Đề tài Ứng dụng của enzyme trong điều trị bệnh

ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH @&? Ứng dụng của enzyme trong điều trị bệnh: Enzyme như chất cho thêm vào cơ thể để chữa bệnh kém tiêu hóa đối với một số người. Enzym được sử dụng như chất làm sạch vết thương và làm lành vết thương. Enzym được sử dụng trong các phản ứng miễn dịch. 1 Enzyme cố định: Enzym cố định (Enzym không tan) là enzym được cố định trên chất mang không có khả năng hoà tan. Trong y tế: Enzym cố định dưới dạng Microcapsule được dùng để chữa bệnh thiếu enzym, không gây phản ứng miễn dịch: Urease cố định để chạy thận nhân tạo; Catalase cố định để chuyển hoá H2O2 trong cơ thể; Asparaginase cố định ức chế khả năng STPT của một số u ác tính. Ngày nay người ta đã tìm ra hơn 120 bệnh về rối loạn chuyển hóa ở người, đa số các bệnh này là do thiếu một loại enzyme đặc biệt nào đó. Ví dụ: bệnh phenylcetone niệu (phenylketonuria) do một khuyết tật bẩm sinh về chuyển hóa protein, tạo ra quá mức amino acid phenylamine trong máu, làm tổn hại hệ thần kinh và đưa đến chậm phát triển trí tuệ nghiêm trọng. Những người bị mắc bệnh này thường thiếu enzyme chuyển đổi phenylalanine. Một enzyme có chức năng tương tự không có nguồn gốc từ cơ thể người không thể đưa một cách trực tiếp vào cơ thể bởi vì nó sẽ gây ra một đáp ứng miễn nhiễm có hại cho cơ thể. Để giải quyết vấn đề này người ta cô lập enzyme trong các vi hạt, sợi hay gel. Khi đó, enzyme có thể không gây ra đáp ứng miễn nhiễm có hại nào trong khi cơ chất của nó có kích thước nhỏ có thể đi xuyên qua gel, các lỗ trên sợi hay màng của các vi hạt. Cũng theo nguyên tắc này người ta có ý tưởng làm thận nhân tạo. Trong thiết bị nhân tạo này, urease (EC.3.5.1.5) và hạt resin hấp thụ hay than chì được kết thành nang với nhau. Khi đó urea sẽ bị urease phân hủy tạo thành ammoniac, ammoniac sẽ được hấp thụ trong các vi nang. Trong số các thử nghiệm lâm sàng quy mô nhỏ về enzyme cố định, người ta đã tiến hành thử nghiệm trên quá trình chuyển đổi steroid. Cortisol là một loại thuốc hữu dụng dung trong điều trị bệnh viêm khớp, cortisol có thể được sản xuất từ một loại tiền chất rất rẻ tiền là 11 - deoxycortisol nhờ cột enzyme cố định 11 - β – hydroxylase. Trong một tương lai gần enzym sẽ được sử dụng rộng rãi trong ngành y tế để làm đầu dò cho các thiết bị phân tích y tế và để chữa bệnh. Ngoài ra còn có một số ứng dụng: - Vi tiểu cầu chứa catalaza đã có thể thay thế một cách hiệu quả các catalaza còn thiếu ở trong cơ. - Đưa vi tiểu cầu có gắn enzyme L - asparaginaza vào cơ thhể, có khả năng ức chế sự phát triển của một số u ác tính bởi sự phát triển của các u này phụ thuộc vào sự có mặt của L - asparagin. 2 Enzyme từ nguồn động vật: a/ Pepsin: Cơ chế tác dụng: - Pepsin là một enzyme phân hủy Protein,phân bố trên các phần khác nhau của dạ dày. Họat động trong dịch vị của động vật có vú, chim, bò sát và cá. Ở heo enzyme tập trung ở những tế bào của phần đáy bao tử. Được ứng dụng để chữa bệnh kém tiiêu hóa. - Pepsin phân hủy cơ chất, làm giảm độ acid trong dạ dày. Nhờ họat động phân hủy protein, khối lượng thức ăn giảm và khả năng tiêu hóa protein tăng lên. Sản phẩm: chế phẩm enzyme tồn tại ở dạng bột vô định hình, trắng hay vàng nhạt, hay mảnh nhỏ, trong hay hơi đặc, mùi đặc biệt giống mùi nước thịt, vị hơi chua. b Trypsin va Chymotrypsin: - Trypsin và Chymotripsin là những protease kiềm tiết từ tuyến tụy của đông vật máu nóng. Các enzyme này khi mới được tiết ra đều ở dạng tiền enzyme (proenzyme) bất hoạt (trypsinogen và chymotrypsinogen), sau đó chúng được hoạt hóa và trở thành dạng hoạt động là trypsin và chymochypsin ở trong tá tràng. Các enzyme này thuộc nhóm enzyme phân cắt các liên kết amide, liên kết peptide. Ngoài ra chúng cũng có thể cắt cả liên kết carbon – carbon. - Tuy nhiên vai trò chính của enzyme này trong cơ thể là thủy phân liên kết peptide trong suốt quá trình tiêu hóa protein ở ruột non. - Trypsin cũng được ứng dụng để chữa bệnh kém tiêu hóa. 3 Enzyme từ nguồn thực vật: a/ Bromelin: EC: 3.4.22.33 Bromelain là nhóm endoprotease có khả năng phân cắt các liên kết peptid nội phân tử protein để chuyển phân tử protein thành các đoạn nhỏ gọi là các peptide (Dương Thị Hương Giang, 2005). Bromelain có 3 hoạt tính khác nhau: peptidase, amidase và esterase, hoạt tính esterase ở bromelain hơn papain và ficin (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Tác dụng: - Vai trò hỗ trợ tiêu hóa. - Giảm đau và phù nề sau phẩu thuật, sau chấn thương. - Làm lành vết thương. - Giảm đau nhức cơ. - Chống rối loạn tim mạch. Ngoài ra còn có một số nghiên cứu khác b/ Papain và Chymopapain: Trong nhựa quả đu đủ có chứa Papain và Chymopapain. Papain gần giống với Chymopapain nhưng có họat tính mạnh hơn gấp nhiều lần. Tác dụng: - Papain giúp kìm hãm một số vi trùng gây bệnh như gram và tiêu diệt nhiều vi trùng khác như: staphilooccus, thương hàn. - Có khả năng giảm độc đối với toxin và toxanpunin. - Nhựa papain thô dùng để điều trị rối loạn tiêu hóa do thiếu men, giúp tiêu hóa tốt chất đạm trong thức ăn, làm thuốc tẩy nhiều loại giun. - Có tác dụng ngừa thai và gây sẩy thai do hoạt tính của nó đối với progesteron của thai phụ. - Chiết xuất papain được dùng trong phẫu thuật cột sống như là một loại “dao phẫu thuật tự nhiên” để mở đĩa đệm cột sống. - Được dùng để điều trị lở loét, làm tiêu giải trong bệnh bạch hầu, chống kết dính sau phẫu thuật. - Khi tinh chế dầu gan cá thường bổ sung papain để tăng hàm lượng vitamin A và D. Uch - L1 EC: 3.1.2.15 (Ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1) Các nhà khoa học Mỹ vừa phát hiện một enzyme có thể chữa lành các tế bào não bị bệnh Alzheimer - một chứng bệnh mất trí nhớ. Nhóm nghiên cứu tại Trường ĐH Columbia đặt tên cho enzyme này là Uch-L1. Alzheimer là căn bệnh ăn mòn trí nhớ con người. Theo nhóm nghiên cứu, não người bị tác động bởi bệnh này có khuynh hướng giảm Uch - L1. Vị trí phân tử trên nhiễm sắc thể 4: cặp cơ sở đến 41.270.445 41.258.897 The UCHL1 gene is located on the short (p) arm of chromosome 4 at position 14. Các gen UCHL1 nằm trên cánh tay (p) ngắn của nhiễm sắc thể 4 tại vị trí 14. More precisely, the UCHL1 gene is located from base pair 41,258,897 to base pair 41,270,445 on chromosome Chính xác hơn, các gen UCHL1 nằm từ 41.258.897 cặp cơ sở để cơ sở cặp 41.270.445 trên nhiễm sắc thể 4. Trong nghiên cứu của mình, nhóm đã tiêm Uch - L1 vào não của chuột thí nghiệm bị bệnh Alzheimer. Kết quả họ phát hiện enzyme này đã giúp trí nhớ của loài gặm nhấm này phục hồi. Điều đặc biệt là enzyme này không tiêu diệt các protein amyloid beta bám ở não - được cho là nguyên nhân gây ra bệnh Alzheimer - mà làm cho nó trở nên bình thường và không có hại cho trí nhớ. Theo nhà nghiên cứu Ottavio Arancio, điều này rất quan trọng bởi protein amyloid beta giữ một vai trò quan trọng trong cơ thể. Lumbrokinase: - Enzyme lumbrokinase có tác dụng trực tiếp thuỷ phân fibrin (tiêu cục máu đông) trong khi đó các chất hoạt hoá khác vẫn thường dùng như tPA (tisuse plasminogen activator), để có tác dụng phải hoạt hoá plasminogen thành plasmin, từ đó plasmin mới thuỷ phân được fibrin. Ngoài tác dụng trực tiếp thuỷ phân fibrin, lumbrokinase còn có tác dụng hoạt hoá giống như tPA. Với tác dụng kép như vậy dùng lumbrokinase cho hiệu quả cao mà giá thành lại thấp, mang lại lợi ích rất lớn cho người bệnh. - Lumbrokinase được dùng trong: * Hỗ trợ điều trị và phục hồi cho bệnh nhân bị tai biến mạch máu não (đột quỵ), nhồi máu cơ tim và các bệnh lý liên quan đến cục máu đông, cải thiện các di chứng như liệt, teo cơ, nói ngọng, tê bì chân tay.... * Dự phòng tai biến mạch máu não (đột quỵ), nhồi máu cơ tim ở bệnh nhân có nguy cơ cao như tăng huyết áp và các bệnh lý liên quan đến mạch vành... * Hỗ trợ điều trị cho bệnh nhân tiểu đường, đặc biệt là bệnh nhân có hoại tử đầu chi do tai biến của bệnh tiểu đường và các bệnh lý liên quan đến mạch máu như viêm tắc mạch. Lumbricus rubellus là tên khoa học của một loài giun đất (trùn đất) hay còn gọi là địa long. Chúng sống chủ yếu ở vùng ôn đới như Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản. Ở VN có chỉ có loài gần giống như vậy mang tên Peryonix escavatus , có màu đỏ huyết dụ và nhỏ bé (chỉ dài chừng 8-12cm), gọi là giun quế. Từ nguồn nguyên liệu trên, nhóm nghiên cứu do PGS.TS Nguyễn Thị Ngọc Dao đứng đầu đã bắt tay vào sản xuất chế phẩm dưới dạng bột uống được, không độc hại. Họ loại bỏ tạp chất và sấy khô giun ở nhiệt độ thấp. Tiếp đến, giun được nghiền thành bột rồi phối chế với một số phụ gia. Mặc dù là enzym nhưng lumbrokinase không bị phân huỷ trong đường tiêu hoá, vẫn giữ được hoạt tính khi ngấm vào máu. Sau khi thử nghiệm trên động vật, chế phẩm đã được thử nghiệm trên 30 người tình nguyện tại Hà Nội và cho kết quả tốt. Đó là những bệnh nhân bị tai biến mạch máu do viêm tắc động mạch. Sức khoẻ của những bệnh nhân uống thuốc, kết hợp với châm cứu, tiến triển tốt hơn so với những bệnh nhân chỉ dùng phương pháp châm cứu. - Trên thế giới lumbrokinase đã được sử dụng từ năm 1980 cho đến nay, cũng như tại Việt Nam chưa ghi nhận tác dụng phụ nào của lumbrokinase, do đó người bệnh có thể sử dụng lâu dài. PGS.TS Dao cho biết việc sản xuất chế phẩm lumbrokinase bằng nguyên liệu trong nước sẽ làm cho giá thành rẻ hơn, công nghệ đơn giản, phù hợp với Việt Nam. Sắp tới nhóm nghiên cứu sẽ tách chiết lấy enzym sạch để làm chế phẩm tinh khiết hơn. Một hướng khác là tách đoạn gien mã hoá enzym lumbrokinase, đưa nó vào vi khuẩn rồi lên men để tạo enzym tái tổ hợp. Với phương pháp chuyển gien này, giá thành chế phẩm sẽ cao hơn khá nhiều.