất 23.4 ngày so vơi mẫu không uống thuốc 18.8 ngày và mẫu uống thuốc biệt dược capecitabine 20.2 ngày.
Kiến nghị
Các thành phần hoạt chất trong các bài thuốc rất phong phú, do đó để đánh giá chính xác và xây dựng công thức bài thuốc có hiệu quả tốt cần nghiên cứu phân tích thành phần hóa học và hàm lượng của các nhóm dược chất chính trong bài thuốc. Nghiên cứu các phương pháp chiết tách và phân đoạn các nhóm hoạt chất trong bài thuốc. Đánh giá tác dụng của từng nhóm hoạt chất trong bài thuốc đến quá trình điều trị ung thư bao gồm các nhóm chất có tác dụng ức chế và tiêu diệt tế bào ung thư, các nhóm chất có tác dụng dẫn các hoạt chất đến vùng khối u từ đó xây dựng công thức bài thuốc cho phù hợp.
Sự khác nhau về hiệu quả giữa nghiên cứu trên mô hình tế bào với mô hình động vật thử nghiệm cho thấy, cần bổ sung thêm vào bài thuốc các thành phần giúp các hoạt chất có thể đi qua được các rào cản sinh học để đến được khối u như rào cản tại thành ruột, màng mạch máu, màng tế bào ung thư nơi mà sự hấp thụ và chuyển hóa của các hoạt chất bị tác động rất lớn bởi các protein vận chuyển (hấp thụ vào, đẩy ra) và các enzyme chuyển hóa và đào thải hoạt chất trong quá trình hấp thụ.
Tài liệu tham khảo
[1] Nhóm đối tác y Tế, Bộ Y tế Việt Nam. Báo cáo chung tổng quan ngành y tế năm 2016.
[2] D. T. Thao, N. T. Nga, N. A. Van, K. D. Hung. Potential Anticancer Activities of a Combination of Curcumin , Ginger Oleoresin , and Rutin Solid Lipid Nanoparticles ( Vietlife-Antican ) in LLC Tumor-Bearing Mice. 2019, 7
[3] V. Vichai, K. Kirtikara. Sulforhodamine B colorimetric assay for cytotoxicity screening. 2006, 1, 1112.
[4] E. A. Orellana, A. L. Kasinski. Sulforhodamine B (SRB) Assay in Cell Culture to Investigate Cell Proliferation. Bio Protoc. 2017, 6, 1.
[5] A. Faustino-rocha, P. A. Oliveira, J. Pinho-oliveira. Estimation of rat mammary tumor volume using caliper and ultrasonography measurements. Nat. Publ. Gr.2013, 42, 217.
[6] N. Blatt, S. F. Khaiboullina, V. C. Lombardi, A. Rizvanov. In vivo screening models of anticancer drugs. Life Sci. J. 2013, 10, 1892.