Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu khai thác dược liệu hải miên ở Khu vực Nam Trung Bộ (vùng biển Khánh Hòa-Bình Thuận) theo định hướng hoạt tính diệt tế bào ung thư nhằm tạo ra sản phẩm có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư
Mã số đề tài TĐDLB0.01/20-22
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Hóa sinh biển
Thuộc Danh mục đề tài Đề tài, dự án trọng điểm cấp Viện HLKHCNVN
Họ và tên PGS.TS. Phan Văn Kiệm
Thời gian thực hiện 01/01/2020 - 31/12/2022
Tổng kinh phí 6,300 triệu đồng
Xếp loại Đạt loại A
Mục tiêu đề tài

- Khảo sát, thu thập được 10 mẫu hải miên ở vùng biển Nam Trung Bộ (Vùng biển Khánh Hòa-Bình Thuận)
- Chiết xuất, phân lập, xác định được thành phần hóa học của 10 loài hải miên 
- Đánh giá được hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các hợp chất phân lập.
- Định lượng được một số hợp chất có hoạt tính bằng phương pháp HPLC.

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học: 
- Đã thu thập, làm tiêu bản, và định tên khoa học của 10 mẫu hải miên nghiên cứu là Aaptos aaptos (Schmidt, 1864), Amorphinopsis fenestrata (Ridley, 1884), Clathria (Thalysias) reinwardti (Vosmaer, 1880), Halichondria panicea (Pallas, 1766), Haliclona (Gellius) cymaeformis (Esper, 1806), Haliclona (Halichoclona) vansoesti (de Weerdt, de Kluijver & Gomez, 1999), Hippospongia fistulosa (Lendenfeld, 1889), Ianthella basta (Pallas, 1766), Rhabdastrella globostellata (Carter, 1883), và Xestospongea testudinaria (Lamark, 1815). Bên cạnh định danh bằng phân tích hình thái và cấu trúc spicule, loài Rhabdastrella globostellata (Carter, 1883) còn được định danh bằng phân tích chỉ thị DNA và so sánh với ngân hàng gen được công bố trên thế giới.
- Đã tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học của 10 mẫu hải miên, phân lập và xác định được 84 hợp chất khác nhau sử dụng các phương pháp phổ như phổ khối lượng phân giải cao, phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 chiều, 2 chiều, phổ lưỡng sắc tròn, tính toán lý thuyết số liệu phổ (NMR, ECD) bằng phần mềm chuyên dụng Spartan18, Gaussian16. Trong số 84 hợp chất xác định được có 23 hợp chất mới (5 hợp chất có khung carbon mới). Các hợp chất phân lập được thuộc về các nhóm chất merosesquiterpene, diterpene, sesterterpene, isomalabaricane triterpene và các analog, các axit béo và lactone không no mạch dài chứa brom, các hợp chất aaptamine alkaloid, các hợp chất phenolic, và dẫn xuất của indole. 10 hợp chất là dẫn xuất của indole, các hợp chất phenolic, và dẫn xuất nucleoside là những hợp chất phổ biến tìm thấy trong nhiều loài hải miên nghiên cứu. 
       Cụ thể: từ loài Rhabdastrella globostellata đã phân lập và xác định cấu trúc của 16 hợp chất trong đó có 7 hợp chất mới (3 hợp chất có khung carbon mới); phân lập 8 hợp chất đã biết từ loài Amorphinopsis fenestrata, 16 hợp chất từ loài Hippospongia fistulosa trong đó có 8 hợp chất mới, 8 hợp chất đã biết từ loài Haliclona (Gellius) cymaeformis; 8 hợp chất từ loài Haliclona (Halichoclona) vansoesti, 8 hợp chất từ loài Halichondria panicea trong đó có 1 hợp chất mới, 10 hợp chất từ loài Xestospongia testudinaria trong đó có 1 hợp chất mới, 13 hợp chất từ loài Aaptos aaptos trong đó có 4 hợp chất mới (hai hợp chất có khung carbon mới), 11 hợp chất từ loài  Clathria (Thalysias) reinwardti trong đó có 1 hợp chất mới, và 9 hợp chất từ loài Ianthella basta (lần đầu tiên phát hiện hợp chất holostane saponin có trong hải miên).
- Đã đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro trên 5 dòng tế bào bao gồm LU-1 (ung thư phổi người), MCF-7 (ung thư vú người), HepG2 (ung thư gan người), SK-Mel2 (ung thư da người), HEK-293A (tế bào thận gốc phôi ở người) nhận thấy có 13 hợp chất thể hiện hoạt tính gây độc tế bào với giá trị IC50 < 20 µM (trên ít nhất 01 dòng tế bào thử nghiệm) gồm: RG2, RG4 và RG8 (phân lập từ loài Rhabdastrella globostellata), HP1 và HP2 (phân lập từ loài Halichondria panicea), AA3, AA4, AA6 và AA7 (phân lập từ loài Aaptos aaptos), CR5 phân lập từ loài Clathria (Thalysias) reinwardti, IB2, IB5, và IB6 (phân lập từ loài Ianthella basta). Đặc biệt, hợp chất IB2 và IB5 có giá trị IC50 khoảng 1 µM, nhỏ hơn cả so với chất đối chứng dương ellipticine. Hợp chất CR5 gây độc tế bào ung thư nhưng ít gây độc tới tế bào lành. Cơ chế gây độc tế bào ung thư của hợp chất này bước đầu xác định theo con đường apoptosis.
- Các hợp chất RG1, RG2, RG8, CR5, IB2, và IB5 là những hợp chất có tác dụng gây độc tế bào tốt, có cấu trúc hóa học đặc biệt, đã được xác định hàm lượng của chúng có trong cặn chiết methanol các loài hải miên tương ứng bằng phương pháp HPLC-DAD và HPLC-HRMS. Hợp chất IB2 và IB5 có hàm lượng tương đối lớn 1.11% và 0.64% về khối lượng trong cặn chiết methanol loài Ianthella basta, có tiềm năng trong chiết xuất và tinh chế khối lượng lớn hoạt chất. 
Về ứng dụng:
- Đã xác định được hai hợp chất (IB2 và IB5) có hoạt tính gây độc tế bào tốt (IC50 ở khoảng 1 µM) có hàm lượng tương đối lớn (1.11% và 0.64% về khối lượng) trong cặn chiết methanol loài hải miên Ianthella basta có tiềm năng phát triển nghiên cứu ứng dụng.

 

Những đóng góp mới

- Đây là nghiên cứu đầu tiên về hóa học và hoạt tính sinh học của các loài hải miên Aaptos aaptos, Amorphinopsis fenestrata, Clathria (Thalysias) reinwardti, Halichondria panicea, Haliclona (Gellius) cymaeformis, Haliclona (Halichoclona) vansoesti, Hippospongia fistulosa (Lendenfeld, 1889), và Rhabdastrella globostellata ở Việt Nam. Trong đó, các loài A. fenestrate và H. fistulosa chưa có các công bố về thành phần hóa học trên thế giới.
- Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 23 hợp chất mới.
- Xác định được 5 hợp chất với 4 bộ khung carbon mới.
- Xác định cấu hình tuyệt đối của một số hợp chất dựa trên phân tích phổ ECD, NMR theo thực nghiệm và tính toán lý thuyết (theo TD-DFT và GIAO) trên phần mềm Gaussian16 và Spartan16.

Địa chỉ ứng dụng

Đề nghị áp dụng phát triển chiết xuất 02 hoạt chất có tác dụng gây độc tế bào tốt, có hàm lượng lớn từ loài hải miên Ianthella basta và phát triển sản phẩm có tác dụng điều trị ung thư từ 02 hoạt chất này. 

Kiến nghị

- Đề tài đã thực hiện đúng tiến độ và hoàn thành tốt các mục tiêu đề ra. Một số nội dung đạt được vượt so với thuyết minh. Chủ nhiệm đề tài kính đề nghị Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam cho phép được nghiệm thu đề tài.
- Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học đã phát hiện 23 hợp chất mới (trong đó có 5 hợp chất có khung carbon mới), nhiều lớp chất từ hải miên đã minh chứng cho sự đa dạng về thành phần hóa học của hải miên ở vùng biển Việt Nam. Cần tiếp tục các nghiên cứu về thành phần hóa học của hải miên để tìm kiếm các hợp chất mới, các hoạt chất phục vụ cho phát triển thuốc mới.
- Đề tài đã phát hiện 13 hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào tốt, trong đó có 02 hợp chất có hàm lượng lớn là định hướng quan trọng cho những nghiên cứu tiếp theo nhằm phát triển dược phẩm mới theo hướng phòng và chống ung thư do đó cần nghiên cứu sâu về cơ chế tác dụng gây độc tế bào để làm rõ và phát triển các hợp chất này thành hợp chất dẫn đường cho mục tiêu tìm kiếm các hoạt chất có tác dụng điều trị ung thư.

Ảnh nổi bật đề tài
1695975044517-Screen Shot 2023-09-28 at 4.18.57 PM.png