TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
– Tên luận án: Nghiên cứu thu nhận sản phẩm lên men phối hợp có khả năng hỗ trợ làm tan huyết khối và khử gốc tự do
– Ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 9420201
– Họ tên nghiên cứu sinh: Lý Huỳnh Liên Hương Khóa: 2019, đợt 2
– Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Văn Thành
– Cơ sở đào tạo: Đại học Cần Thơ
1. Tóm tắt nội dung luận án
Nghiên cứu được thực hiện nhằm phát triển chế phẩm sinh học lên men phối hợp có khả năng ly giải huyết khối và khử gốc tự do, hướng đến ứng dụng hỗ trợ điều trị bệnh lý tim mạch liên quan đến cục máu đông và stress oxy hóa. Hai chủng vi khuẩn tiềm năng được sử dụng gồm Bacillus subtilis TO46 sinh enzyme nattokinase và Komagataeibacter nataicola TD6 sinh acid glucuronic, được phân lập từ nguồn vi sinh vật bản địa tại Đồng bằng Sông Cửu Long thông qua cấy trải trên môi trường chọn lọc, sàng lọc đặc điểm hình thái – sinh hóa, và đánh giá hoạt tính đặc hiệu. Quy trình lên men được tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt đáp ứng theo phương án cấu trúc có tâm (RSM–CCD), nhằm xác định điều kiện thích hợp về pH, nhiệt độ, thời gian và nồng độ cơ chất. Kết quả cho thấy B. subtilis TO46 đạt hoạt tính nattokinase tối đa là 198,02 FU/mL, K. nataicola TD6 đạt hàm lượng acid glucuronic cao nhất là 102,23 µg/mL. Cả hai sản phẩm lên men được tinh sạch sơ bộ và đánh giá hoạt tính sinh học bao gồm hoạt tính ly giải fibrin và khả năng ức chế sự oxy hóa lipid. Hai hợp chất sinh học sau đó được phối hợp thử nghiệm in vivo trên mô hình chuột nhắt trắng bị gây huyết khối bằng κ-carrageenan. Các chỉ số huyết tương D-dimer, triglyceride, LDL-C, HDL-C và mô học mạch máu được phân tích. Kết quả cho thấy sự phối hợp giữa enzyme nattokinase và acid glucuronic giúp làm tan huyết khối hiệu quả hơn, cải thiện đáng kể các thông số huyết tương, và bảo vệ nội mô mạch máu tốt hơn so với từng chất đơn lẻ hoặc đối chứng hóa dược. Đây là nghiên cứu đầu tiên đánh giá hiệu quả phối hợp ly giải huyết khối in vivo giữa hai hoạt chất này, qua đó mở ra triển vọng ứng dụng chế phẩm sinh học kết hợp trong phòng và điều trị bệnh lý tim mạch, góp phần nâng cao tính hiệu quả, an toàn và tự nhiên trong y học hiện đại.
2. Những kết quả mới của luận án
Luận án đã đạt được những kết quả mới, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vực y học ứng dụng và công nghiệp sinh học. Điểm mới đầu tiên là việc phân lập và xác định dòng Bacillus subtilis TO46 có khả năng sản xuất enzyme nattokinase cao nhất từ nguồn mẫu tự nhiên tại Đồng bằng Sông Cửu Long. Đoạn gen mã hóa nattokinase từ dòng này đã được đăng ký trên Gene Bank với mã số PP194366, lần đầu tiên cung cấp thông tin di truyền chi tiết của dòng vi khuẩn này, tạo nền tảng cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo trong công nghệ gen và sản xuất công nghiệp.
Ngoài ra, dòng Komagataeibacter nataicola TD6 được phát hiện có khả năng sản xuất acid glucuronic vượt trội, đây là kết quả mới trong việc khai thác tiềm năng của vi khuẩn acetic để tạo ra các hợp chất sinh học giá trị cao. Quy trình lên men nhằm tối ưu hóa sản xuất enzyme nattokinase và acid glucuronic đã được xây dựng, giúp đạt hiệu quả cao trong thời gian ngắn và điều kiện kinh tế, một hướng tiếp cận phù hợp với các yêu cầu sản xuất hiện nay.
Quan trọng hơn, hoạt tính sinh học của các sản phẩm thu nhận được đánh giá chi tiết. Acid glucuronic lần đầu tiên được chứng minh có khả năng chống oxy hóa lipid mạnh, mở ra ứng dụng tiềm năng trong bảo vệ thành mạch máu và phòng ngừa tổn thương do gốc tự do. Đồng thời, nattokinase thể hiện khả năng ly giải huyết khối vượt trội, nhưng điểm mới nổi bật chính là tác dụng hiệp đồng khi phối hợp với acid glucuronic. Kết quả nghiên cứu trên mô hình chuột cho thấy sự phối hợp này không chỉ giảm các chỉ số sinh hóa liên quan đến huyết khối và xơ vữa động mạch mà còn giảm thiểu tổn thương mạch máu, vượt trội hơn so với việc sử dụng nattokinase đơn lẻ.
Những phát hiện này có ý nghĩa lớn trong bối cảnh hiện nay, khi các bệnh lý liên quan đến huyết khối và xơ vữa động mạch đang trở thành thách thức sức khỏe toàn cầu. Luận án không chỉ khẳng định tiềm năng ứng dụng của nattokinase và acid glucuronic trong phòng ngừa và điều trị các bệnh lý mạch máu mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới về sự kết hợp giữa các hợp chất sinh học để tối ưu hóa hiệu quả điều trị.
3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn:
Luận án mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn quan trọng trong y học, công nghiệp sinh học và sản xuất thực phẩm chức năng. Enzyme nattokinase từ dòng Bacillus subtilis TO46, với khả năng ly giải huyết khối hiệu quả, có tiềm năng phát triển thành chế phẩm hỗ trợ điều trị các bệnh lý liên quan đến huyết khối và xơ vữa động mạch. Sự phối hợp giữa nattokinase và acid glucuronic, với hiệu quả hiệp đồng vượt trội, mở ra hướng ứng dụng mới trong điều trị và phòng ngừa các bệnh lý mạch máu.
Acid glucuronic từ dòng Komagataeibacter nataicola TD6, với khả năng chống oxy hóa lipid mạnh, có thể được sử dụng làm thành phần trong thực phẩm chức năng để bảo vệ mạch máu và ngăn ngừa tổn thương do gốc tự do.
Quy trình tối ưu hóa sản xuất nattokinase và acid glucuronic đã được xây dựng, giúp ứng dụng vào sản xuất công nghiệp với chi phí thấp và hiệu quả cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nguyên liệu sinh học trong y học và thực phẩm.
Ngoài ra, đoạn gen mã hóa nattokinase đã được đăng ký trên Gene Bank, tạo tiền đề cho việc nghiên cứu công nghệ gen và sản xuất enzyme nattokinase trên quy mô lớn, phù hợp với các yêu cầu công nghiệp đặc thù.
Đặc biệt, việc phát hiện về tác dụng hiệp đồng giữa nattokinase và acid glucuronic cung cấp cơ sở để phát triển các công thức thuốc mới vừa có tác dụng chống huyết khối vừa bảo vệ thành mạch, mang lại giá trị khoa học và thực tiễn lớn trong chăm sóc sức khỏe cộng đồng.
Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:
Cải tiến quy trình tinh sạch enzyme nattokinase và acid glucuronic nhằm tăng độ tinh khiết và hiệu suất thu hồi sản phẩm. Đồng thời, cần đánh giá chi tiết hơn về tính an toàn và hiệu quả của sản phẩm trên các mô hình động vật khác trước khi tiến hành thử nghiệm lâm sàng.
Đi sâu vào nghiên cứu cơ chế tác động hiệp đồng giữa nattokinase và acid glucuronic trong việc phòng ngừa và điều trị huyết khối. Việc hiểu rõ cách thức phối hợp này sẽ giúp tối ưu hóa tỷ lệ sử dụng hai hợp chất và nâng cao hiệu quả điều trị.
Thực hiện các nghiên cứu thử nghiệm mở rộng thử nghiệm trên các mô hình động vật khác hướng đến thử nghiệm lâm sàng trên người, đồng thời kiểm chứng tính hiệu quả và an toàn của các sản phẩm phối hợp enzyme nattokinase và acid glucuronic. Từ đó, phát triển các chế phẩm sinh học chuyên biệt cho ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng, góp phần đưa kết quả nghiên cứu vào thực tiễn.
