Tổng quan
Berberin là một alkaloid thuộc nhóm isoquinoline có thể được chiết xuất dễ dàng từ thực vật hay tổng hợp hóa học. Trong tự nhiên, berberin được chiết xuất từ các loại cây thuộc chi Berberis, Hydrastis candensis,Coptis với hàm lượng khoảng 1,5-3%. Berberin đã được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền, thường được dùng nhiều để trị các bệnh đường ruột, bệnh gan mật, bệnh ngoài da… Berberin đã thu hút được sự chú ý trong những năm gần đây do có tác dụng dược lý như chống ung thư, kháng virus, kháng khuẩn và chống viêm… Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng berberin bị hạn chế trong sử dụng lâm sàng do ít tan trong nước, khó hấp thu qua ruột và đặc biệt tính sinh khả dụng rất thấp (chỉ khoảng 5%). Hướng nghiên cứu bào chế berberin thành dạng kích thước nano có thể cải thiện độ tan, tốc độ hòa tan, từ đó nâng cao sinh khả dụng là hướng đi được quan tâm nghiên cứu hiện nay.
Trong dược liệu, có 2 phương pháp chính để tạo hạt nano thuốc: phương pháp từ dưới lên (bottum-up) và phương pháp từ trên xuống (top-down).Phương pháp top-down được sử phổ biến hơn với các kỹ thuật như nghiền bi, đồng nhất hóa, đồng nhất hóa áp suất cao. Trong đó, kỹ thuật nghiền bi có nhiều ưu điểm như nghiền được hạt có kích thước tiểu phân bé, duy trì trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu. Đã có nhiều nghiên cứu chế tạo nano berberin với nhiều phương pháp khác nhau như: gắn berberin trên nano polymer, trên silica từ tính, trên lipid, gắn vào các dendrimer, graphene hay trên các nano vàng, nano bạc…. nhằm giúp tăng khả năng phân tán của chúng, tạo điều kiện cho cơ thể hấp thụ tốt hoạt chất berberin để phát huy hết tác dụng dược lý của chúng.
Candida albicans là mầm bệnh nấm cơ hội, đặc biệt quan sát thấy ở bệnh nhân suy giảm miễn dịch. Candida albicans chiếm 50-70% các trường hợp nhiễm nấm candida xâm lấn trong phần lớn các cơ sở lâm sàng. Đối với Candida albicans, berberin tác động và làm suy giảm chức năng của ty thể, tạo các phản ứng oxy hóa đặc biệt, ảnh hưởng đến con đường toàn vẹn vách tế bào và các yếu tố phiên mã sốc nhiệt HSF1, từ đó ức chế và tiêu diệt nấm.
Đối tượng và phương pháp
Vật liệu
– Nấm Candida albicans – thu nhận từ mẫu bệnh phẩm được cung cấp bởi Viện Pasteur TP Hồ Chí Minh. Môi trường sử dụng nuôi cấy chủng nấm – Sabouraud: D-glucose 40 g, peptone 10 g, agar 20 g, nước cất vừa đủ 1 lít. Chỉnh về pH 6,2.
– Berberin 95% chuẩn dược phẩm được cung cấp bởi Công ty Cổ phần dược phẩm Vĩnh Kim – số 186 Định Công Hạ (Định Công, Hoàng Mai, Hà Nội).
Phương pháp chế tạo nano Berberin
– Nano berberin được chế tạo bằng phương pháp nghiền quay với bi Zirconium.
– Chuẩn bị hỗn dịch với 2,4 g beberine; 0,6 g tween 80; 3 g etanol tuyệt đối và nước cất vô trùng vừa đủ 60 g tổng khối lượng. Cho tiếp 120 g bi Zirconium vào lọ và đặt trên máy quay trục lăn ở tốc độ 2000 vòng/phút trong 120 giờ. Mẫu được lọc loại bi và thu được hỗn dịch chứa berberin ở kích thước nano.
– Thu nhận nano berberin dạng bột bằng cách đông khô trong 48 giờ ở -55°C trong điều kiện chân không.
Phương pháp phân tích mẫu nano berberin
– Các mẫu nano berberin được phân tích bằng phương pháp chụp ảnh FE-SEM (Hitachi S-4800, Nhật Bản, TEM (JEM-1400, Nhật Bản) và Phương pháp DLS (Horiba SZ-100, Nhật Bản).
– Mẫu bột nano berberin sau khi đông khô được phân tích XRD (Bruker D8-Advance, Đức) ở góc quét từ 4-40°.
Phương pháp đánh giá khả năng kháng nấm Candida albicans
Khả năng kháng nấm Candida albicans của dung dịch nano berberin được kiểm tra bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch.
Chủng nấm bệnh được trải đều trên đĩa Sabouraud với nồng độ 106 cfu/ml. Dùng ống đục vô trùng (đường kính 5 mm) đục tạo các giếng trên đĩa (5 giếng/ đĩa). Hút 100 µl dịch nano berberin ở các nồng độ 512 µg/ ml, 1024 µg/ml, 2048 µg/ml, 4096 µg/ml và 8192 µg/ml cho vào giếng với đối chứng âm là nước cất vô trùng và đối chứng dương là nystatin 200 µg/ml.
Kết quả
Chế tạo nano Berberin
Kết quả cho thấy, đã chế tạo thành công mẫu nano berberin với hàm lượng berberin ban đầu là 4%.
Hình 1. Kết quả DLS của mẫu nano berberin
Hình 2. Kết quả FE- SEEM và đồ thị phân bố kích thước của mẫu nano berberin.
Hình 3. Kết quả chụp TEM (A) và giản đồ XRD(B) của mẫu nano berberin.
– Kết quả DLS cho thấy ở nồng độ 4% berberin, các hạt chủ yếu phân bố trong khoảng 180-300 nm (Hình 1).
– Phân tích mẫu bằng phương pháp chụp FE-SEEM cho thấy kích thước hạt nano chủ yếu trong khoảng 50-70 nm (Hình 2).
Kích thước hạt nano berberin được ghi nhận trong phân tích DLS và FE-SEEM có sự khác biệt. Lý giải cho việc này là do phương pháp DLS thực hiện đo trong dung dịch và các hạt có kích thước khoảng 60 nm kết tụ lại với nhau tạo thành khối với kích thước khoảng 300 nm. Trong khi đó ở phương pháp FE-SEM, mẫu được sấy khô nên có thể quan sát được các hạt nano nhỏ trong khối kết tụ và có thể quan sát được các hạt nano rời.
– Phân tích ảnh TEM (hình 3A), một lần nữa khẳng định kích thước hạt nano berberin ghi nhận trong phân tích DLS lớn là do chúng kết tụ lại với nhau. Kết quả đo XRD của mẫu (hình 3B) cho thấy xuất hiện peak có cường độ mạnh trong khoảng 9,5º và các peak có cường độ yếu hơn trong khoảng 25,5º và 26,5º . Kết quả này cho thấy mẫu nano berberin có cấu trúc tinh thể.
Hoạt tính kháng Candida albicans của mẫu nano berberin
Kết quả cho thấy hoạt tính kháng nấm của nano berberin giảm dần theo nồng độ. Điều đó được thể hiện qua bán kính vòng vô nấm giảm từ 7±0,29 mm ở nồng độ 8192 µg/ml xuống 1,5±0,00 mm ở nồng độ 1024 µg/ml. Ở nồng độ thấp (512 µg/ml) không ghi nhận vòng vô nấm. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) được ghi nhận ở 1024 µg/ml
Kết luận
Trong nghiên cứu này, các tác giả đã chế tạo thành công nano berberin bằng phương pháp nghiền quay với bi Zirconium. Kết quả kiểm tra bằng các phân tích DLS, FE-SEM, TEM và XRD cho thấy hạt nano tạo ra có kích thước trung bình khoảng 60 nm. Kiểm tra hoạt tính sinh học cho thấy nano berberin ức chế mạnh sự phát triển của nấm Candida albicans với giá trị MIC ghi nhận tại nồng độ 1024 µg/ml. Dịch nano berberin tạo ra trong nghiên cứu này có tiềm năng ứng dụng tạo các sản phẩm sử dụng trong phòng và trị bệnh do nấm Candida albicans gây ra.
Hoahocngaynay.com
Nguồn: riff.vn
Tài liệu tham khảo: Nguyễn Hữu Tuyển và cộng sự (2020), ” Chế tạo nano berberin và khả năng kháng nấm Candida albicans”, Tạp chí khoa học và công nghệ Việt Nam, 62 (7) 7.2020, trang 12-16.
