Nghiên cứu tạo chế phẩm chứa catalase và các chiết xuất hợp chất thiên nhiên nhằm ứng dụng trong phát triển dầu dưỡng trị chứng bạc tóc sớm

Tóc là một thành phần của thượng bì, chứa nhiều chất sừng và các sắc tố melanin. Melanin được sản sinh ra bởi tế bào hắc tố melanocytes. Màu sắc của tóc được quyết định bởi hàm lượng sắc tố melanin, trong đó eumelanin có màu nâu đậm hay đen và phaeomelanin có màu vàng hung đỏ. Theo nghiên cứu của Kauser và tập thể, catalase biểu hiện kém ở nang tóc của người cao tuổi, do vậy lượng H2O2 dư sẽ ngăn cản các tế bào sắc tố sản sinh ra melanin, góp phần gây ra tóc bạc.

Nghiên cứu của cũng chỉ ra rằng ở phần nang tóc của sợi tóc bạc tích lũy đến mM H2O2 , dẫn đến tóc bị tẩy trắng từ bên trong gây ra bạc tóc. Enzym catalase (EC 1.11.1.6) là enzym chịu trách nhiệm chính phân giải hydrogen peroxide trong tế bào được kiểm chứng bằng thực nghiệm bởi Gaetani và cộng sự. Lý thuyết về “bạc tóc do các gốc tự do” được phát triển và nghiên cứu ở mô hình động vật và các bệnh liên quan đến tóc và da ở người mở ra hướng nghiên cứu về bệnh bạc tóc và điều trị nhằm loại bớt gốc tự do.

Màu sắc của lông, tóc và da đều ảnh hưởng bởi tế bào sinh sắc tố melanin. Sử dụng bệnh bạch biến (hay còn gọi là bệnh lang trắng, vitiligo) làm mô hình nghiên cứu và thử nghiệm điều trị trên người đã cho thấy kết quả khả quan. Bằng thực nghiệm trên người tình nguyện, nghiên cứu năm 2013 của Schallreuter KU và cộng sự cho thấy có sự liên quan mật thiết enzym pseudocatalase với sự tích lũy sắc tố ở tế bào, khi enzym này được bổ sung thì phần diện tích da thiếu sắc tố bị thu hẹp lại đáng kể. Catalase xúc tác cho phản ứng phân giải H2O2 thành H2O và O2 , có chức năng: i) loại bỏ các phân tử gây độc H2O2 trong tế bào; ii) đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản (chống oxi hoá nhanh trong quá trình chín của quả,...); Catalase thường có ở peroxisome trong tế bào của các sinh vật sử dụng ôxi. Catalase được xem là một trong các enzym có hoạt độ cao nhất chuyển hoá được hàng triệu phân tử Hydrogen peroxide trong một giây. Catalase có cấu trúc là một tetramer của 4 chuỗi polypeptide (mỗi monomer có khối lượng phân tử khoảng 60 kDa) và bốn nhân hem porphyrin (sắt) ở trung tâm giúp cho enzym chuyển hóa hydrogen peroxide, hoạt động của enzym catalase trong dải pH rộng (pH 4 - 11) và nhiệt độ thích hợp.

Nhằm chế tạo chế phẩm chứa catalase và các hợp chất thiên nhiên và tạo được kiểu hình lông bạc trên động vật mô hình để thử hoạt tính, tác dụng, liều lượng phù hợp của chế phẩm cũng như độc tính của chúng ảnh hưởng lên da của động vật, tiềm năng ứng dụng trong thực tế nhằm tạo ra dầu dưỡng có khả năng làm giảm bạc tóc, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội do TS. Đinh Nho Thái đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tạo chế phẩm chứa catalase và các chiết xuất hợp chất thiên nhiên nhằm ứng dụng trong phát triển dầu dưỡng trị chứng bạc tóc sớm”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đã thu được các kết quả như sau:

1. Đã tinh sạch và đánh giá hoạt độ của catalase từ các nguồn tự nhiên:  Đề tài đã tiến hành nghiên cứu tài liệu tổng quan các công bố về nguồn gốc tự nhiên có nhiều catalase, đã phát hiện được 02 nguồn tự nhiên có nhiều catalase là từ vi khuẩn Bacillus subtilis PY79 và từ gan bò (bò vàng, giống bò lai giữa Bos taurus và Bos indicus)

2. Đã xây dựng quy trình và tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm enzym catalase Đề tài đã thiết lập được quy trình tinh sạch enzym catalase gồm 18 bước.

3. Đã tạo các dịch chiết hợp chất thảo dược thiên nhiên và xây dựng một số tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm dịch chiết thảo dược thiên nhiên

- Thu mẫu các mẫu thảo dược thiên nhiên và nghiên cứu quy trình tạo các dịch chiết ở quy mô phòng thí nghiệm

-  Đánh giá tác dụng của các dịch chiết tới khả năng tăng sinh tổng hợp melanin của tế bào Melanocyte nuôi cấy;

-  Xây dựng một số tiêu chuẩn cơ sở cho các dịch chiết thảo dược thiên nhiên;

-  Tạo chế phẩm bằng cách phối trộn các dịch chiết thảo dược với enzym catalase.

4. Đã nghiên cứu về an toàn, kích ứng da và kiểm tra khả năng giảm bạc tóc của chế phẩm chứa catalase với các dịch chiết thảo dược

-  Nghiên cứu về an toàn của chế phẩm chứa catalase với các dịch chiết thảo dược bằng thử độc tính ở động vật;

-  Thử nghiệm kích ứng da của chế phẩm chứa catalase với các dịch chiết thảo dược trên mô hình động vật;

-  Kiểm tra khả năng giảm bạc tóc của chế phẩm chứa catalase với các dịch chiết thảo dược trên mô hình động vật.

5. Xây dựng quy trình phối trộn enzym catalase với các dịch chiết thảo dược nhằm sản xuất chế phẩm dầu dưỡng.

Như vậy, Đề tài đã thực hiện được tất cả các nội dung đăng ký trong thuyết minh. Cụ thể, đã tạo được 01 chế phẩm enzym catalase tinh sạch từ gan bò trong tổng số 02 nguồn enzym tự nhiên và xây dựng được 01 Quy trình tạo enzym catalase có độ tinh sạch tốt và tạo được 300 ml chế phẩm catalase, độ tinh sạch tốt, hoạt độ lớn hơn 5.000 u/ml, có các chỉ số phù hợp với tiêu chuẩn cơ sở thực phẩm. Đồng thời đã xây dựng được 01 quy trình tạo dịch chiết thảo dược và qua quy trình này đã lần lượt tạo ra 50g cao khô từ dịch chiết toàn phần mỗi loại thảo dược (Hà thủ ô đỏ, Bồ kết, Ngũ bội tử). Đã thực hiện xây dựng 01 quy trình phối trộn catalase và dịch chiết thảo dược và qua quy trình này đã tạo được 15 lọ 500 ml chế phẩm dầu dưỡng từ catalase và dịch chiết thảo dược, có tiềm năng chữa bạc tóc. Đồng thời kết quả nghiên cứu của đề tài đã thực hiện 01 đăng ký sở hữu trí tuệ (01 đăng ký giải pháp hữu ích, đã được chấp nhận đơn hợp lệ, đang hoàn thiện chuẩn bị nộp 01 giải pháp hữu ích khác liên quan).

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17029/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)