(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu hoạt tính cảm ứng sự hình thành xương của dẫn xuất polysaccharide từ hạt cây me (tamarindus indica l )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Nguyễn Văn Ngọc

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CẢM ỨNG SỰ HÌNH THÀNH XƯƠNG
CỦA DẪN XUẤT POLYSACCHARIDE TỪ HẠT CÂY ME
(Tamarindus indica L.)

LUẬN VĂN THẠC SĨ: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Hà Nội - 2021

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Nguyễn Văn Ngọc

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH CẢM ỨNG SỰ HÌNH THÀNH XƯƠNG
CỦA DẪN XUẤT POLYSACCHARIDE TỪ HẠT ME
(Tamarindus indica L.)
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 8420114
LUẬN VĂN THẠC SĨ: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Hướng dẫn 1: PGS.TS. Nguyễn Thị Mai Phương
Hướng dẫn 2: TS. Nguyễn Thị Hồng Minh

Hà Nội - 2021

Luan van


1

MỞ ĐẦU

Lỗng xương đang là căn bệnh phở biến toàn cầu. Loãng xương làm
tăng tính dòn của xương dẫn đến dễ bị gãy, vì thế ảnh hưởng nghiêm trọng
đến sức khỏe, cuộc sống của mỗi cá nhân và cả cộng đồng xã hội. Tổ chức y
tế thế giới đang rất quan tâm và mong muốn cải thiện được tình trạng này,
nhằm nâng cao sức khỏe cũng như chất lượng cuộc sớng của con người. Tỷ lệ
người bị lỗng xương đang ngày một tăng lên ở cả các nước phát triển và
đang phát triển, đặc biệt là với những người có tuổi. Các số liệu thống kê cho
thấy khoảng trên 200 triệu người trên toàn thế giới bị bệnh này và khoảng 2,8
triệu người Việt Nam đang mắc phải bệnh loãng xương.
Loãng xương xảy ra do sự mất cân bằng giữa sự mất xương và sự hình

thành xương, trong đó sự hình thành xương xảy ra chậm hơn sự mất xương.
Vì vậy, các nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm các chất có hoạt tính làm
tăng sự hình thành xương hoặc làm giảm sự mất xương để điều trị loãng
xương đang là hướng nghiên cứu rất được quan tâm. Phần lớn các thuốc trên
thị trường là các tác nhân làm giảm sự mất xương. Trong khi đó, chỉ có rất ít
chất có khả năng cảm ứng làm tăng sự tạo xương. Thêm vào đó, việc sử dụng
các thuốc hóa học hiện nay để xử lý lỗng xương có mợt sớ hạn chế về hiệu
quả cũng như gây phản ứng phụ khi sử dụng lâu dài. Do đó, việc phát hiện và
sử dụng những chất tự nhiên có khả năng cảm ứng tái tạo xương mới, ít gây
phản ứng phụ để xử lý bệnh lỗng xương và duy trì đợ bền của xương là
hướng nghiên cứu mới, có nhiều tiềm năng ứng dụng để điều trị bệnh loãng
xương cũng như các bệnh liên quan khác.
Theo thống kê của Viện Dược liệu thì nước ta có khoảng 4000 lồi thực
vật được dùng làm thuốc ở các mức độ khác nhau. Các số liệu trên đây cho
thấy tiềm năng to lớn của nguồn dược liệu Việt Nam rất phong phú, có thể sử
dụng như nguồn nguyên liệu tiềm năng trong các nghiên cứu sàng lọc nhằm
tìm ra những hợp chất có hoạt tính dược học quý hiếm, trong đó có các chất
có tác dụng cảm ứng tái tạo xương mới và hiệu quả.

Luan van


2
Cây me (Tamarindus indica L.) thuộc họ Đậu (Fabaceae), là cây bản
địa của vùng nhiệt đới châu Phi nhưng được phân bố rộng rãi trên toàn thế
giới ở trên 50 quốc gia và cũng được trồng phổ biến ở Việt Nam.
Polysaccharide từ hạt me (TSP) có nhiều hoạt tính sinh học quý và được ứng
dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. TSP có khả năng chống oxy
hóa, hạ cholesterol, giảm khả năng xơ vữa thành mạch máu. TSP cũng có thể
sử dụng như là một chất làm đặc và ởn định, làm tác nhân gel hóa, làm chất

làm ổn định nước đá tinh thể và thay thế tinh bột vì nó có tính chất tương tự
như tinh bột nhưng ổn định hơn. TSP đã được thử nghiệm có hiệu quả trong
điều trị bệnh về tiêu hóa và được sử dụng làm chất mang thuốc chữa bệnh đại
tràng. Liên quan đến hướng nghiên cứu về tác dụng lên bảo vệ xương, các
hợp chất tách chiết từ hạt me cũng đã được chứng minh là có tác dụng tích
cực đối với mợt sớ bệnh xương khớp. Ngồi ra, các hợp chất polysaccharide
tự nhiên từ quả me cũng đang được nghiên cứu theo hướng tạo vật liệu sinh
học scaffold ứng dụng trong y dược. Mặc dù các công trình công bố đã chứng
tỏ TSP và các dẫn xuất của nó có nhiều hoạt tính sinh học quý, có khả năng
ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng các nghiên cứu sâu
về cơ chế tác dụng của TSP và các dẫn xuất của nó đối với quá trình biệt hóa
tế bào tạo xương vẫn còn thiếu vắng. Cho đến nay, chưa có cơng trình nào
nghiên cứu một cách tồn diện và đầy đủ ảnh hưởng của TSP và các dẫn
xuất của nó, đặc biệt là dẫn suất sulphate, đến q trình tái tạo xương
(TTX).
X́t phát từ những tờn tại chung, xu hướng nghiên cứu hiện nay, cũng
như để góp phần khai thác nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú của nước ta,
chúng tôi thực hiện đề tài luận văn: “Nghiên cứu hoạt tính cảm ứng sự hình
thành xương của dẫn xuất polysaccharide từ hạt me (Tamarindus indica
L.)” nhằm đánh giá đầy đủ tác dụng cảm ứng sự hình thành xương của dẫn
xuất TSP tiềm năng trên mô hình in vitro.

Luan van


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 TỔNG QUAN VỀ LOÃNG XƯƠNG

1.1.1. Lịch sử, định nghĩa, và phân loại loãng xương
1.1.1.1. Lịch sử bệnh loãng xương
Loãng xương được xác định xuất hiện từ thời Ai Cập cổ đại năm 990 –
TCN khi tìm thấy các xác ướp có bướu ở người hạ cấp. Thế kỷ 18, bác sĩ
phẫu thuật người Anh John Hunter đã phát hiện ra rằng khi xương mới được
đặt trong cơ thể, xương cũ sẽ bị phân hủy hoặc được tái hấp thụ. Quá trình
phân hủy hay tái hấp thu này được chứng minh là đóng vai trò quan trọng
trong bệnh loãng xương.
Năm 1830, nhà nghiên cứu bệnh học người Pháp Jean Lobstein nhận
thấy rằng xương của một số bệnh nhân bị thủng lỗ lớn hơn thông thường và
ơng đã đặt ra tḥt ngữ lỗng xương (xương xớp) để mơ tả sự thay đởi của
xương người.

Bình thường

Lỗng xương

Hình 1.1. Cấu trúc mơ xương người bình thường so với người loãng xương [1]

Luan van


4
Mặc dù có lịch sử lâu đời nhưng định nghĩa bệnh lỗng xương mới chỉ
được Tở chức Y tế Thế giới (World Health Organization - WHO) chính thức
đưa ra vào năm 1991 tại Thụy Sĩ và tiếp tục hoàn thiện cập nhật vào năm
2001[1].
Lỗng xương được định nghĩa là mợt tình trạng rối loạn chuyển hóa
của bộ xương làm giảm sức mạnh của xương dẫn đến làm tăng nguy cơ gãy
xương. Sức mạnh của xương được phản ánh thông qua hai yếu tố: khối lượng

xương và chất lượng xương [2]. Đo mật đợ xương sẽ cho ta biết lượng chất
khống trong 1 đơn vị diện tích hoặc thể tích của xương. Còn chất lượng
xương được đánh giá bởi các thông số: cấu trúc của xương, tốc độ chuyển hóa
của xương, độ khoáng hóa, mức độ tổn thương tích lũy, tính chất của các chất
cơ bản của xương.
1.1.1.2. Phân loại bệnh lỗng xương
Dựa vào các ́u tớ ảnh hưởng đến chủn hóa xương, loãng xương có
thể được phân thành hai nhóm chính là loãng xương nguyên phát (type 1 và
type 2) do t̉i tác hoặc tình trạng mãn kinh và lỗng xương thứ phát do một
số bệnh mạn tính hoặc liên quan đến sử dụng một số loại thuốc…
1.1.2. Cơ chế và các phương pháp điều trị bệnh loãng xương
1.1.2.1. Cơ chế
Lỗng xương x́t phát từ sự mất cân đới giữa hai hoạt động tạo xương
và hủy xương mà cụ thể là lượng xương bị đào thải nhiều hơn lượng xương
mới thay.
Ở cấp độ phân tử, mô xương được cấu thành từ tế bào tạo xương
(osteoblast), tế bào hủy xương (osteoclast) và nhóm một số tế bào khác.
Những tế bào này tương tác với một số chất khoáng, protein, hormone và các
phân tử khác để nuôi dưỡng xương, liên tục đục bỏ xương cũ thay bằng
xương mới. Tế bào tạo xương (osteoblast) có nguồn gốc từ tế bào gốc trung
mô (mesenchymal stem cell – MSC) có tác động thay đổi đến cấu trúc xương,
tạo những lớp xương góp phần tạo lực của xương. Những tế bào này khi đặt
trong điều kiện thích hợp có thể chuyển hóa thành tế bào xương nhưng trong

Luan van


5
điều kiện khác chúng cũng có thể trở thành tế bào cơ, mỡ hoặc sụn. Tế bào
hủy xương (osteoclast) là những tế bào xuất phát từ tế bào tạo máu có chức

năng đục bỏ xương cũ hay xương bị tổn hại qua một quá trình phân hủy chất
khoáng. Trong điều kiện bình thương, chức năng của tế bào hủy xương và tế
bào tạo xương hoạt động mức độ tương đương nhau và tín hiệu của loại tế bào
này ảnh hưởng đến loại tế bào kia.
Trong cơ thể con người, mô xương được cấu thành từ trong bụng mẹ và
được làm mới duy trì sự phát triển qua hai quá trình là modelling và
remodelling. Hai quá trình này xảy ra với những cơ chế riêng biệt để biệt hóa
các nhóm tế bào xương, giúp đạt được sự tạo thành xương hoặc làm mới
xương. Hai quá trình này, phối hợp nhau trong quá trình phát triển xương để
định dạng xương thích hợp, duy trì nồng độ huyết thanh của các ion và sửa
chữa các vùng cấu trúc xương bị tởn thương.

Hình 1.2. Quá trình remodel [3]

Luan van


6
Quá trình remodel là quá trình chu chuyển xương từ lúc còn nhỏ đến
trước khi trưởng thành (18-20 tuổi). Chức năng của quá trình là hoàn chỉnh
khối xương làm cho xương thay đổi kích thước hình dạng và tăng trưởng.
Trong quá trình này, hai hoạt động tạo và hủy xương xảy ra một cách độc lập
tại một vị trí, hoạt động tạo xương diễn ra mạnh hơn hủy xương. Quá trình
remodel là quá trình diễn ra liên tục, suốt đời, nhưng tốc độ xảy ra giảm dần
theo tuổi tác. Chức năng của quá trình là duy trì mật độ xương, phân hủy
những mảng xương cũ hay xương bị tổn hại và thay thế bằng những mảng
xương mới. Remodel là quá trình rất cần thiết để duy trì lực của xương. Quá
trình này luôn xảy ra theo trình tự gồm: hoạt hóa (activation), hủy xương
(resorption), trung gian (reversal), hình thành xương (bone formation) và
khống hóa (mineralization).

Q trình remodel được bắt đầu khi các tế bào hủy xương (osteoclast)
được biệt hóa và hoạt động để loại bỏ xương già, xương hỏng bằng cách hấp
thu các chất khoáng để lại những lỗ hổng trên bề mặt xương. Tế bào đơn nhân
(monocuclear cells) thu dọn các mảnh vụn được thải ra trong hoạt động hủy
xương và chuẩn bị bề mặt đã được phục hồi trước khi tế bào tạo xương
(osteoblast) sửa chữa xương bị tổn hại. Tiếp theo, tế bào tạo xương tổng hợp
các thành phần hữu cơ và vô cơ của xương, thay thế phần xương đã bị hấp thụ
thông qua quá trình biệt hóa tế bào tạo xương (osteoblast differentiation). Sự
khoáng hóa xương (mineralization) và sự biệt hóa của một số tế bào tạo
xương thành tế bào xương (osteocytes) là giai đoạn ći để hoàn thành quá
trình tái mơ hình [4].
Trong q trình remodel, hai hoạt đợng tạo và hủy xương diễn ra trên
bề mặt xương với tốc độ 2-10% xương hằng năm. Trước khi bước vào giai
đoạn trưởng thành hoạt động tạo xương diễn ra tương đương hoạt động hủy
xương, do đó mật độ xương đạt mức độ cao ở độ tuổi 20-30. Sau khi đạt mức
tối đa, xương bắt đầu suy giảm với tốc độ khác nhau theo độ tuổi. Sau thời kỳ
mãn kinh vài năm ở nữ và sau 50 tuổi ở nam, hoạt động hủy xương lấn át hoạt
động tạo xương, tỷ lệ hủy xương và tạo xương mất cân bằng mà cụ thể là sự
hình thành xương ít hơn sự hấp thụ xương, sẽ gây mất cân bằng nội mô xương

Luan van


7
và dẫn đến tình trạng cơ thể bắt đầu mất xương, mật độ xương, trọng lượng và
độ cứng của xương giảm dẫn đến tình trạng lỗng xương.
Trong q trình remodel, một số protein và các nhân tố như osterix
(OSX), COX2 và Runx2 tham gia vào quá trình làm tăng sự biểu hiện của
alkaline phosphatase (ALP), osteopontin (OPN) và osteocalcin (OSC). Đây là
những nhân tố quyết định sự tạo ra tế bào xương trưởng thành (mature

osteoblast) (Hình 1.3).
Tế bào gớc trung mô từ tủy xương (MSC) đến thời điểm này đã được
chứng minh là dòng tế bào gốc đa năng, với khả năng biệt hóa giới hạn trong
các dòng tế bào thuộc lớp trung mô như tế bào xương, sụn, và mỡ. Tuy nhiên,
một số thí nghiệm khác cũng cho thấy rằng dòng tế bào gốc này cũng có khả
năng biệt hóa thành tế bào gan, tế bào tim, tế bào thần kinh nhưng quá trình
biệt hóa rất nhiều giai đoạn và có tỉ lệ thành cơng thấp.

Hình 1.3. Sơ đồ q trình phát triển biệt hóa tế bào gốc (MSC) thành tế bào
tạo xương [5]

Luan van


8

Quá trình biệt hóa tế bào xương trưởng thành từ tế bào gốc MSC trải
qua 4 giai đoạn được chỉ ra trong hình 1.3. Bắt đầu của quá trình là từ tế bào
gốc ở tủy – MSC (1), trải qua giai đoạn tăng sinh - proliferation (2) để trở
thành tiền tế bào xương – pre-osteoblast (3) và qua giai đoạn khoáng hóa
(mineralization) để trở thành tế bào xương trưởng thành – mature osteoblast
(4) [2].
1.1.2.2. Các phương pháp điều trị loãng xương
Kiểm soát lỗng xương có thể khơng dùng th́c bao gồm việc cung
cấp đủ canxi và vitamin D, tập thể dục tăng cân, cai thuốc lá, hạn chế uống
rượu / caffein và các kỹ thuật phòng ngừa bị ngã.
Trong trường hợp phải điều trị lỗng xương dùng th́c thì định hướng
hiên nay tập trung vào hai hướng là:
 Ức chế sự hấp thụ xương bởi tế bào hủy xương (osteoclast)
 Làm gia tăng các nhân tố tái tạo xương (TTX) thơng qua biệt hóa các tế

bào tạo xương (osteoblast differntiation).
Hiệu quả điều trị của thuốc phụ thuộc vào tuổi tác, giới tính và sức
khỏe của bệnh nhân. Các chất ức chế đang được sử dụng là bisphosphonates,
chất chủ vận/ đối kháng estrogen [EAAs], estrogen, calcitonin và
denosumab). Bisphosphonates vẫn là lựa chọn điều trị hàng đầu và tiết kiệm
chi phí nhất cho bệnh loãng xương, nhưng ngày càng có nhiều lo ngại về tính
an toàn lâu dài của chúng. Tuy nhiên, khơng phải tất cả các loại th́c điều
trị lỗng xương đều được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA)
chấp tḥn để điều trị lỗng xương. Th́c điều trị đầu tay cho hầu hết bệnh
nhân có nguy cơ gãy xương cao bao gồm alendronate, risedronate, zoledronic
acid và denosumab. Đối với những người không thể sử dụng liệu pháp uống
và có nguy cơ gãy xương cao, nên sử dụng teriparatide, denosumab hoặc axit
zoledronic. Đới với nam giới bị lỗng xương, điều trị đầu tay là dung thuốc
bisphosphonates [6].

Luan van


9
Hầu hết những liệu pháp điều trị loãng xương hiện nay tập trung vào
giải pháp làm giảm sự mất xương nhưng không khôi phục lại được khối lượng
xương đã bị mất và độ cứng của xương, liệu pháp làm gia tăng TTX còn ít
được đề cập đến [6]. Vì vậy, hướng nghiên cứu và ứng dụng những nhân tố
(factor) kích thích TTX để phục hồi một phần khối lượng xương đã bị mất,
sửa chữa sự mất cân bằng các đặc điểm vi cấu trúc xương xớp do lỗng xương
nhờ đó làm tăng độ cứng của xương và kết hợp giữa các nhân tố kìm hãm sự
mất xương với kích thích TTX đang là hướng nghiên cứu mới và đầy triển
vọng cho điều trị loãng xương.
Sử dụng các chất có khả năng cảm ứng TTX, người ta có thể tạo vật
liệu sinh học mới ở dạng “giá đỡ” ba chiều (3D scaffold) có khả năng điều trị

bệnh [6]. Vật liệu này là một khuôn ngoại bào nhân tạo với nhiều lỗ xốp và có
khả năng phân hủy sinh học, bao gồm các tế bào nuôi cấy, các phân tử tín
hiệu (các nhân tố tăng trưởng hay chất TTX) và khuôn 3D. Các tế bào và
phân tử tín hiệu sẽ được cấy vào khuôn 3D scaffold và sau đó được đưa vào
vùng xương cần ghép để cảm ứng sự tăng trưởng và sản sinh xương mới. Sau
khi scaffold được đưa vào cơ thể, tế bào sẽ bám dính, phân chia, biệt hóa, di
chuyển vào các lỗ scaffold, đồng thời tiết ra các thành phần nền ngoại bào cần
thiết để tạo mô và tổ chức hình thành mô khỏe mạnh bình thường [7].
1.1.3. Tình hình nghiên cứu lỗng xương trên thế giới và ở Việt
Nam
1.1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Trong các nghiên cứu đã được công bố, hợp chất berberine được
nghiên cứu khá nhiều và đã được chứng minh là có thể làm giảm loãng xương
bằng cách ức chế hoạt tính của tế bào hấp thụ xương osteoclast và kích thích
biệt hóa tế bào tạo xương osteoblast. Li và cs., [8] đã chứng minh rằng
berberine làm ngăn chặn sự suy giảm mật độ khoáng hóa xương in vivo và in
vitro bằng cách ức chế sự hấp thụ xương bởi tế bào hấp thụ xương osteoclast.
Ngoài ra, berberine còn cảm ứng sự chết tế bào hấp thụ xương osteoclast theo
con đường apoptosis. Nhóm nghiên cứu sau đó cũng đã chứng minh rằng
berberine có thể ngăn chặn sự mất xương ở những người bị loãng xương do

Luan van


10
sự già hóa [9]. Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của berberine đến quá trình biệt
hóa tế bào tạo xương (osteoblast differentiation), Lee và cs., [10] đã cho thấy
berberine làm tăng sự hình thành xương (bone formation) thông qua việc hoạt
hóa nhân tố phiên mã chính trong quá trình tạo xương (Runx2) bởi protein
p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK), từ đó chứng minh berberine

có thể là nhân tố tiềm năng để điều trị các rới loạn liên quan đến bao gờm
lỗng xương, xương. Nghiên cứu của Han và cs., [11] đã chỉ ra hợp chất dẫn
xuất của berberine (berberine bioisostere Q8) có thể cảm ứng biệt hóa tế bào
tạo xương in vitro.
Trong một nghiên cứu khác với hợp chất từ quả me, Sundaram và cs.,
[12] đã chứng tỏ hiệu quả chống viêm khớp của dịch chiết hạt me (tamarind
seed extract- TSE). TSE đóng vai trò là một nhân tố ức chế sự thoái hóa sụn,
phân hủy xương và kháng viêm. Nghiên cứu của Sanyasi và cs., [13] đã mô tả
và xác định một hydrogel mới đóng vai trò là một vật liệu cho kỹ nghệ mô
xương (bone tissue engineering), trong đó carboxyl methyl tamarind
polysaccharide là một polymer bán tổng hợp từ quả me. Nhóm tác giả chứng
minh rằng vật liệu này là thích hợp cho sự bám dính, sự sinh trưởng một cách
hiệu quả các tế bào tiền tạo xương (bone precursor cells). Gần đây, nhóm
nghiên cứu này đã tìm ra một vật liệu mới được tổng hợp từ polysaccharide tự
nhiên có nguồn gốc từ bột quả me được gắn với acrylic acid (AA) là TKP –
AA có tiềm năng sử dụng như là vật liệu sinh học scaffold và cho kỹ nghệ mô
xương với giá thành thấp.
Lĩnh vực thiết kế chế tạo vật liệu sinh học scaffold sử dụng kỹ thuật in
3D (3D printing) đã được sử dụng nhiều trên thế giới. Kỹ thuật in 3D đã được
sử dụng rộng rãi cho việc chế tạo "giá đỡ" ứng dụng trong y học và tái tạo mô
hay kỹ nghệ mô tế bào (TE). TE là một công nghệ đầy triển vọng cho việc gia
tăng tái tạo và sửa chữa những sai sót của mô bởi sự tương tác giữa tế bào,
“giá đỡ” (scaffold) và tương thích những nhân tố tăng trưởng trên bề mặt “giá
đỡ”. Những đặc điểm này giúp cho vật liệu nhân tạo tương tự như mô tự
nhiên. Do đó, tế bào dễ dàng bám dính và tăng sinh trên vật liệu 3D.

Luan van


11

Nguyên lý chung cho việc chế tạo vật liệu 3D scaffold để điều trị bệnh
về xương là tạo vật liệu giá đỡ 3D (chất nền) mang các yếu tố bổ sung để giúp
cho tế bào xương có thể phát triển và biệt hóa. Sau đó, chất tự nhiên có hoạt
tính cảm ứng TTX được gắn trên chất nền sẽ cảm ứng tế bào xương, kích
thích quá trình biệt hóa tế bào, hình thành xương mới. Tuy nhiên, nhiều vật
liệu giá đỡ 3D không có khả năng tự hủy trong cơ thể sau khi đã hình thành tế
bào xương mới do đó bệnh nhân cần phải thực hiện lại phẫu thuật nhằm đem
vật liệu đó ra khỏi cơ thể. Các nghiên cứu theo hướng này đang được tiến
hành mạnh mẽ nhằm khắc phục nhược điểm này bằng cách sử dụng chất nền
sinh học và hướng tới ứng dụng điều trị
Hàng loạt các nghiên cứu trên các đối tượng thực vật khác nhau đã cho
thấy triển vọng của việc phát hiện các chất tự nhiên có hoạt tính TTX từ thực
vật [14,15,16]. Tuy nhiên, các nghiên cứu theo hướng này còn chưa nhiều và
còn thiếu vắng các nghiên cứu sâu về cơ chế tác dụng ở mức phân tử cũng
như những đánh giá đầy đủ trên mô hình in vivo nhằm mục đích ứng dụng
trong điều trị hay tạo vật liệu cho TE.
1.1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Việt Nam có ng̀n tài nguyên thực vật rất phong phú, chứa đựng kho
tàng vô giá các hoạt chất có hoạt tính sinh học và dược lý. Rất nhiều loài thực
vật được sử dụng như là nguồn dược liệu quí trong nhân dân để chữa trị bệnh
với tính an toàn và hiệu quả cao, trong đó có những loại cây được sử dụng lâu
đời để điều trị các bệnh về xương khớp như Mimosa pudica L., Solanum
procumbens, Piper lolot. Đây chính là nguồn nguyên liệu phong phú và tiềm
năng để cung cấp các chất có hoạt tính cảm ứng sự hình thành xương.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu tìm ra các hoạt chất mới có hoạt tính cảm
ứng TTX tiềm năng, có thể ứng dụng và ít tác dụng phụ cho điều trị loãng
xương và các bệnh xương khớp đang là vấn đề còn mới mẻ và cũng nhận được
sự quan tâm của các nhà nghiên cứu. Hướng nghiên cứu các hợp chất tự nhiên
có khả năng ứng dụng trong điều trị loãng xương mới chỉ được thực hiện trên
mô hình in vivo. Trong khi đó, các nghiên cứu trên mô hình in vitro còn rất

hạn chế. Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Tôn Đức Thắng đã tiến hành

Luan van


12
khảo sát tác dụng của cao xương cá sấu hoa cà trên mô học xương đùi chuột
nhắt trắng bị gây lỗng xương cảm ứng bởi prednison (corticoid). Cḥt thí
nghiệm bị loãng xương sau đó được điều trị bằng alendronat (5 mg/kg) hay
cao xương cá sấu hoa cà ở cả hai liều uống 1.89 g/kg và 3.77 g/kg trong 4
tuần. Kết quả cho thấy, việc sử dụng cao xương cá sấu hoa cà có tác dụng làm
giảm thiểu các khuyết hỏng do prednison gây ra trong cấu trúc xương, làm
tăng sự hiện diện của các tế bào xương (cốt bào, hay osteocyte cells) ở khu
vực bị lỗng xương, phục hời lại sự hiện diện của các nguyên bào xương (tế
bào tạo xương, hay osteoblast cells) tại những vị trí mà xương bị thiếu hụt.
Điều này chứng tỏ quá trình khôi phục xương đang diễn ra để lặp lại sự cần
bằng trong quá trình tái cấu trúc xương [16]. Tuy nhiên, nghiên cứu này chưa
đi sâu tìm hiểu cơ chế và đường hướng phân tử của cao xương cá sấu hoa cà
đối với sự TTX. Có thể thấy, phần lớn các nghiên cứu hiện nay sử dụng mơ
hình gây lỗng xương in vivo trên chuột do phù hợp với điều kiện nghiên cứu
ở Việt Nam so với các mô hình in vivo trên các động vật khác trên thế giới.
Tuy nhiên, việc sử dụng mô hình in vivo trên chuột cũng còn nhiều hạn chế
trong các nghiên cứu sàng lọc cũng như nghiên cứu cơ chế phân tử.
Gần đây, nhóm nghiên cứu của Tô Thanh Thúy, trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội lại tập trung theo hướng phát triển,
chuyển hóa xương trên mô hình cá medaka và zebrafish và sàng lọc các thuốc
và hợp chất tự nhiên có tác dụng đến chuyển hóa xương và chống lỗng xương
[17,18]. Nhóm nghiên cứu sử dụng mơ hình cá chuyển gen rankl:HSE:CFP
mang cấu trúc gen chuyển bao gồm một promoter cảm ứng nhiệt điều khiển
hai chiều đồng thời gen rankl (receptor activator of niclear factor kappa-β

ligand) và gen mã hóa cho protein chỉ thị huỳnh quang CFP (complement
factor properdin) để sàng lọc các hoạt chất chớng lỗng xương. Ấu trùng cá
này khi bị sốc nhiệt sẽ biểu hiện Rankl ngoại sinh làm tế bào hấp thụ xương
hình thành và hoạt động, gây ra sự phá hủy mô xương đang được khoáng hóa
tạo ra kiểu hình giớng lỗng xương ở giai đoạn phát triển rất sớm. Trong một
nghiên cứu gần đây, ấu trùng cá medaka chuyển gen mô phỏng bệnh lỗng
xương được điều trị bằng hai loại th́c là etidronate và alendronate (hai loại
biphosphonates thông dụng để điều trị bệnh loãng xương trên người). Sử dụng

Luan van


13
các kỹ thuật hình ảnh, các kết quả cho thấy tác dụng ức chế hoạt tính của tế
bào hấp thụ xương một cách có hiệu quả và phụ thuộc nồng độ, làm duy trì và
phục hồi độ toàn vẹn xương. Nhóm tác giả đã kết luận mô hình cá medaka là
phù hợp để nghiên cứu sàng lọc th́c chớng lỗng xương in vivo [18]. Tuy
vậy, cơ chế phân tử của thuốc cần sàng lọc (chất cần nghiên cứu) đối với bệnh
lỗng xương vẫn chưa được thực hiện trên mơ hình cá này. Như vậy, có thể
thấy rằng các nghiên cứu trong nước đối với các chất có khả năng TTX, đặc
biệt là trên các chất tự nhiên còn rất hạn chế và chưa được đầu tư nghiên cứu
chuyên sâu.
Với tamarind seed polysaccharide (TSP) và dẫn suất dạng sulfate của
nó (TSPS), nhóm nghiên cứu của Bùi Ngọc Tân và cs., [19, 20] đã nghiên cứu
chiết tách và bước đầu xác định thành phần hóa học của TSP từ quả me. Sau
đó, nhóm nghiên cứu này cũng đã tổng hợp dẫn suất TSPS và đánh giá một số
hoạt tính sinh học của dẫn suất thu được. Tuy nhiên, các nghiên cứu sâu về
các hoạt tính sinh học, đặc biệt là hoạt tính cảm ứng TTX của các dẫn suất
sulfate này vẫn chưa được thực hiện.
1.2 TỔNG QUAN VỀ POLYSACCHARIDE TỪ QUẢ ME

1.2.1 Giới thiệu về cây me
Cây me (Tamarindus indica L.) thuộc họ Đậu (Fabaceae), là cây bản
địa của vùng nhiệt đới châu Phi nhưng được phân bố rộng rãi trên toàn thế
giới ở trên 50 quốc gia và cũng được trồng phổ biến ở Việt Nam. Cây me
được sử dụng như một loại thảo dược tại nhiều quốc gia trên thế giới như Ấn
Độ và Châu Phi [21].

Luan van


14

Hình 1.4. Cây me (Tamarindus indica L.)

Các bợ phận của cây me được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau
trong lĩnh vực thực phẩm hay dược phẩm. Cây me cao 15 đến 30 m, tán cây
rộng, nhiều lá. Lá cây me có dạng kép lông chim chẵn, dài từ 8 cm đến 10 cm,
gồm 10 đến 20 đôi lá chét thuôn không cân xứng, chóp lõm, dài 20 mm, rộng
2mm. Hoa trắng nhạt có những vệt đỏ hay trắng, mọc thành chùm đơn ở kẽ lá
hay thành chùy tận cùng. Quả dài mọc thõng xuống, hơi dẹt, dài 7-12 cm,
rộng 25 mm, dày 10 mm. Vỏ quả ngoài mỏng, cứng, giòn, màu hung đỏ, vỏ
quả giữa có xơ, vị chua, sau khi loại hết xơ, thịt thì phần hạt ở giữa có màu
nâu nhạt hay vàng nhạt. Quả chứa 3-5 hạt dẹt, nhẵn màu nâu đỏ, bóng. Mùa
quả vào tháng 10-11.
Các bộ phận của cây me như quả, hạt, lá, hoa và vỏ cây me đều được sử
dụng với mục đích hóa học thực vật và dược phẩm. Lá và hoa me có thể được
sử dụng như một loại rau trong bữa ăn truyền thống của nhiều dân tộc.
Đặc biệt, quả me và hạt me đã được nhiều tác giả nghiên cứu về thành
phần và tác dụng trong hóa học thực vật và dược phẩm. Trong quả me có
chứa chủ yếu hơn 10% acid hữu cơ (9,4% acid citric, 1,55% acid tactric,

0,45% acid malic), kali bitactrat 3,25%, đường 12,5%, gờm 4,70%, pectin
6,25%. Ngồi ra cịn có 34,35% xơ, nước 27,55%. Trong hạt có glucose,
xylan, protein, chất béo, muối vô cơ. Trong đời sống quả me được sử dụng
theo mùa vụ, như làm thực phẩm, tạo hương vị, gia vị trong món cà ri, súp và

Luan van


15
cũng là thành phần chính trong một số loại nước ép và đồ uống. Người ta có
thể dùng quả me để ăn trực tiếp hoặc thêm vào trong đồ uống và cũng có thể
chế biến thành mứt, kẹo. Nước quả me là loại đồ uống bổ dưỡng, được nhiều
nước trên thế giới sử dụng và có nhiều cách thức chế biến khác nhau. Tại một
số quốc gia châu Phi, nước quả me được trộn với tro gỗ để trung hòa vị chua
của acid tartaric. Tuy nhiên phương pháp phổ biến nhất là thêm đường để tạo
vị ngọt cho đồ uống. Phần lớn sản phẩm đồ uống có nước me được sản xuất
thương mại. Đôi khi nước quả me được cho vào trong đồ uống có cồn [22].
Trong y học, theo đông y quả me có vị chua, tính mát, có tác dụng
thanh nhiệt, giúp tiêu hoá, lợi trung tiện và nhuận tràng. Vỏ cây me có vị chát,
có tác dụng làm săn da, dùng làm thuốc cầm máu, điều trị mợt sớ bệnh về tiêu
hóa (kiết lỵ, ỉa chảy..) và nấu nước để ngậm chữa viêm lợi [21].
Lá me có tác dụng giải độc, trị bệnh ngoài da, lá me thường được dùng
để nấu nước tắm cho trẻ em đề phòng bệnh ngoài da vào mùa hè. Thịt me, lá
và hoa được kết hợp với nhau trong nhiều bài thuốc đông y để đắp vào các
khớp bị đau. Theo kinh nghiệm dân gian các bộ phận của cây me còn có tác
dụng như: Quả me có tác dụng chữa triệu chứng nôn nghén, chán ăn ở phụ nữ
mang thai, điều trị nôn mửa, đầy hơi và khó tiêu; chữa cảm lạnh. Hạt me có
tác dụng tẩy giun, lá me có tác dụng chữa rôm sảy, mẩn ngứa, vỏ cây me có
tác dụng chữa táo, phòng và chữa viêm lợi, viêm nha chu. Hạt me rang được
coi là một loại gia vị đặc biệt trong thực phẩm [21].

Theo y học phương Tây, quả me được sử dụng như một phương thuốc
lợi tiểu điều trị chứng rối loạn mật, vàng da và tiêu chảy, giúp hệ thần kinh
hoạt động tốt (hàm lượng thiamin 29%), thiamin là một loại vitamin B có vai
trò quan trọng trong các hoạt động của dây thần kinh và cơ bắp. Me là một
nguồn cung cấp vi chất cho cơ thể như Mg2+, Ca2+. Quả me là một trong
những nguồn cung cấp chất xơ cao nhất trong các loại trái cây, giúp ngăn
ngừa táo bón (hàm lượng chất xơ 20%). Chất xơ có tác dụng điều hòa nhu
động ruột và được coi như một loại thuốc nhuận tràng tự nhiên và không gây
tác dụng phụ. Quả me có thành phần kali cao gấp hai lần lượng kali trong
chuối. Do đó, quả me có tác dụng kiểm soát huyết áp tốt không kém gì chuối.

Luan van


16
Nước me giúp ổn định huyết áp bằng cách kiểm soát các tác động của natri
trong cơ thể, tránh để tình trạng lượng natri tăng cao làm cho huyết áp tăng
[22].
Quả me cũng được biết đến như một loại thuốc chữa bệnh thiếu máu
(hàm lượng sắt 2,8%). Vì vậy, đây cũng là loại trái cây rất tốt cho phụ nữ
mang thai. Giúp kiểm soát mức cholesterol (hàm lượng niacin 1,2%). Me
chứa khá nhiều chất niacin, một loại vitamin B rất quan trọng với sức khỏe.
Chất này có thể giúp giảm cholesterol xấu và tăng lượng cholesterol tốt trong
cơ thể. Thành phần của me bao gồm chất riboflavin sẽ giúp chuyển hóa
carbohydrate trong cơ thể thành năng lượng cho nên có thể cung cấp năng
lượng mà không gây béo (hàm lượng riboflavin 9%). Quả me có tác dụng hỗ
trợ cơ chế đông máu (hàm lượng calcium 7%). Quả me là một trong những
loại trái cây giàu canxi. Canxi (với sự giúp đỡ của vitamin K) đóng một vai
trò rất quan trọng trong quá trình đông máu. Vì vậy, quả me được coi là loại
quả có tác dụng ổn định cơ chế đông máu. Quả me cũng có tác dụng giảm sốt

và bảo vệ chống lại cảm lạnh (dùng thịt quả me đun với nước dùng để uống).
Quả me giúp cơ thể tiêu hóa thức ăn, vỏ của hạt me là một phương thuốc hiệu
quả chống tiêu chảy và bệnh lỵ. Mặc dù đã có nhiều tác giả đã công bố về các
ứng dụng đa dạng của cây me và được đưa vào sử dụng trong cuộc sống. Tuy
nhiên cây me vẫn còn có rất nhiều tiềm năng giá trị sử dụng khác nữa bởi vậy
cần phải có những nghiên cứu sâu hơn về giá trị của cây me đặc biệt là trong
lĩnh vực dinh dưỡng và dược phẩm [22].
1.2.2. Cấu trúc hóa học của TSP
Theo Joseph và cs. [22] polysaccharide phân lập được từ quả me thuộc
lớp chất xyloglucan, có liên kết -(1-4)-D-glucoside là mạch chính, tại vị trí
C6 là liên kết với -D-xylopyranose và liên kết với -D-galactopyranose-(12)--Dxylopyranose. Chuỗi này đƣợc lập lại nhiều đơn vị theo dạng XXXG,
bao gồm ba nhóm đơn vị bị xylosyl hóa glucopyranose (X) và được phân cách
bằng một glucopyranose (G), và có thể một vài nhóm xylose được liên kết với
galactopyranose (L) theo Hình 1.5.

Luan van


17

Hình 1.5. Cấu trúc hóa học xyloglucan của
tamarind seed polysaccharide (TSP)
Gần đây, cấu trúc của TSP được mô tả có dạng heptasaccharide
(Glc4Xyl3, theo kiểu XXXG), octasaccharide (Glc4Xyl3Gal, theo kiểu
XXLG), và monosaccharide (Glc4Xyl3Gal2, theo kiểu XLLG) đã được đề
cập.
Nhiều tính chất của xyloglucan (khả năng tạo gel, độ tan…) phụ thuộc
vào trọng lượng phân tử, một số polysaccharide có trọng lượng phân tử nhỏ
đều có các hoạt tính sinh học quý giá và được sử dụng trong y học.
TSP chiết trong nước có dạng gel và kết tủa trong dung môi hữu cơ,

TSP có trọng lượng phân tử từ 700–2500 kDa. TSP chiếm khoảng 65% thành
phần hạt me phụ thuộc vào nguồn gốc. TSP được sử dụng để kiểm soát liều
lượng thuốc và không gây bất kỳ phản ứng phụ nào, có thể tạo khuôn với
natri alginate để làm bao cho viên thuốc. Người ta đã tạo dẫn chất sulfate hóa
và cetyl hóa của polysaccharide để làm tăng khả năng chống oxy hóa, kháng
vi sinh vật kiểm định. Gần đây, TSP đã được xác định là chất không gây ung
thư, là chất kết dính có nguồn gốc tự nhiên, và là chất mang có khả năng giữ
thuốc cao [22].

Luan van


18
1.2.3. Phân lập TSP từ hạt me
TSP có thể được phân lập bằng các kỹ thuật khác nhau thông qua
phương pháp hóa học, phương pháp enzyme sử dụng protease và kết hợp của
protease với siêu âm cường độ cao. Trong phương pháp hóa học, bột hạt
ngâm nước được đun sôi trong nước. Sau đó, chất nhầy được lọc và thêm vào
một lượng acetone bằng nhau để kết tủa polysaccharide, sau đó được cô đặc
và sấy khô. Trong phương pháp enzyme, bột nhân trộn với ethanol được xử lý
bằng protease. Sau đó, dung dịch được ly tâm và phần nổi phía trên được
thêm vào ethanol để kết tủa, sau đó được tách ra và làm khô. Độ tinh khiết
của TSP có thể được xác định bởi sự vắng mặt của protein. TSP có thể biến
tính tạo thành kết tủa không hòa tan, do đó làm cho việc tách TSP trở nên khó
khăn hơn. Vì thế, loại bỏ các protein là mục tiêu chính trong tất cả các các
phương pháp phân lập TSP [22].
1.2.4. Ứng dụng của polysaccharide từ quả me
Polysaccharide chiết xuất từ hạt me đã được biết đến với nhiều hoạt
tính sinh học khác nhau, có thể ứng dụng trong dược phẩm. Ví dụ, hoạt tính
kháng u và kích thích miễn dịch của polysaccharide PST001 được phân lập từ

hạt me (T. indica) đã được Aravind và cs., công bố [23]. Kết quả thu được đã
chỉ ra rằng PST001 ức chế sự phát triển của nhiều dòng tế bào ung thư khác
nhau. Hơn nữa, độc tính của PST001, khả năng làm giảm khối u và điều hòa
miễn dịch cũng được đánh giá trong các nghiên cứu in vivo. Các tác giả đã
cho thấy PST001 làm giảm đáng kể khối u và cải thiện mạnh mẽ hoạt động
điều hòa miễn dịch [23]. Hơn nữa, TSP này cũng đã được đánh giá các đặc
tính hóa học, bao gồm độ ẩm, độ tro, pH, hàm lượng khoáng chất, khả năng
giữ nước, tính chất vi lượng, hàm lượng đường tổng số, hàm lượng sulphate,
protein và axit uronic [23]. Ngoài ra, gần đây TSP này cũng được đánh giá về
ảnh hưởng của nó lên quá trình tiêu hóa và lên men in vitro, ảnh hưởng đến
thành phần hệ vi sinh vật đường ruột [24].
Do TSP là một polymerđa chức năng, có nhiều đặc tính lý hóa đặc biệt
như đóng vai trò của chất ổn định, chất làm đặc, chất kết dính, chất làm chậm
giải phóng, chất điều chỉnh chất tạo huyền phù, chất tăng độ nhớt, chất tạo

Luan van


19
nhũ, như một chất mang trong vận chuyển thuốc mới để uống, uống, ruột kết,
hệ thống mắt, chế tạo nano, băng vết thương, thực phẩm, mỹ phẩm, bánh kẹo,
bánh, v.v. TSP được sử dụng khá rộng rãi trong các ngành công nghiệp dược
phẩm, thực phẩm.
Trong công nghiệp thực phẩm, TSP từ hạt me có thể có các ứng dụng
như là chất làm đặc và chất ổn định, tác nhân gel hóa, chất làm ổn định nước
đá tinh thể và thay thế tinh bột vì tính chất của nó tương tự như tinh bột
nhưng ổn định hơn [22].
Trong y học, TSP được thử nghiệm trong nhãn khoa và có hiệu quả
trong việc thử nghiệm áp lực nội nhãn của sản phẩm nhỏ mắt và đã được thử
nghiệm trên thỏ. TSP đã được thử nghiệm có hiệu quả trong điều trị bệnh về

tiêu hóa và được sử dụng là chất mang của thuốc chữa bệnh đại tràng [22].
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu tạo dung dịch polysaccharide với tỷ
lệ dung môi khác nhau. Nghiên cứu cho thấy có mối tương quan giữa cấu trúc
và hoạt tính sinh học của TSP. Một số polysaccharide có tác dụng tốt trong
nhãn khoa. Gần đây các nghiên cứu đã khẳng định TSP chiết từ hạt me có khả
năng ổn định huyết áp và lipid máu. TSP đã được nghiên cứu và thử nghiệm
trên bệnh nhân cao huyết áp. Ngoài ra, TSP còn làm tăng cường khả năng
chống viêm và làm thuốc giảm đau. Dịch gel của TSP đã đựợc thử nghiệm in
vitro trong việc chống lại hiện tượng đục thủy tinh thể. Hỗn hợp của TSP và
acid hyaluronic là nước mắt nhân tạo được sử dụng cho hội chứng khô mắt.
TSP có thể được sử dụng là thành phần chính tá dược trong thuốc kháng sinh
ưa nước và kị nước. TSP kết hợp với pectin có lượng methoxyl cao (6,88,4%) có khả năng thúc đẩy sự phát triển gel và ổn định nhiệt. Một số kết quả
nghiên cứu TSP và sản phẩm biến tính của TSP đã thể hiện tốt khả năng làm
chất mang cho thuốc và kiểm soát liều lượng nhả thuốc khi sử dụng qua
đường uống [22].
Trong dược phẩm, để phát triển một tá dược mới chất này phải khơng
có đợc tính, có khả năng tương thích và có tính kinh tế. Các đặc tính này được
thể hiện ở polysaccharide, đặc biệt là TSP (Bảng 1.1). Vì thế, TSP là ứng viên

Luan van


20
đầy hứa hẹn cho ngành công nghiệp dược phẩm và các ngành công nghiệp
thực phẩm.
Bảng 1.1. Các ứng dụng của TSP trong dược phẩm [22]
Ứng dụng

Dạng sử dụng

Các thuốc đã sử dụng

Chất hòa tan và nhũ hóa

Dạng uống

Nimesulfate, Paracetamol

Chất gắn kết

Viên

Tramadol HCl, ibuprofen

Chất điều biến kiểm soát Hạt composit,

Diclofenac sodium

nhả

Chất nền matrix,

Composite beads

Chất điều biến nhả

Viên tan,

Diclofenac sodium

thuốc đường uống

Viên ngậm

Matrix, Paclitaxel
Ketoprofen, Lamivudine,
Diclofenac sodium
Buccal drug release
modifier, Buccal tablets

Mắt

Dạng gel
Thuốc nhỏ mắt

Nitrendipine,Metronidazole
Nifedipine,Timolol,
Pilocarpine, Eyedrops
Ketotifene fumarate

Chất mang hướng đích

Viên tan

Đại tràng

Viên

Ibuprufen, Pushyanuga
churna, Triphala churna

Hạt nano

Hạt nano

Tropicamide
Povidoneiodine,

Màng bọc vết thương và

Film

làm lành vết thương

Luan van

Epichlorohydrin


21
1.2.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước về polysaccharide
trên các bệnh xương khớp
Gần đây polysaccharide từ hạt me (TSP) được quan tâm nghiên cứu
nhiều do những tính chất đặc biệt của nó. TSP là một polymer tự nhiên có
trọng lượng phân tử từ 700 – 2500 kDa. TSP chiếm khoảng 65% thành phần
hạt me, phụ thuộc vào nguồn gốc và phương pháp chiết tách [25]. TSP không
tan trong dung môi hữu cơ, phân tán tốt trong nước ấm tạo thành dung dịch có
độ nhớt cao. TSP có các đặc trưng đặc biệt như khả năng tạo gel ở khoảng pH
rộng, không bị ảnh hưởng khi đun sôi, do vậy được sử dụng nhiều trong thực
phẩm [25]. Hơn thế nữa, TSP còn được sử dụng trong phẫu thuật nhãn khoa

để làm chất kết dính các tế bào kết mạc và chữa lành vết thương giác mạc
[26].
Các hợp chất tách chiết từ hạt me cũng đã được chứng minh là có tác
dụng tích cực đối với một số bệnh xương khớp. Nghiên cứu của Sundaram và
cs., [12] đã chứng tỏ hiệu quả chống viêm khớp của dịch chiết hạt me
(tamarind seed extract, TSE). TSE có tính chất bảo vệ sụn và xương bằng
cách ức chế các hoạt động tăng cường của metalloproteinases (MMPs),
hyaluronisases (Haase), exoglycosidases, capthepsis. Nó cũng làm giảm nhẹ
mức tăng các chất trung gian gây viêm như interleukin (IL) - 1β, các nhân tố
hoại tử (tumor necrosis factor) – α, IL-6, IL-23 và cyclooxygenase-2. Nhóm
tác giả kết luận rằng TSE đóng vai trò là một nhân tố ức chế sự thoái hóa sụn,
phân hủy xương và kháng viêm.
Ngoài ra, các hợp chất polysaccharide tự nhiên từ quả me cũng đang
được nghiên cứu theo hướng tạo vật liệu sinh học scaffold ứng dụng trong y
dược. Polysaccharide này đã được nghiên cứu sử dụng trong kỹ nghệ mô
xương. Vật liệu tổng hợp nano hydroxyapatite/chitosan-me (n-HA/CS-TSP)
với tỷ lệ phội hợp khác nhau đã được chế tạo [27] và đã thể hiện các đặc tính
mong muốn cho kỹ nghệ mô xương như: bề mặt xốp và thô, tăng cường độ ổn
định nhiệt và cường độ nén với mô đun cao nhất, tăng cường chức năng sinh
học, phản ứng không độc với tế bào xương MG-63 và có khả năng tương
thích tớt. Các tác giả kết luận rằng vật liệu nano n-HA/CS-TSP có thể là giải

Luan van


22
pháp thay thế đầy hứa hẹn để ứng dụng trong kỹ nghệ mô xương. Nghiên cứu
của Sanyasi và cs., [13] đã mô tả và xác định một hydrogel mới đóng vai trò
là một vật liệu cho kỹ nghệ mô xương (bone tissue engineering), trong đó
carboxyl methyl tamarind polysaccharide là một polymer bán tổng hợp từ quả

me. Nhóm tác giả đã chứng minh rằng vật liệu này là thích hợp cho sự bám
dính, sự sinh trưởng một cách hiệu quả cho các tế bào tiền tạo xương (bone
precursor cells). Kết quả nghiên cứu còn cho thấy vật liệu hydrogel này khơng
có bất kỳ độc tính nào và thích hợp cho tế bào người, vì thế nó có tiềm năng
sử dụng trong kỹ nghệ mô xương cũng như là các ứng dụng thương mại trong
tương lai. Gần đây, nhóm nghiên cứu này cũng đã tìm ra một vật liệu mới
được tổng hợp từ polysaccharide có nguồn gốc từ bột quả me (tamarind
kernel polysaccharide -TKP) được gắn với acrylic acid (AA) là TKP-AA. Vật
liệu mới tạo được thích hợp cho việc sinh trưởng và biệt hóa của tế bào xương
cũng như các tế bào khác. TKP-AA cũng thích hợp cho tế bào tạo xương biệt
hóa và kích thích sự khoáng hóa xương in vitro. Ngoài ra, TKP-AA cịn có
thể sử dụng cho sự sinh trưởng của tế bào tạo xương có nguồn gốc từ tế bào
gốc trung mô. Nhóm tác giả gợi ý rằng TKP-AA có tiềm năng sử dụng như là
vật liệu sinh học scaffold và đặc biệt là cho kỹ nghệ mô xương với giá thành
thấp [13]. Tuy vậy, tại thời điểm này, nhóm tác giả vẫn chưa đánh giá toàn
diện được tác dụng tái tạo xương của TKP in vitro và in vivo cũng như chưa
đi sâu tìm hiểu cơ chế và đường hướng phân tử mà TKP làm gia tăng sự hình
thành xương. Đây là những dẫn liệu rất quan trọng, giúp làm sáng tỏ cơ chế
tác dụng của TKP đới với q trình TTX và khẳng định khả năng ứng dụng
của nó.
Cấu trúc phân tử của polysaccharide sẽ điều chỉnh các hoạt động sinh
học của TSP, do đó việc sửa đổi phân tử và cải thiện cấu trúc của
polysaccharide có thể giúp cải thiện các đặc điểm sinh học nội tại của chúng
và thậm chí tạo ra các đặc tính chức năng mới, ưu việt hơn [28, 29]. Sự biến
đổi sulfatecủa polysaccharide giúp tăng cường mạnh mẽ các hoạt tính sinh
học của chúng, ví dụ như chớng đơng máu, chống oxy hóa, điều hòa miễn
dịch, chống khối u, chống virus và các hoạt động khác [30]. Có thể thấy rằng

Luan van

23
cho đến nay, các nghiên cứu đầy đủ về tác dụng cảm ứng TTX của TSP cũng
như dẫn suất của nó vẫn chưa được thực hiện.
Tại Việt Nam, cây me được trồng rộng rãi ở nhiều tỉnh từ Bắc Ninh,
Vĩnh Phú tới các tỉnh Tây Nguyên, miền Trung, miền Nam và các Hải đảo.
Quả me được sử dụng chủ yếu làm thực phẩm, nứớc sốt, gia vị... Tuy nhiên,
cho đến nay chưa có nhiều nghiên cứu về polysaccharide có nguồn gốc từ quả
me ở Việt Nam được công bố. Nghiên cứu gần đây nhất về TSP là của tác giả
Bùi Ngọc Tân [19,20] đã xác định thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính
sinh học của polysaccharide từ hạt me. Kết quả nghiên cứu cho thấy dẫn xuất
sulfate hóa làm tăng khả năng ly giải cục máu đông, khả năng chống đông tụ
máu và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định còn dẫn xuất acetyl hóa làm
tăng khả năng chống oxy hóa so với mẫu TSP tự nhiên. Như vậy, mặc dù đã
có các nghiên cứu về hoạt tính sinh học và tiềm năng ứng dụng của TSP trong
lĩnh vực kỹ nghệ mơ, việc đánh giá hoạt tính tái tạo xương của TSP và các
dẫn xuất của nó một cách chi tiết trên cả mô hình in vitro và in vivo vẫn chưa
được thực hiện.
Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp các dẫn suất
polysaccharide dạng sulfate hóa và lần đầu tiên đánh giá ảnh hưởng của
TSP và TSPS lên sự biệt hóa của tế bào xương in vitro thông qua việc xác
định ảnh hưởng của chúng lên hoạt tính enzyme ALP và sự khống hóa
của tế bào tạo xương. Nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần làm sáng tỏ tác
dụng và tiềm năng ứng dụng của dẫn suất tổng hợp được.

Luan van