Mới đây, các nhà khoa học của Đại học Copenhagen (Đan Mạch) đã tìm ra phương pháp giúp quá trình sản xuất celastrol trở nên đơn giản và bền vững hơn. Đây được coi như một bước đột phá lớn trong việc biến hợp chất đầy hứa hẹn này thành một phương pháp điều trị béo phì khả thi, dễ sản xuất trong tương lai. Kết quả nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nature Chemistry.
Celastrol được sản xuất từ rễ của cây thuốc truyền thống Tripterygium wilfordii (nguồn: Nikolaj Hansen).
Hợp chất này hoạt động như thế nào?
Tripterygium wilfordii hay còn gọi là Dây thần sấm, mọc chủ yếu ở Trung Quốc, từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị bệnh viêm khớp dạng thấp, bệnh đa xơ cứng, bệnh Crohn, bệnh lupus, bệnh vẩy nến, sốt... Tuy nhiên, loại cây này độc đến mức có thể gây tử vong ngay sau khi ăn phải. Chính vì vậy, việc chiết xuất các đặc tính có lợi từ loài cây này khá tốn thời gian, ẩn chứa nhiều rủi ro cũng như không thể mở rộng để nghiên cứu thêm và sử dụng cho mục đích thương mại. Cho đến nay, vẫn chưa có phương pháp hiệu quả nào để chiết xuất celastrol từ Tripterygium wilfordii.
Một số người ăn nhiều mà không tăng cân vì quá trình trao đổi chất của cơ thể biết khi nào chúng ta ăn nhiều, từ đó tiết ra một số hormone khiến cơ thể đốt cháy nhiều calo hơn. Một trong những hormone này là leptin. Leptin đóng vai trò chính trong việc điều chỉnh năng lượng đầu vào (calo), truyền tín hiệu đến não khi cần nhiều thức ăn hơn hoặc khi cơ thể đã no. Tuy nhiên, do sản xuất quá nhiều hormone dẫn đến viêm vùng dưới đồi, những người thừa cân hình thành cơ chế đề kháng với leptin, khiến cơ thể không nhận được tín hiệu khi đã no.
Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã nghiên cứu khả năng tương tác của celastrol với hormone peptide leptin. Kết quả đã cho thấy nhiều tiềm năng trong phục hồi độ nhạy của leptin và thiết lập lại các tín hiệu hạn chế calo quan trọng để duy trì cân nặng. Nếu thuốc từ celastrol được phát triển thành công, nó được kỳ vọng sẽ đem lại tác dụng bảo vệ lâu dài sau khi người bệnh giảm cân ban đầu bằng thuốc chủ vận thụ thể peptide-1 giống glucagon GLP-1 (vì nhóm thuốc này chưa thể ngăn ngừa tăng cân trở lại sau khi ngừng dùng thuốc).
Các thí nghiệm sử dụng chuột có chế độ ăn nhiều chất béo và được dùng celastrol có mức tăng cân ít hơn 45% so với nhóm đối chứng. Các thí nghiệm với tế bào người cũng cho thấy tác dụng tương tự.
Các nhà nghiên cứu tin rằng, câu trả lời nằm ở công nghệ sinh học để tạo ra hợp chất chiết xuất tổng hợp với các thành phần chính được lấy từ công thức ban đầu trong cấu tạo của Tripterygium wilfordii. Các nhà nghiên cứu từ Khoa Khoa học Thực vật và Môi trường của Đại học Copenhagen là những người đầu tiên lập bản đồ lộ trình với 15 bước sinh hóa mà thực vật trải qua khi hình thành celastrol. Đây là những bước rất quan trọng để tái tạo hợp chất này bằng phương pháp sinh tổng hợp. Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, bằng cách tìm ra cách thực vật hình thành celastrol, họ có thể lấy gen và enzyme tạo ra chất này và đưa chúng vào một sinh vật khác có khả năng tạo ra celastrol mà không tạo ra chất độc hại.
Phương pháp xanh và duy nhất
Celastrol - một chất chuyển hóa phức tạp chuyên biệt ở thực vật có màu đỏ, được sản xuất bởi phòng thí nghiệm Kampranis, Đan Mạch (nguồn: Yong Zhao).
Ngày nay, hầu hết các loại dược phẩm đều được tạo ra thông qua quá trình tổng hợp dựa trên nền tảng hóa dầu từ dầu thô. Bên cạnh đó, bởi vì phân tử celastrol rất phức tạp nên hiện mới chỉ có các phương pháp tổng hợp hóa học kém hiệu quả và không thể áp dụng cho sản xuất quy mô lớn. Vì vậy, phương pháp này không chỉ là phương pháp xanh mà còn là phương pháp thực sự duy nhất tồn tại.
Hơn nữa, lý do các nhà nghiên cứu chọn sử dụng nấm men như một sinh vật bởi vì men thường được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghệ sinh học - nơi có công nghệ và cơ sở hạ tầng cần thiết để sản xuất celastrol ở quy mô lớn. Bằng cách sử dụng nấm men làm sinh vật chủ, các nhà khoa học có thể phân lập hoàn toàn và phát triển celastrol tổng hợp trong một bể chứa men trong thời gian ngắn, với khả năng mở rộng bền vững.
Tác giả của nghiên cứu cho biết thêm, họ sẽ nghiên cứu kỹ hơn về tiềm năng của loại thuốc này trong điều trị bệnh béo phì ở người. Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng, một phương pháp điều trị béo phì tiềm năng có thể được phát triển chỉ bằng sử dụng celastrol độc lập hoặc kết hợp celastrol với các liệu pháp điều trị khác.
Đại học Copenhagen đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho sáng chế này và hiện đang đàm phán với các đối tác tiềm năng về việc thương mại hóa chúng.
BL (lược dịch theo Đại học Copenhagen)