Thạc Sĩ Nghiên cứu hạt Nano chitosan làm tá chất cho vacxin cúm A/H1N1 và thử nghiệm đáp ứng miễn dihcj trên

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn:
GS.TS Lê Văn Hiệp – Viện Vacxin và Sinh phẩm Y tế Nha Trang, Người
thầy trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt, truyền đạt kiến thức cho tôi trong quá trình học
tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tại Viện Vacxin Nha Trang.
PGS.TS Nguyễn Anh Dũng - Trường Đại học Tây Nguyên, Người thầy
trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt, truyền đạt kiến thức và đóng góp nhiều ý kiến quý
báu cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Lãnh đạo Trường Đại học Tây Nguyên, tập thể các Thầy Cô giáo Phòng
Đào tạo Sau đại học, Khoa KHTN và CN.
Các thầy Cô giáo đã tận tâm giảng dạy, truyền thụ những kiến thức quý
báu trong quá trình học tập.
Các cán bộ nhân viên Phòng Nghiên cứu và Phòng Kiểm định Viện
Vacxin Nha Trang.
Lãnh đạo và tập thể cán bộ giáo viên trường Trường THPT Trần Phú, TP
Buôn Ma Thuột.
Cuối cùng xin gửi những tình cảm thân thương tới gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp đã giúp đỡ và động viên tôi hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn! CÁC CHỮ VIẾT TẮT
APC : Antigen- presenting cell (Tế bào trình diện kháng nguyên)
CS : Chitosan
DNA : Deoxyribo nucleic Acid
FCA : Freund’s complete adjuvant
FIA : Freund’s incomplete adjuvant
HA: : Haemagglutinin
HAU : Haemagglutination Unit (Đơn vị kháng nguyên)
HI test : Haemagglutination Inhibition test
(Phản ứng ức chế ngưng kết hồng cầu)
HIU : Haemagglutination Inhibition Unit
(Đơn vị hiệu giá kháng thể kháng HA)
IgG : Immunoglobulin
IVAC : Viện Vacxin và Sinh phẩm Y tế Nha Trang
kDa : Kilo Dalton
KN : Kháng Nguyên
MIC : Nồng độ ức chế tối thiểu
RNA : Ribonucleic Acid
TPP : Tripolyphosphate
WHO : World Health Organization (Tổ chức Y tế thế giới) DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Protein của virus cúm . 18
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử hạt nano CS đến hiệu suất hấp phụ
(LE) và khả năng hấp phụ (LC) kháng nguyên cúm A H1N1 . 43
Bảng 3.2: So sánh kết quả tăng trọng chuột ở các nhóm vacxin hấp phụ tá chất
khác nhau (n=5) 46
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của các loại tá chất khác nhau đến tỷ lệ đáp ứng miễn dịch
trên chuột với vacxin cúm A/H1N1. . 48
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của các loại tá chất đến hiệu giá kháng thể trung bình của
chuột (n = 9) . 50
Bảng 3.5: So sánh kết quả tăng trọng chuột ở các nhóm vacxin hấp phụ tá chất
nano chiotsan có khối lượng phân tử khác nhau (n=5) 54
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử tá chất nano CS cho vacxin cúm
A/H1N1 đến tỉ lệ đáp ứng miễn dịch trên chuột . 56
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử tá chất nano CS của vacxin cúm
A/H1N1 đến hiệu giá kháng thể trung bình (HIU) . 57
Bảng 3.8: So sánh kết quả tăng trọng chuột ở các nhóm vacxin hấp phụ tá chất
nano CS có khối lượng phân tử khác nhau (n=5) 60
Bảng 3.9 ảnh hưởng của liều lượng vacxin cúm A/H1N1 khi sử dụng tá chất
nano chitosan đến đáp ứng miễn dịch trên chuột 62 Bảng 3.10: ảnh hưởng của liều lượng vacxin cúm A/H1N1 khi sử dụng tá chất
nano CS đến đáp ứng miễn dịch trên chuột . 63
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của thời gian bảo quản vacxin hấp phụ trên hạt nano CS
đến đáp ứng miễn dịch trên chuột .66
Bảng 3.12: Kết quả kháng thể kháng HA trên chuột sau khi tiêm vacxin chứa tá
chất nano CS được bảo quản trong khoảng thời gian khác nhau . 67 DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Công thức cấu tạo của nano chitosan 3
Hình 1.2: Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp tạo gel ion. 7
Hình 1.3: Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp kết tủa. 8
Hình 1.4: Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp sấy phun. . 9
Hình 1.5 : Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp mixel ngược pha 10
Hình 1.6 : Cấu tạo của Virus cúm typ A 16
Hình 3.1: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử hạt nano chitosan đến hiệu suất
hấp phụ (LE) kháng nguyên cúm A/H1N1 . 44
Hình 3.2: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử hạt nano chitosan đến khả năng
hấp phụ (LC) kháng nguyên cúm A H1N1. . 44
Hình 3.3: Tăng trọng chuột của các lô vacxin cúm A/H1N1 hấp phụ các loại tá
chất khác nhau . 47
Hình 3.4 : Tỉ lệ chuột có đáp ứng miễn dịch của vacxin cúm A/H1N1 với tá chất
nano chitosan và các tá chất khác. . 49
Hình 3.5: Ảnh hưởng của các nhóm tá chất đến hiệu giá kháng thể trung bình
trên chuột nhắt. 51
Hình 3.6: Kết quả tăng trọng của chuột ở các nhóm vacxin có tá chất nao
chitosan khác nhau. . 55 Hình 3.7: Tỉ lệ chuột có đáp ứng miễn dịch đối với các nhóm vacxin sử dụng tá
chất nano chitosan với khối lượng phân tử khác nhau 57
Hình 3.8: Hiệu giá kháng thể trung bình ở các nhóm vacxin sử dụng tá chất nano
chitosan với khối lượng phân tử khác nhau 58
Hình 3.9: Tăng trọng trung bình của chuột ở các nhóm vacxin có hàm lượng
kháng nguyên khác nhau . 61
Hình 3.10: Tỉ lệ chuột có đáp ứng miễn dịch ở các nhóm vacxin có hàm lượng
kháng nguyên khác nhau . 62
Hình 3.11: Hiệu giá kháng thể trung bình ở các nhóm vacxin có hàm lượng
kháng nguyên khác nhau . 64
Hình 3.12: Tỉ lệ chuột có đáp ứng miễn dịch ở các nhóm vacxin có thời gian bảo
quản sau hấp phụ khác nhau 66
Hình 3.13: Hiệu giá kháng thể trung bình ở các nhóm vacxin có thời gian bảo
quản sau hấp phụ khác nhau 68 1
PHẦN MỞ ĐẦU
Những năm 1918-1919, thế giới đã xảy ra đại dịch cúm “Tây Ban Nha” do
virus cúm týp A/H1N1 gây ra. Đây thực sự là cơn ác mộng cho loài người vì chỉ
trong vài tháng đã có hơn 1 tỉ người mắc bệnh (chiếm 1/2 dân số thế giới thời kì
bấy giờ) và cướp đi sinh mạng của hơn 20 triệu người, gấp đôi số tử vong trong
chiến tranh thế giới thứ nhất. Mới đây nhất đại dịch cúm 2009 là dịch cúm do
một loại virus thuộc chủng A/H1N1, lần đầu tiên được các cơ quan y tế phát hiện
vào tháng 3 năm 2009. Sự bùng phát căn bệnh giống như bệnh cúm đã được phát
hiện lần đầu ở ba khu vực thuộc Mexico và lây lan rất nhanh. Theo tổ chức Y tế
thế giới, tính đến ngày 12 tháng 6 năm 2009 đã có 29669 trường hợp được xác
định nhiễm cúm A/H1N1 tại 74 quốc gia và đã có hàng trăm người chết. Tính
đến ngày 10/02/2010, Việt Nam cũng đã ghi nhận 11.186 trường hợp dương tính
với cúm A/H1N1 và 58 trường hợp tử vong.
Đại dịch cúm xảy ra tác động rất lớn đến nền kinh tế, sức khoẻ, tính mạng
của con người cũng như các hoạt động xã hội khác nên việc nghiên cứu, sản xuất
vacxin và thuốc kháng virus là hai mục tiêu lớn mà nhiều quốc gia đang hướng
tới.
Vacxin là một trong những biện pháp hữu hiệu nhất để phòng ngừa, kiểm
soát và đẩy lùi bệnh dịch nói chung và bệnh cúm nói riêng. Hiện nay, trên thế
giới năng lực sản xuất vacxin phòng cúm chỉ đáp ứng 10% dân số khi đại dịch
xảy ra. Vì thế mục tiêu nghiên cứu hiện nay là sản xuất loại vacxin có hiệu giá
cao, rẻ và an toàn khi sử dụng. Hiệu quả miễn dịch và giá thành của vacxin lại
phụ thuộc rất lớn vào tá chất. Một số tá chất thường được sử dụng cho người
Al(OH) 3 , MF59, chitosan, .Vì vậy, việc nghiên cứu loại tá chất cho vacxin là
rất cần thiết trong sản xuất vacxin. 2
Hạt nano chitosan an toàn sinh học, tương hợp sinh học, có kích thước
nanomet, mang điện tích dương và dễ dàng đi qua màng tế bào nên có thể mang
vacxin, nhất là vacxin qua niêm mạc mũi với tính an toàn, hiệu quả và đáp ứng
miễn dịch cao, kéo dài. Hạt nano chitosan với những đặc tính ưu việt như: khả
năng tương hợp sinh học, hỗ trợ điều hoà miễn dịch, được enzyme trong cơ thể
phân hủy . Vì vậy trong y học, hạt nano chitosan được sử dụng phổ biến để
mang thuốc, protein, vacxin, kháng khuẩn, làm vector chuyển gen .
Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi sử dụng hạt nano chitosan làm đối tượng
nghiên cứu với tên đề tài “Nghiên cứu hạt nano chitosan làm tá chất cho
vacxin cúm A/H1N1 và thử nghiệm đáp ứng miễn dịch trên chuột nhắt trắng
(Mus musculus Swiss)”
Mục tiêu của đề tài
1. Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng phân tử hạt nano chitosan đến khả
năng hấp phụ kháng nguyên cúm A/H1N1.
2. Đánh giá tính an toàn và đáp ứng miễn dịch trên chuột nhắt trắng của vacxin
cúm A/H1N1 có tá chất là nano chitosan. 3
PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về chitosan
Hình 1.1: Công thức cấu tạo của nano chitosan
Chitosan là một biopolymer (polyglucosamine), là sản phẩm deacetyl của
chitin, một polysaccharide có trong thành phần cấu trúc của các loài giáp xác
như tôm, cua, côn trùng và vách tế bào nấm. Chitin có cấu tạo tương tự cellulose,
nhưng có sự khác biệt là đơn vị cấu tạo nên chitin là N-acetyl-D-glucosamine,
các đơn vị này nối với nhau bằng liên kết β-1-4-glycoside. Tính chất và hoạt tính
sinh học của chitin và chitosan phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng phân tử (Mw)
và mức độ deacetyl hóa (DD: degree of deacetyllation). Mức độ deacetyl hóa
dùng để chỉ % số nhóm acetyl trong phân tử chitin, chitosan bị khử. Mức độ
deacetyl hóa tỉ lệ thuận với mật độ của nhóm NH 3
+ trong phân tử do đó ảnh
hưởng tới tính chất đa điện và độ tan của chitin, chitosan. Mức độ deacetyl trung
bình của chitin nằm trong khoảng 10-15%. Có sản phẩm chitin deacetyl hóa một 4
phần (partially deacetyl chitin) có mức độ deacetyl hóa từ 30-40%. Trong khi đó
chitosan phải có mức độ deacetyl hóa >50%. Nhờ đó chitosan mới dễ tan trong
một số axit hữu cơ loãng như axit acetic, axit lactic, axit glutamic, axit
chlohydric. Khi hoà tan chitosan trong môi trường axit, nhóm amine của chuỗi
nhận proton và chuyển sang mang điện tích dương.
Khối lượng phân tử của chitin, chitosan có thể được xác định bằng HPLC.
Tuy nhiên phương pháp nhanh nhất và đơn giản nhất là đo độ nhớt dựa vào các
hằng số và K trong phương trình Mark- Houwink:
M K. ] [ =
η
a = 1.81x10 -3 M 0.93
Trong đó:
η
là độ nhớt biểu kiến của chitin, M là khối lượng phân tử
Chitosan có trọng lượng phân tử khác nhau từ 50-2000kDa, độ nhớt khác
nhau (1% chitosan trong axit acetic 1% có độ nhớt <2000mPaS) và mức độ khử
acetyl khác nhau (từ 40-98%)
Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, có khả năng phân hủy sinh học
(biodegradation), có tính tương hợp sinh học cao (biocompatible) nên có nhiều
nghiên cứu, ứng dụng trong sinh y học.
Chitosan có ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y
dược, thực phẩm .nhờ vào các đặc tính như:
- Tính chất đa điện li mang điện tích dương (cationic polyelectrolyte) cho
phép gắn kết với các thành phần sinh học mang điện tích âm.
- Có khả năng phân huỷ sinh học bằng enzyme trong cơ thể.
- Có khả năng tương hợp sinh học với cơ quan, mô và tế bào động, thực vật.
- Có khả năng kích thích quá trình làm lành viết thương và đông máu.
- Có khả năng tương tác chuyên biệt với các receptor trên màng.
- Giảm chlolesterol do liên kết có chọn lọc với các axit béo. 5
- Không gây độc do các sản phẩm sau thuỷ phân đều là các chất chuyển hoá
tự nhiên.
- Có tác dụng hỗ trợ trong điều hoà miễn dịch.
- Có thể sử dụng dưới nhiều dạng sản phẩm như dạng miếng, bột mịn, hạt,
màng, tấm xốp (scaffolds), bông, sợi và gel [3], [26].
1.2. Tổng quan về nano chitosan
Chitosan nanoparticles là các hạt chitosan có kích thước nanomet. Chitosan
nanoparticles do có kích thước siêu nhỏ nên dễ dàng đi qua màng tế bào, có diện
tích bề mặt lớn và mang điện nên được ứng dụng nhiều trong sinh y học như
mang thuốc, mang vacxin, trong công nghệ sinh học được dùng làm vector
chuyển gen.
1.2.1 Các phương pháp tạo hạt nano chitosan
Hiện nay, có nhiều phương pháp tạo chitosan nanoparticles. Theo Sulnin
(2004) có 5 phương pháp chủ yếu để tạo hạt nano chitosan là: Phương pháp
khâu mạch nhũ tương (emulsion cross linking), phương pháp tạo giọt
(coacervation) trong NaOH-methanol, phương pháp sấy phun (dry spraying),
phương pháp tạo gel ionic (ionic gel) trong tripolyphosphate (TPP) và phương
pháp rây (sieving method). Trong đó phổ biến nhất là phương pháp tạo hạt gel
trong tripolyphosphate [29].
Quan Gan (2005) nghiên cứu các yếu tố ảnh huởng đến kích thước hạt nano
chitosan như nồng độ chitosan, pH dung dịch, tỷ lệ chitosan: tripolyphosphate, .
[25]. Anna Vila (2004) nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng phân tử chitosan
đến kích thước hạt nano [34].
Ngoài ra, còn nhiều nghiên cứu khác của Ming Lang Tsai (2008), Yavuz
(2007), Jing Mou Ju (2008), . 6
1.2.1.1. Phương pháp tạo hạt nano chitosan bằng liên kết cộng hoá trị
Ohya đã nghiên cứu tạo hạt nano chitosan để nhốt thuốc chống ung thư 5-
FU bằng cách cho dung dich chitosan khâu mạch cộng hóa trị với
glutaraldehyde. Nhóm kép –CHO của glutaraldehyde sẽ phản ứng với nhóm –
NH 2 của chitosan để khâu mạch (cross – linking) tạo hạt nano chitosan. Phương
pháp này có ưu điểm là kích thước và tính chất hạt nano rất ổn định [14].
1.2.1.2. Phương pháp tạo gel ion
Phương pháp này dựa trên khả năng tạo gel ion giữa chitosan điện tích
dương và TPP, polyacrylic axit, polyaspartic, plasmid DNA (pDNA) mang điện
tích âm. Để tạo hạt nano chitosan – TPP : dung dich chitosan được hỗn hợp với
TPP sau đó khuấy từ 10 – 60 phút sẽ thu được hạt nano chitosan. Có thể li tâm
15000 vòng/ phút trong 1 giờ để thu được hạt nano chitosan nanoparticles.
Quan Gan (2005) nghiên cứu tạo hạt chitosan nanoparticles trong TPP với
nồng độ chitosan khác nhau, khối lượng phân tử chitosan khác nhau và tỉ lệ
chitosan/TPP khác nhau. Kết quả cho thấy khối lượng phân tử và nồng độ
chitosan càng lớn thì kích thước hạt chitosan nanoparticles cáng lớn. Thí nghiệm
cho thấy tỉ lệ chitosan/TPP càng lớn thì kích thước hạt chitosan nanoparticles
càng lớn. pH cũng có những ảnh hưởng nhất định đến kích thước hạt, pH thích
hợp nhất để tạo hạt là 5,5 [25]. 7
Hình 1.2: Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp tạo gel ion.
1.2.1.3. Phương pháp tạo giọt coasecva ( phương pháp kết tủa )
Phương pháp này sử dụng tính chất của chitosan là không tan trong dung
dịch có pH kiềm tính. Bởi vậy, chitosan sẽ bị kết tủa, tạo giọt coasecva ngay khi
dung dịch chitosan tiếp xúc với dung dịch kiềm. Dung dịch kiềm có thể là
NaOH, NaOH – Methanol ethanediamine. Dung dịch chitosan sẽ được một thiết
bị nén phun vào dung dịch kiềm để tạo hạt nano như hình .
Phương pháp này có thể được cải tiến hơn bằng cách nhỏ giọt dung dịch
sodium sulfate vào dung dịch chitosan (pH axit) trong điều kiện khuấy nhẹ có tác
động của sóng siêu âm (ultrasonic). Hạt nano được thu bằng cách li tâm, sau đó
tiếp tục bước làm cho cứng và bền hơn bằng cách khâu mạch với glutaraldehyde. 8
Hình 1.3: Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp kết tủa.
1.2.1.4. Phương pháp sấy phun (Spray- drying)
Sấy phun là kĩ thuật thường ứng dụng trong dược phẩm, thực phẩm để tạo
bột, tạo hạt thực phẩm như sữa, tạo bột thuốc với tá dược. Kĩ thuật này dựa trên
nguyên tắc huyền phù được làm khô khi được phun trong dòng khí nóng.
Chitosan được hòa tan thành dung dịch, dược phẩm được hòa tan vào
dung dịch chitosan, sau đó được bổ sung hoạt chất khâu mạch và được phun vào
dòng khí nóng như sơ đồ hình 1.4 [25]. 9
Hình 1.4: Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp sấy phun
1.2.1.5. Phương pháp tạo mixel ngược pha
Trong phương pháp này, các chất hoạt động bề mặt được hòa tan trong
dung môi hữu cơ để tạo hệ mixel ngược pha. Sau đó, dung dịch chitosan được
thêm vào và khuấy đều để tránh bị đục, thêm dung dịch chất khâu mạch. Tiếp tục
khuấy đều qua đêm. Sau đó cho bay hơi dung môi hữu cơ và chất hoạt động bề
mặt được kết tủa bằng muối, cuối cùng hỗn hợp được li tâm và thu được hạt
nano như trong hình 1.5[25]. 10
Hình 1.5 : Sơ đồ tạo hạt nano chitosan bằng phương pháp mixel ngược pha
Ngoài ra hạt nano chitosan khi phối hợp với polyethylene glycon (PEG)
hoặc được phủ một lớp alginate sẽ tăng hiệu quả vacxin viêm gan B qua đường
uống (Boges, 2007) [11]. Kích thước hạt nano nằm trong khoảng 100nm.
Sarmento (2006) cũng sử dụng phương pháp này để nhốt hormone insulin.
1.3. Một số ứng dụng của chitosan, nano chitosan trong y học
Chitosan với những đặc tính ưu việt, là sản phẩm tự nhiên, không độc, có
khả năng phân hủy sinh học. Đồng thời Chitosan còn có các hoạt tính sinh học
cao như kích thích hệ thống miễn dịch của tế bào, giảm cholesterol trong máu,
ức chế khối u phát triển, kháng vi sinh vật Hayashi nghiên cứu sử dụng
chitosan khối lượng phân tử thấp ứng dụng điều trị béo phì và tiểu đường typ 2.
[13]. Trong những năm gần đây nhiều nghiên cứu chế tạo vật liệu chitosan
microparticles, nanoparticles, chitosan microspheres để làm tăng hoạt tính thuốc,
ly giải chậm thuốc, mang thuốc đến tế bào đích, tăng hoạt tính kháng ung thư, 11
tăng hoạt tính kháng khuẩn, làm vật liệu chuyển gen và làm tá chất vacxin tăng
kích thích miễn dịch.
1.3.1. Ứng dụng trong li giải chậm thuốc
Xinge Zhang (2008) nghiên cứu làm tăng khả năng hấp thụ insulin qua
niêm mạc mũi bằng hạt nano chitosan và PEG-hạt nano chitosan, kích thước hạt
nano là 150-300 nm. Hiệu quả hấp thụ insulin qua niêm mạc mũi thỏ ở mẫu
PEG-hạt nano chitosan cao hơn so với PEG-chitosan là 30-40%. Kích thước hạt
nano càng nhỏ, diện tích bề mặt càng lớn và điện tích dương trên bề mặt càng
cao là nguyên nhân ảnh hưởng đến khả năng hấp thu insulin vào máu qua niêm
mạc mũi [33].
Sedaghi (2008) nghiên cứu chế tạo trimethyl hạt nano chitosan làm vật liệu
ly giải chậm insulin. Kết quả cho thấy động học ly giải của insulin nhốt trong
trimethyl hạt nano chitosan ổn định và kéo dài hơn [28].
1.3.2. Hoạt tính kháng khuẩn
Chitosan là một polycation (poly – NH 4
+ ), tương tác với thành phần
polyanion trên vách tế bào vi sinh vật, dễ hấp thu trên bề mặt màng tế bào làm
rối loạn quá trình trao đổi chất qua màng hoặc đi vào trong tế bào chất liên kết
với DNA, ức chế quá trình phiên mã, sinh tổng hợp protein, đó là cơ chế kháng
vi sinh vật của chitosan. Tuy nhiên, vật liệu hạt nano chitosan có diện tích tiếp
xúc và điện tích dương lớn hơn chitosan thông thường nên hiệu quả kháng khuẩn
cao hơn so với chitosan oligomer [26].
Lifeng Qi et al (2005) nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan để tăng hoạt
tính kháng khuẩn. Hạt nano chitosan được chuẩn bị bằng phương pháp tạo gel
trong tripolyphosphate (TPP), kích thước hạt khoảng 30-50nm. Các thử nghiệm
trên 4 loại vi khuẩn E.coli, S. typhimurium, S. choleraesuis và S. aureus cho thấy
hoạt tính kháng khuẩn tăng lên nhiều lần so với chitosan polymer. MIC (nồng độ
tối thiểu ức chế) của hạt nano chitosan là 1/8-1/32 microgam/ml so với chitosan 12
polymer là 8-16 microgam/ml và kháng sinh doxycycline là 1-4 microgam/ml
[20].
Tikhonov (2006) nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm của
chitosan khối lượng phân tử thấp (4,7kDa) và chitosan cải biến. Kết quả cho thấy
chitosan có khối lượng phân tử thấp có hoạt tính kháng khuẩn thấp. Ở nồng độ
1% chitosan (4,7kDa) tỉ lệ chết của E.coli là 91.6% [32].
Nguyễn Anh Dũng (2004) nghiên cứu khả năng kháng E.coli của chitosan,
chitosan oligomer và chitosan oligomer cải biến bằng cách gắn salicylic
aldehyde đã làm gia tăng hoạt tính kháng khuẩn lên nhiều lần. Chỉ số MIC của
chitosan đối với E.coli khoảng 250ppm, oligoglucosamine khoảng 80-100ppm
và salicyden oligoglucosamine (SO) chỉ còn 30-40ppm [2].
1.3.3.Hoạt tính kháng ung thư
Hạt nano chitosan đang được nghiên cứu để chống ung thư hiệu quả hơn.
Mitra (2001) nghiên cứu nhốt thuốc kháng ung thư doxorubicine làm giảm tác
dụng phụ của thuốc tăng hiệu quả điều trị để ức chế khối u trên chuột. Kết quả
cho thấy nếu tiêm doxorubicine độc lập thì khối u ở chuột vẫn tăng lên 900 mm 3
sau 50 ngày và chết, trong khi đó ở thí nghiệm ly giải chậm doxorubicine trong
hạt nano chitosan kích thước khối u giảm chỉ còn 170 mm 3 và chuột vẫn sống
khi 90 ngày thí nghiệm [22].
Lifeng Qi (2004) nghiên cứu hoạt tính kháng ung thư trực tiếp của hạt nano
chitosan dựa trên cơ chế polycation gây phá vỡ màng tế bào ung thư và hoạt tính
cảm ứng apoptosis trên hai dòng tế bào ung thư là sarcoma S180 và hepatoma
H22. Kết quả cho thấy hiệu quả làm giảm khối lượng tế bào ung thư với liều
uống 2.5 mg/kg hạt nano chitosan trên S 180 và H 22 là 52-59% và liều
0.5mg/kg là 43-53%, trong khi đó chitosan chỉ là 30% [20].
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy kích thước hạt nano càng nhỏ thì hiệu
quả kháng ung thư càng cao. Hoyoung (2008) nghiên cứu PEG-hạt nano 13
chitosan làm tá chất cho thuốc chống lại tế bào đích ung thư. Kích thước hạt
nano khoảng 350 nm. Hiệu quả chống ung thư khi sử dụng hạt nano chitosan rất
cao trên tế bào gây ung thư phổi ở chuột A549 đồng thời làm giảm độc tính của
thuốc chống ung thư [3].
1.3.4. Ứng dụng làm tá chất cho vacxin
Nhờ đặc tính không độc, không gây phản ứng phụ, có khả năng kích thích
hệ thống miễn dịch của tế bào mà chitosan và đặc biệt là hạt nano chitosan được
tập trung nghiên cứu làm tá chất cho vacxin. Shibata (1996) chứng minh các hạt
chitin và chitosan có khả năng cảm ứng tăng tổng hợp interferon và đại thực bào.
Nhiều tác giả đã khẳng định khả năng kích thích hệ thống miễn dịch của cơ thể
phụ thuộc rất nhiều vào mức độ deacetyl hóa, khối lượng phân tử và nhóm thế
trên chitin, chitosan [3].
Van der Lubben (2001) nghiên cứu sử dụng chitosan và dẫn xuất của nó
làm tá chất cho vacxin qua niêm mạc mũi. Nhờ có kích thước nanomet và tích
điện tích dương nên chitosan dễ dàng đi qua tế bào biểu mô vào trong tế bào và
thải chậm vacxin để kích thích miễn dịch. Do có khả năng thải chậm (slow
release) nên đáp ứng miễn dịch sẽ kéo dài và ổn định hơn [15].
Maletter (1984) đã chứng minh trong invivo một số dẫn xuất của chitin có
khả năng tăng cường hoạt động của hệ thống miễn dịch. Nghiên cứu cho thấy 14
chitin có mức độ deacetyl hóa 70% kích thích miễn dịch trung gian tế bào và
tăng cường hình thành kháng thể đặc hệu ở các thí nghiệm trên chuột nhắt và
trên chuột lang [21].
Illum (2001) nghiên cứu cho thấy chitosan như là một tá chất mới cho
vacxin. Kết quả đáp ứng miễn dịch ở lô thí nghiệm kháng nguyên cúm là rất
thấp, chỉ số IgG chỉ là 10 2 trong khi ở tá chất chitosan là 10 3 ở lần chủng thứ
nhất. Ở lần nhắc hai, đối chứng antigen là 10 2 và tá chất chitosan là 10 5 [18].
Ana Vila (2004) nghiên cứu sử dụng hạt nano chitosan làm tá chất cho
vacxin uốn ván qua niêm mạc mũi. Kích thước hạt nano là 350 nm, điện tích là
+40mV, có hiệu suất mang vacxin là 50-60%. Kháng thể IgG ở thí nghiệm sử
dụng hạt nano chitosan cao gấp 5 lần so với sử dụng kháng nguyên uốn ván tự
do sau 2 tuần, tăng gấp 15 lần sau 12 tuần và 25 lần sau 24 tuần. Kháng thể đặc
hiệu ở thí nghiệm sử dụng hạt nano chitosan cao hơn so với đối chứng gấp 2.5
lần và tăng lên theo thời gian từ 2-24 tuần [34].
Maryan Amadi (2007) nghiên cứu sử dụng Trimethyl hạt nano chitosan làm
tá chất cho vacxin cúm A/H3N2. Kết quả là các chỉ số miễn dịch HI, IgG ở thí
nghiệm Trimethyl hạt nano chitosanlà 10 3 và 10 5 cao hơn kháng nguyên trong
đệm PBS là 0.8.10 2 và 10 3 , và chỉ số IgG trong thí nghiệm sử dụng Trimethyl hạt
nano chitosan cao hơn 10 2 lần so với tá chất là dung dịch Trimethylchitosan [10].
Olga Borges (2007) nghiên cứu sử dụng hạt nano chitosan- alginate để bọc
vacxin viêm gan siêu vi B qua đường uống. Đáp ứng miễn dịch trên chuột ở các
lô thí nghiệm sử dụng hạt nano chitosan- alginate thể hiện qua các chỉ tiêu IL2,
CD4, CD8, tế bào B cao hơn so với các nhóm đối chứng [23].
Kapil Khatri (2007) nghiên cứu sử dụng hạt nano chitosan làm tá chất hấp
phụ Plasmid DNA gây miễn dịch theo đường niêm mạc mũi chống lại viêm gan
siêu vi B. Kết quả cho thấy vacxin pDNA hấp phụ hạt nano chitosan được bảo
vệ chống lại sự phân hủy của nuclease và tăng hiệu quả truyền nhiễm của nó. 15
Huyết thanh kháng HbsAg và kháng thể IgA trong các nhóm chuột sử dụng
vacxin có tá chất hạt nano chitosan cao hơn các nhóm chuột không có tá chất và
sử dụng tá chất nhôm [17].
Worawan Boonyo (2007) nghiên cứu sử dụng chiotosan với các khối lượng
phân tử khác nhau và triethyl chitosan chloric (TMC) làm tá chất cho ovalbumin
gây đáp ứng miễn dịch trên chuột theo đường mũi. Kết quả cho thấy ở ngày thứ
13 sau tiêm, chitosan với khối lượng phân tử lớn có khả năng tạo kháng thể IgG
cao hơn chitosan có khối lượng phân tử nhỏ. Mức độ DQ cũng ảnh hưởng đến
khả năng đáp ứng miễn dịch, TMC-40 (DQ=40%) tạo IgG cao hơn TMC-
20(DQ=20%) và TMC-60(DQ=60%) [37].
Peter G. Seferian (2000) nghiên cứu các công thức tá chất có chứa chitosan
cho vacxin tái tổ hợp. Kết quả cho thấy gây miễn dịch với các công thức tá chất
có chứa chitosan ( ZCP và ECC) kháng thể IgG tạo thành gấp 10 2 lần so với việc
tiêm chủng không sử dụng tá chất (trong dung dịch PBS). Đồng thời đáp ứng
miễn dịch kéo dài tới 181 ngày [24].
S. Rajesh kumar (2007) nghiên cứu hạt nano chitosan mang vacxin DNA
theo đường uống chống lại vi khuẩn V. anguillarum ứng dụng trong ngành nuôi
trồng thủy sản. Kết quả cho thấy sau khi sử dụng vacxin bao bọc bằng hạt
chitosan cho cá ăn thì ở nhóm này khi thử thách với vi khuẩn V. anguillarum tỉ
lệ sống là 46% [30].
Lê Văn Hiệp, Nguyễn Anh Dũng (2008) nghiên cứu sử dụng chitosan
oligomer (dp=8-16) làm tá chất cho vacxin cúm A/H5N1 kết quả cho thấy rằng
chitosan oligomer đã kích thích đáp ứng miễn dịch sớm và tăng cường kháng thể
đặc hiệu cúm A/H5N1 [19].
Hiện nay, trên thế giới cũng như Việt Nam chưa có các nghiên cứu sử dụng
hạt nano chitosan làm tá chất cho kháng nguyên cúm A/ H1N1.
1.4. Virus cúm và vacxin [1],[6],[8],[43],[7]