Hợp chất quý hơn vàng
Trong năm 2018, PGS.TS Trần Đăng Xuân và các cộng sự tại Phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật và Hóa sinh, Đại học Hiroshima đã phát triển phương pháp đo đạc và phát hiện MA và MB cực nhạy so với các phương pháp thông thường tại phòng thí nghiệm, cho phép đo hàm lượng thấp của các hợp chất trên trong các bộ phận của cây lúa.
Kết quả cho thấy sự hiện diện của MA và MB trong hạt gạo trắng ăn hàng ngày lần lượt có hàm lượng là 2,07±0,01 và 1,06±0,01 microgram/1g gạo Nhật Bản khô. Sau khi phát hiện các hợp chất quý trên trong gạo và trấu, PGS.TS Trần Đăng Xuân và các đồng nghiệp tiếp tục tiến hành các biện pháp chưng cất và tinh lọc và thu được hàm lượng tinh chất MA và MB đáng kể.
Theo nhóm nghiên cứu, bệnh tiểu đường đã trở thành một vấn đề sức khỏe trên toàn thế giới ở cả các nước phát triển và đang phát triển. Hiện nay, trên thế giới đang có khoảng 425 triệu người đang mắc bệnh tiểu đường, chiếm 12% chi phí y tế toàn cầu.
Trong số các loại bệnh tiểu đường, bệnh tiểu đường tuýp 2 là phổ biến nhất ở người trưởng thành. Cơ chế bệnh sinh của bệnh tiểu đường tuýp 2 có thể khởi phát từ nhiều yếu tố như khuynh hướng di truyền, môi trường và rối loạn chức năng tế bào beta tuyến tụy. Một trong những phương pháp trị liệu có lợi nhất được đề xuất là duy trì đường huyết ở mức bình thường sau bữa ăn. Cách tiếp cận này có thể dần dần giúp tránh tăng đường huyết mãn tính, giảm kháng insulin, do đó ổn định việc sản xuất insulin của tế bào beta tuyến tụy.
Tăng đường huyết ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 2 được cho là do sự phân hủy tinh bột do α-amylase tụy và sự hấp thu glucose của α-glucosidase đường ruột. Trên thực tế, hiện nay có rất nhiều loại thuốc trị đái tháo đường bao gồm các hoạt chất biguanide, sulfonylureas, meglitinide, thiazolidinedione, chất ức chế α-glucosidase… Tuy nhiên, việc sử dụng các loại thuốc này có thể gây ra tác dụng phụ không mong muốn nghiêm trọng. Do đó, việc tìm kiếm và phát hiện ra các chất ức chế α-amylase và α-glucosidase mới từ các nguồn tự nhiên là những cách tiếp cận có giá trị để giảm tốc độ sản xuất glucose trong ruột người một cách an toàn hơn.
Trong khi đó, MA và MB thuộc nhóm hợp chất hóa học diterpene chỉ được phát hiện trên cây lúa và rêu. Các hợp chất này vốn được biết đến với công dụng chống cỏ dại, nấm đạo ôn, tăng khả năng chịu mặn và chịu hạn của lúa. Tuy nhiên, các hợp chất này cũng được cho là có khả năng chống oxy hóa, chống ung thư...
Vì vậy nên sau khi tách chiết thành công các hợp chất quý trên, nhóm nghiên cứu của PGS.TS Xuân cũng đã tiến hành các thí nghiệm sinh lý và sinh hóa để kiểm tra hoạt tính chống tiểu đường, chống béo phì và gút đối với các hợp chất này. Kết quả cho thấy cả MA và MB đều có khả năng gây ức chế emzym α-glucosidase cao hơn so với chất ức chế acarbose - chất được bán thương mại và sử dụng rộng rãi trong điều trị tiểu đường. Trong đó, tác dụng ức chế của MB đối với 2 enzym α-amylase và α-glucosidase cao hơn so với MA.
Theo nhóm nghiên cứu, hợp chất MA và MB còn có hiệu quả cao trong việc chống lại các bệnh ung thư và bệnh gút so với nhiều hoạt chất vốn được sử dụng rộng rãi để trị bệnh hiện nay. Hơn nữa, cho đến nay, không có báo cáo về độc tính của các hợp chất tự nhiên từ hạt gạo hoặc các chế phẩm của nó ảnh hưởng đến sức khỏe con người được công bố. Đây là nghiên cứu đầu tiên xác nhận sự hiện diện của 2 hợp chất MA và MB trong hạt gạo tinh chế, đồng thời cũng là công trình đầu tiên ghi nhận tác động ức chế các enzym α-amylase và α-glucosidase, chống tiểu đường trong các hợp chất này. Trước đây, các hợp chất liên quan đến ức chế bệnh tiểu đường đã được phát hiện trong cám gạo và gạo màu.
Theo nhóm nghiên cứu, mặc dù MA và MB là những thành phần có hoạt tính sinh học đầy hứa hẹn trong lúa gạo nhưng việc phân lập và tinh chế các hợp chất này rất phức tạp và tốn nhiều công sức. Hiện nay mới có rất ít phòng thí nghiệm trên thế giới có thể cô lập và tinh chế thành công MA và MB. Do đó, hiện không có công ty hóa chất nào ở Nhật Bản bán các hợp chất trên vì mục đích thương mại.
| |
| Cấu trúc các hợp chất MA và MB |
Ở Anh, hợp chất MA đang được trang điện tử Carbosynth.com chuyên bán các sản phẩm hóa sinh nổi tiếng của Anh bán với giá 125 USD cho 0,1 mg. Điều đó đồng nghĩa với việc mỗi 1g các hợp chất trên có giá lên đến 1,25 triệu USD, đắt gấp 30.000 lần giá trị 1g vàng.
Ngoài ra, trang điện tử này cũng bán hợp chất MA theo lô 0,5mg với giá thành thấp hơn là 437,5 USD. Theo mức giá này, số tiền phải bỏ ra để mua 1mg hợp chất MA cũng đã lên đến 875.000 USD.
Cũng vì giá của nó vô cùng đắt đỏ nên có rất ít phòng thí nghiệm đủ điều kiện tài chính để mua các hợp chất MA và MB về để nghiên cứu, dẫn tới việc hiện mới có ít ỏi các nghiên cứu sâu về hợp chất này. Vì vậy, PGS.TS Trần Đăng Xuân cho rằng thành công trong việc phân lập các hợp chất MA và MB từ trấu gạo do phòng thí nghiệm của ông thực hiện sẽ là một bước đi lớn trong việc nghiên cứu sâu hơn các loại thuốc chống lại những căn bệnh thế kỷ.
Lâu nay, người ta cho rằng ăn gạo làm đẩy mạnh nguy cơ mắc bệnh tiểu đường cho con người. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của PGS.TS Trần Đăng Xuân và cộng sự đưa đến một quan niệm mới, theo đó khẳng định việc ăn một lượng gạo nhất định hàng ngày có thể giúp giảm nguy cơ bệnh gút, béo phì và tiểu đường. Vẫn Theo PGS.TS Trần Đăng Xuân, có 4 gene liên quan đến việc tổng hợp MA và MB trong lúa đã được xác nhận. Điều này sẽ giúp ích cho việc tạo ra các giống lúa mới có khả năng ức chế tiểu đường, giúp làm tăng giá trị của lúa gạo Việt Nam.
Vị PGS. TS này cũng đang ấp ủ công trình nghiên cứu về phương pháp “đột biến hô hấp”, lai 10 hoặc hơn các giống lúa tốt với nhau để tạo ra một giống lúa ưu việt, mang tất cả những đặc điểm ưu tú của các giống lúa, có thể đạt năng suất 30 tấn/ha hoặc thậm chí cao hơn, không bị sâu bệnh và ngon. Theo ông Xuân, nếu thành công, chỉ cần Việt Nam sản xuất cũng đủ lúa gạo cho toàn châu Á, thậm chí cả thế giới.
Khát vọng cải thiện cuộc sống người Việt
PGS.TS Trần Đăng Xuân là nhà khoa học người Việt đang sinh sống và làm việc tại Nhật Bản. Hiện ông hoạt động trong lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu về nhân giống cây trồng, bộ gene, khoa học cỏ dại, sản xuất nông nghiệp bền vững, hóa học hữu cơ, hóa học phân tích, năng lượng sinh khối... Ông có hàng trăm công trình đăng trên các tạp chí khoa học quốc tế và đã giành được nhiều giải thưởng danh giá như giải thưởng công trình xuất sắc nhất của Hội Khoa học Cỏ dại Nhật Bản trao năm 2010, giải thưởng Kusunoki của tỉnh Miyazaki (Nhật Bản) năm 2008, giải thưởng nghiên cứu môi trường năm 2003… Đặc biệt, trong 2 năm liên tiếp 2017 và 2018, PGS.TS Xuân đã được trao giải thưởng Nhà nghiên cứu nổi bật Phoenix dành cho các nhà khoa học trẻ dưới 45 tuổi của Đại học Hiroshima.
Trong thời gian qua, ông đã tích cực mang những công nghệ mới của các nước tiên tiến giới thiệu tại Việt Nam. Tháng 8/2018, ông là một trong 100 nhà khoa học trẻ của Việt Nam tại nước ngoài tham gia chương trình Đổi mới Sáng tạo do Chính phủ Việt Nam, Bộ Khoa học Công nghệ và Bộ Kế hoạch Đầu tư tổ chức. Tại hội nghị gặp mặt đại biểu tham gia chương trình do UBND TP. Hà Nội phối hợp với Bộ Kế hoạch và Đầu tư, Bộ Khoa học - Công nghệ tổ chức, PGS.TS Trần Đăng Xuân cho biết, nhóm của ông đã nghiên cứu thành công phương pháp sử dụng protocol phát hiện sớm 8 loại ung thư thường gặp. “Chỉ với 1 vài giọt máu, có thể chẩn đoán trước khi bệnh ung thư sớm từ 20 – 30 năm. Với một số loại ung thư, chúng tôi có thể nói chính xác 100%”, PGS.TS Xuân khẳng định.
| |
| PGS.TS Trần Đăng Xuân cùng đồng nghiệp tại Phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật và Hóa sinh, Đại học Hiroshima |
Tuy nhiên, theo PGS.TS Trần Đăng Xuân, giá thành của dịch vụ hiện rất cao chưa phù hợp với điều kiện kinh tế của người dân Việt Nam. PGS.TS Trần Đăng Xuân mong muốn thành phố Hà Nội quan tâm hỗ trợ để phương pháp kiểm tra này được phổ biến rộng hơn đến những người có nhu cầu.
“Chúng tôi đang cố gắng để giá thành thấp đi vì công nghệ protocol hiện chỉ có Nhật và Mỹ phát triển thành công nhất nhưng giá rất đắt, khoảng 5.000 USD/ 1 lần kiểm tra với 8 loại ung thư gây nguy cơ chết người cao nhất”, ông cho hay. Nhận định ung thư đang là vấn nạn lớn tại Việt Nam, vị chuyên gia này bày tỏ mong muốn có thể hỗ trợ, đóng góp 1 phần cho sự phát triển của TP. Hà Nội.
“10 năm sau, nếu tất cả mọi người, trước mắt là người dân TP. Hà Nội có thể kiểm tra bằng công nghệ này với giá rẻ tối đa, sẽ không còn ai chết vì ung thư”, ông nói.