Fucoidan

Bài viết này không nằm trong Dược thư quốc gia Việt Nam 2022 lần xuất bản thứ 3

Thách thức phải tìm ra hoạt chất khắc phục nhược điểm của các phương pháp điều trị ung thư là vô cùng lớn. Fucoidan được xem là nhân tố vàng trong cuộc chiến chống lại căn bệnh thế kỷ, là hoạt chất tiềm năng trong các liệu pháp chống ung thư để mang lại tia sáng cho nhiều bệnh nhân trên toàn thế giới. 

1 Cấu trúc của Fucoidan

Fucoidan là một Heteropolysaccharide có thể hòa tan được trong nước và dung môi thân nước. Cấu trúc Fucoidan của bao gồm nhóm L-fucose và sulphat.

Hoạt chất có monosaccharide chính trong mạch đó là L-fucose-4-sulfate kết hợp cùng 10% các monosaccarit khác bao gồm: 

• Axit uronic, Galactose.
• Xylose, Mannose.
• Rhamnose, Glucose.
• Arabinose, Xylose.

Fucoidan bao gồm hai cấu trúc chuỗi, cụ thể là:

• Một chuỗi chính là α-L-fucopyranose được liên kết bởi (1 → 3) và (1 → 4).
• Chuỗi còn lại là (1 → 3) -α-L- fucopyranose.

Sự thay thế đơn và đôi trong nhóm sulphat ở vị trí C-2 hoặc C-4 hoặc C-2 và C-3 có thể xảy ra. Nguyên nhân là cấu trúc của Fucoidan phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loài rong biển, vị trí địa lý, mùa khai thác, quy trình khai thác... [1] 

Hoạt động chống khối u của các fucoidan được đánh giá nhờ sự kết hợp của nhiều yếu tố như cấu trúc hóa học bao gồm số lượng nhóm sulfat trong phân tử,  tỷ lệ dư lượng monosaccharide, loại tồn dư đường liên kết...

2 Tác dụng của Fucoidan trong điều trị ung thư

2.1 Fucoidan kích thích hệ thống miễn dịch

2.1.1 Fucoidan giúp tiêu diệt tế bào gây bệnh

Tế bào NK hay còn gọi là Natural killer cell là một bạch huyết bào quan trọng trong hệ thống miễn dịch của cơ thể. NK giúp nhận diện các tế bào nhiễm virus, tế bào bất thường, tế bào đột biến, tế bào dị biệt (kể cả tế bào có khả năng hình thành ung thư) và nhanh chóng tiêu diệt chúng. Fucoidan đã được nghiên cứu chứng minh kích thích sự sản sinh và tăng cường hoạt động tế bào NK. 

Bên cạnh đó, hoạt chất còn được báo cáo làm gia tăng số lượng tế bào T ( Cytotoxic T cells ) - phối hợp với tế bào miễn dịch khác và tổ chức phản ứng miễn dịch có nhiệm vụ tìm và tấn công trực tiếp vào vi sinh vật gây hại cho cơ thể như vi khuẩn, virus và tế bào ung thư. 

2.1.2 Fucoidan giúp điều hòa miễn dịch

Các nghiên cứu về hoạt động điều hòa miễn dịch của Fucoidan là một chủ đề nghiên cứu nóng và câu trả lời về việc Fucoidan kích hoạt các phản ứng miễn dịch của vật chủ. Các tác dụng dược lý có lợi khác nhau của Fucoidan, chẳng hạn như hoạt động kháng vi-rút và chống khối u, được cho là do khả năng điều chỉnh chức năng miễn dịch của tế bào. 

Cơ chế của tăng cường miễn dịch có thể giải thích là:

• Fucoidan liên kết với các thụ thể khác nhau như thụ thể giống Toll (TLR) trên tế bào đuôi gai (DC), đại thực bào và các tế bào đơn nhân khác, sau đó kích hoạt chúng để giải phóng các yếu tố gây viêm, cytokine và chemokine. 
• Các yếu tố này có thể giúp vật chủ để hình thành một phản ứng miễn dịch mạnh mẽ và đạt được sự điều chỉnh đa kênh và đa cấp độ của hệ thống miễn dịch.

2.2 Fucoidan ức chế tân sinh khối u ác tính

Yếu tố tăng trưởng biểu bì hay còn có tên là EGF là một chất giúp tăng sinh, tăng cường biệt hóa tế bào, tham gia vào quá trình sự biến đổi khối u nhờ tăng sinh và biệt hóa tế bào. Đây là nhân tố được xem là chất thúc đẩy sinh ung thư và đột biến. 

Fucoidan là chất ức chế EGF sinh khối u nhờ cơ chế ngăn cản quá trình phiên mã, giúp hạn chế tăng sinh tế bào.

Thí nghiệm ở chuột thí nghiệm cho thấy thời gian trung bình xuất hiện khối u giảm đáng kể: 19 tuần ở nhóm không được dùng Fucoidan và 11 tuần với nhóm chuột được dùng Fucoidan.

Các nghiên cứu chứng minh trong việc chứng minh Fucoidan ức chế tân sinh khối u ác tính còn rất hạn chế. Tuy nhiên không thể phủ nhận rằng Fucoidan là hoạt chất rất tiềm năng chống lại ức chế tân sinh khối u ác tính hiệu quả. 

2.3 Fucoidan ngăn cản nuôi dưỡng khối u

VEGF do tế bào ung thư sinh ra, là yếu tố hàng đầu giúp khối u lan rộng, phát triển và di căn. VEGF giúp thúc đẩy hình thành mạng lưới mạch máu bao quanh, giúp tăng sinh vi mạch, mao mạch quanh khối u, tăng cường cung cấp oxy và dinh dưỡng nuôi dưỡng khối u phát triển. Thuốc kháng VEGF là hướng đi quan trọng trong quá trình chống lại ung thư. 

Fucoidan có trong tảo nâu đã được chứng minh có khả năng ức chế mạnh VEGF, do đó có khả năng phòng ngừa ung thư phát triển, xâm lấn vào các cơ quan khác và di căn.

2.4 Fucoidan ức chế di căn

Năm 1987, nghiên cứu trên chuột đã chứng minh Fucoidan giảm sự di căn của tế bào khối u. Nghiên cứu cho rằng hoạt chất có tác dụng:

Bên cạnh đó Fucoidan liên kết với Fibronectin với ái lực cao và ngăn chặn sự gắn kết của các tế bào khối u. 

Khi di căn, các tế bào khối u sẽ vào máu để đến cơ quan xa bất kỳ. Tuy nhiên, các tế bào khối u tự do trong vòng tuần hoàn sẽ không tồn tại được, nguyên nhân do bị các tế bào miễn dịch bắt giữ, tiêu diệt hoặc lực cắt của dòng máu. Để đến được đích thành công, các tế bào khối u sẽ phải gắn vào tiểu cầu để di chuyển trong lòng mao mạch, đến cơ quan đích.

Do cơ chế ức chế cạnh tranh và ái lực cao với tiểu cầu, Fucoidan có thể giảm đến 80% tỷ lệ gắn thành công giữa tiểu cầu và tế bào ung thư, do đó giảm đáng kể tỷ lệ di căn.

Cạnh tranh với sự liên kết của tế bào khối u với màng đáy, do đó ức chế sự xâm nhập của tế bào ung thư đến cơ quan xa trong di căn.

Khi đến cơ quan đích, các tế bào ác tính sẽ tiết ra một loại enzym giúp phân giải protein để phá vỡ các protein chất nền ngoại bào của nơi khu trú mới. Fucoidan làm giảm số lượng và ức chế hoạt động của các enzym này.

Bên cạnh đó, một số nghiên cứu đã chứng minh thiếu oxy trong tế bào khối u là nguyên nhân có thể dẫn đến di căn. Fucoidan có thể giảm tình trạng thiếu oxy này và ngăn cản di căn hiệu quả.

3 Fucoidan giảm kháng thuốc chữa ung thư

Một trong những biến chứng chính trong điều trị ung thư là xuất hiện tình trạng kháng hóa trị liệu, tức là các tế bào ung thư để kháng lại tác động của hóa trị liệu. Một số tế bào ung thư bẩm sinh có khả năng đề kháng với hóa trị liệu và những tế bào khác có thể phát triển kiểu hình kháng thuốc, bằng các đặc điểm riêng của chúng như tế bào khối u hoặc bởi các điều kiện bên ngoài. Đây là vấn đề nan giải khi điều trị thuốc chống ung thư. 

Fucanan có liên quan đến việc giảm kháng thuốc chống ung thư nhờ vào cơ chế ức chế PrPC - một protein nếu hoạt động quá mức có thể tăng sự sống sót và tăng sinh của tế bào ung thư, có thể gây ra kháng thuốc.

Các thử nghiệm lâm sàng cũng đã chứng minh Fucoidan cũng có thể hoạt động như tác nhân bổ trợ, hiệp đồng tác dụng với hóa trị liệu hiệu quả:

• Một số loại Fucoidan đã được chứng minh là tạo ra các cytokine và chemokine chống viêm, làm giảm các tác dụng phụ của hóa trị liệu, ức chế sự di chuyển của tế bào khối u và tăng sinh tế bào lympho. Đây có thể là một cơ chế mới và đầy hứa hẹn cho liệu pháp miễn dịch khối u.
•  Hoạt chất cũng là nhân tố tiềm năng làm tăng Sinh khả dụng các thuốc uống chữa ung thư điển hình như Doxorubicin (Doxorubicin "Ebewe" 10mg).

Trong điều trị ung thư vú và ung thư buồng trứng, Fucoidan cải thiện tác dụng của Tamoxifen, Cisplatin hoặc Paclitaxel.

Trong điều trị ung thư phổi, Fucoidan tăng độc tính tế bào của hoạt chất chống ung thư Cisplatin trên các dòng tế bào ung thư phổi và hiệp đồng với hoạt chất Gefitinib gây chết rụng ở các tế bào ung thư.

Fucoidan có khả năng giảm tác dụng phụ, chống lại bệnh tật liên quan đến dùng hoạt chất Lapatinib lâu dài. Lapatinib khi dùng độc lập có thể chế 60% sự phát triển của khối u. Khi Lapatinib được kết hợp với Fucoidan, tác dụng ức chế phát triển khối u tăng đến 85%.

Fucoidan một bề mặt âm và có lợi cho sự tương tác với các hợp chất hóa học. Các tế bào đại thực bào được nghiên cứu để đánh giá khả năng bảo vệ miễn dịch của Fucoidan khỏi độc tính tế bào khi dùng hoạt chất Cisplatin. Kết quả cho thấy các tế bào được điều trị bằng liên hợp fucoidan-cisplatin được bảo vệ tốt hơn so với các tế bào được điều trị bằng Cisplatin đơn thuần, cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn chống lại tế bào ung thư đa kháng thuốc. [2]

4 Các tác dụng khác của Fucoidan

4.1 Fucoidan có khả năng hoạt động chống oxy hóa cực mạnh

Các loại phản ứng oxy hóa của cơ thể được diễn ra trong tế bào như Anion Superoxide, gốc hydroxyl, hydro peroxit, oxy đơn và oxit nitric (NO)... là những hoạt động cần thiết. 

Ở mức độ hoạt động thấp, các phản ứng oxy hóa này điều chỉnh nhiều quá trình sinh hóa cần thiết cho sự phân chia tế bào. 

Tuy nhiên khi các các phản ứng này bị kích thích đến quá cao sẽ phá vỡ cân bằng nội môi. Việc phản ứng oxy hóa khử làm hỏng lipid, protein và axit nucleic trong tế bào, dẫn đến các bệnh sinh lý khác nhau như ung thư, bệnh mạch vành, xơ vữa động mạch, tiểu đường, bệnh thoái hóa thần kinh, bệnh viêm và các bệnh liên quan đến lão hóa.

Có nhiều nghiên cứu chứng minh rằng Fucoidan có thể được sử dụng để điều trị các bệnh do tác hại của các gốc tự do do đặc tính chống oxy hóa của nó. Tuy các bằng chứng này chứng minh rằng cơ chế chống oxy hóa của Fucoidan vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn, nhưng thành phần hoạt chất Fucoidan được sử dụng rộng rãi trong các loại mỹ phẩm chăm sóc da, thực phẩm chức năng chống lão hóa, thực phẩm tốt cho thần kinh.

4.2 Fucoidan chống đông máu và chống huyết khối

Fucoidan có tác dụng chống đông máu đáng kể, được nghiên cứu nhiều nhất nhưng chúng rất phức tạp và phụ thuộc vào cấu trúc. 

Fucoidan đã được chứng minh kéo dài thời gian thromboplastin và thời gian thrombin, do đó có tác dụng chống đông máu trong lòng mạch, chống huyết khối tích tụ.

5 Fucoidan có ở đâu?

5.1 Fucoidan trong tự nhiên

Fucoidan có mặt chủ yếu trong thành tế bào của nhiều loài rong nâu ở các nước Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc. Các loài tảo có chứa hàm lượng cao Fucoidan là F. serratus, F. vesiculosus và Ascophyllum. [3]

Ngoài ra, các động vật không xương sống ở biển như nhím biển, và hải sâm… cũng có chứa lượng lớn Fucoidan.

5.2 Các sản phẩm có chứa Fucoidan

Có rất nhiều sản phẩm trên thị trường có chứa Fucoidan như Okinawa Fucoidan, Umi No Shizuku Fucoidan, Nano Fucoidan Extract Granule…

Tuy nhiên kết quả chống ung thư từ Fucoidan vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn, các nghiên cứu vẫn còn hứa hẹn nhiều điều và vẫn đang tiếp tục để chứng minh Fucoidan khắc phục những nhược điểm phức tạp nhất của ung thư. Đồng thời, tính năng chống ung thư còn liên quan rất nhiều về cấu trúc, trọng lượng phân tử, lượng sulphat… mà quá trình này có thể ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như khai thác, cách sơ chế, vị trí địa lý.

Trên thị trường có rất nhiều lời đồn thổi, thần thánh hóa công dụng của Fucoidan. Việc sử dụng các loại Fucoidan có hiệu quả hay không còn phụ thuộc vào mô hình ung thư khác nhau, do đó nên lựa chọn các sản phẩm phù hợp.

6 Tài liệu tham khảo

1. Chuyên gia của NCBI (Ngày đăng: 28 tháng 04 năm 2020). Brown Seaweed Fucoidan in Cancer: Implications in Metastasis and Drug Resistance, National Center for Biotechnology Information. Truy cập ngày 21 tháng 07 năm 2021 

2. Keith B. Glaser (Ngày đăng: 14 tháng 04 năm 2015). Fucoidan and Cancer: A Multifunctional Molecule with Anti-Tumor Potential, National Center for Biotechnology Information. Truy cập ngày 21 tháng 07 năm 2021 

3. Chuyên gia của NCBI (Ngày đăng: 20 tháng 03 năm 2019). Biological Activities of Fucoidan and the Factors Mediating Its Therapeutic Effects: A Review of Recent Studies, National Center for Biotechnology Information. Truy cập ngày 21 tháng 07 năm 2021