Các Phương Pháp Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học: Diệt Tế Bào Ung Thư, Kháng Viêm và Chống Oxi Hóa

Bài viết này trình bày tổng quan về các phương pháp được sử dụng để đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất, bao gồm khả năng diệt tế bào ung thư, kháng viêm và chống oxi hóa. Các phương pháp này đóng vai trò quan trọng trong việc sàng lọc và phát triển các dược phẩm mới tiềm năng.

Đánh giá hoạt tính diệt tế bào ung thư

Phương pháp MTT

Phương pháp MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) là một xét nghiệm màu phổ biến để đánh giá sự sống còn của tế bào và hoạt tính gây độc tế bào.

Nguyên tắc của phương pháp này dựa trên khả năng của các tế bào sống khử muối tetrazolium MTT thành formazan màu tím, một sản phẩm không hòa tan. Lượng formazan tạo thành tỷ lệ thuận với số lượng tế bào sống. Các tế bào ung thư người như HL-60 (ung thư máu cấp tính), PC-3 (ung thư tuyến tiền liệt) và SNU-C5 (ung thư đại tràng) thường được sử dụng trong xét nghiệm MTT. Các tế bào này được nuôi cấy trong môi trường thích hợp và xử lý với các hợp chất cần kiểm tra ở nhiều nồng độ khác nhau. Sau thời gian ủ, MTT được thêm vào và các tế bào tiếp tục được ủ. Các tinh thể formazan tạo thành được hòa tan và độ hấp thụ được đo bằng máy đo quang phổ. Phần trăm ức chế và giá trị IC50 (nồng độ ức chế 50%) được tính toán để đánh giá hoạt tính diệt tế bào ung thư của hợp chất.

Phương pháp SRB

Phương pháp SRB (Sulforhodamine B) là một xét nghiệm dựa trên protein được sử dụng để đo sinh khối tế bào. Tế bào được cố định, nhuộm bằng SRB, và lượng thuốc nhuộm liên kết tỷ lệ thuận với khối lượng protein tế bào.

Phương pháp WST-8

Phương pháp WST-8, được thực hiện tại Viện Y học tự nhiên, Đại học Toyama, Nhật Bản, cũng là một phương pháp đo màu để đánh giá độc tính tế bào. WST-8 là một loại thuốc thử tetrazolium khác được khử thành thuốc nhuộm formazan có thể hòa tan bởi các tế bào sống. Các dòng tế bào khác nhau như A549 (ung thư phổi), HeLa (ung thư cổ tử cung) và TIG-3 (tế bào thường) được sử dụng để đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất. Sau khi ủ các tế bào với các nồng độ khác nhau của mẫu thử, WST-8 được thêm vào và phần trăm tế bào sống sót được xác định bằng cách đo mật độ quang ở bước sóng 450 nm.

Đánh giá hoạt tính kháng viêm

Để đánh giá hoạt tính kháng viêm, người ta thường sử dụng các chủng vi khuẩn và nấm kiểm định gây bệnh ở người, bao gồm:

  • Bacillus subtilis
  • Staphylococcus aureus
  • Escherichia coli
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Candida albicans
  • Lactobacillus fermentum
  • Enterococcus faecium

Phương pháp vi định lượng trên môi trường lỏng

Phương pháp này được sử dụng để đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của các mẫu thử. Các giá trị MIC (nồng độ ức chế tối thiểu), IC50 (nồng độ ức chế 50%) và MBC (nồng độ diệt khuẩn tối thiểu) được xác định để đánh giá mức độ kháng khuẩn của mẫu.

Mẫu ban đầu được pha loãng thành một dãy nồng độ khác nhau. Dung dịch vi khuẩn hoặc nấm được chuẩn bị với nồng độ thích hợp. Mẫu đối chứng dương (kháng sinh) và đối chứng âm (nước cất vô trùng) cũng được chuẩn bị. Sau 24 giờ, giá trị MIC được xác định bằng mắt thường. Giá trị IC50 được tính toán dựa trên số liệu đo độ đục tế bào bằng máy quang phổ.

Phương pháp khuếch tán đĩa thạch

Phương pháp khuếch tán đĩa thạch được sử dụng để đánh giá hoạt tính ức chế vi khuẩn của các chất. Chủng vi khuẩn được cấy trải lên bề mặt đĩa petri chứa môi trường LB đặc. Các giếng được đục trên thạch và dịch chiết thử được thêm vào các giếng này. Sau khi ủ, hoạt tính ức chế khuẩn được đánh giá bằng cách đo đường kính vòng vô khuẩn.

Đánh giá hoạt tính chống oxi hóa

Phương pháp DPPH

Hoạt tính chống oxy hóa của mẫu được xác định thông qua phản ứng bao vây gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl).

DPPH là một gốc tự do bền trong dung dịch EtOH. Các chất có khả năng trung hòa hoặc bao vây các gốc tự do sẽ làm giảm cường độ hấp thụ ánh sáng của DPPH. Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá thông qua giá trị hấp thụ ánh sáng của dịch thí nghiệm so với đối chứng. Giá trị SC50 (nồng độ chất thử mà ở đó 50% các gốc tự do DPPH được trung hòa) được xác định để đánh giá khả năng chống oxy hóa của chất thử.

Phương pháp đánh giá năng lượng khử

Năng lực khử được xác định bằng cách đo khả năng của chất thử khử ion ferric (Fe3+) thành ferrous (Fe2+). Độ hấp thụ quang học được đo ở bước sóng 700 nm. Độ hấp thụ quang học càng cao thì năng lực khử càng mạnh.

Phương pháp xác định khả năng chống oxi hóa trên mô hình dầu – nước

Hệ nhũ tương dầu – nước được chuẩn bị và trộn với dịch chiết. Quá trình oxi hóa chất béo được quan sát hàng ngày. Hàm lượng hydroperoxide được xác định để đánh giá khả năng chống oxi hóa của chất thử.

Tài liệu tham khảo:

  • Hồ Việt Đức, (2015), Nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của một số loài thuộc chi Uvatia L. – Họ Na (Annonaceae), Luận án Tiến sĩ Hoá học.
  • Thiard Frank, Tất Tố Trinh, Nguyễn Thuỵ Vy, Nguyễn Hoài Nghĩa, Nguyễn Diệu Liên Hoa, Nguyễn Thị Kim Phụng, Nguyễn Ngọc Hạnh, Hồ Huỳnh Thuỳ Dương; (2008); Khảo sát hoạt tính ức chế tăng trưởng của các cây thuốc Việt Nam trên dòng tế bào ung thư cổ tử cung HeLa; Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ, tập 11, số 01 – 2008.
  • Phạm Thanh Loan, Trần Huy Thái, Phan Văn Kiệm, Hoàng Lê Tuấn Anh, Châu Văn Minh, Đỗ Thị Thảo, Trần Thị Sửu, (2013), Hoạt tính sinh học của một số hợp chất phân lập từ cây cẩm lai (Dalbergia oliveri Gamble ex Prain); Tạp chí Sinh học 2013, 35(4):439-444.
  • Nguyễn Thị Diệu Thuần, (2015), Nghiên cứu thành phần hoá học và khảo sát hoạt tính sinh học của loài xáo leo (Paramignya Scandens (Griff.) Craib) ở Lâm Đồng, Luận án Tiến sĩ.
  • Trần Mỹ Linh, Vũ Hương Giang, Lê Quỳnh Liên, Nguyễn Tường Vân, Ninh Khắc Bản, Châu Văn Minh, (2013), Đánh giá hoạt tính ức chế vi khuẩn kiểm định của một số loài thực vật ngập mặn tại vườn quốc gia Xuân Thuỷ, Nam Định, Tạp chí sinh học, 35(3): 342-347.
  • Bligh, E. G., & Dyer, W. J. (1959). A rapid method of total lipid extraction and purification. Canadian journal of biochemistry and physiology, 37(8), 911-917.
  • Hadacek, F., Greger, H., & Bucar, F. (2000). Analysis of alkylamides from Heliopsis helianthoides var. scabra and their in vitro anti-inflammatory activity. Journal of Natural Products, 63(9), 1178-1181.
  • Oyaizu, M. (1986). Studies on products of browning reaction: antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine. Japanese Journal of Nutrition, 44(6), 307-315.
  • Richards, M. P., & Hultin, H. O. (2002). Prooxidant activity of myoglobin on phospholipid bilayers. Journal of agricultural and food chemistry, 50(8), 2397-2402.
  • Shela Gorinstein, Haim Zemser, Iddo Weisz, Ofelia Permis, Abraham Caspi, Joseph Libman, Tatiana Tatarenko, Shimon Katan, Michael Leontowicz, Maria Leontowicz. Antioxidant activity and clinical significance of vegetables. Journal of Functional Foods, 2003, 1(1), 33-41.