Virus gây độc và nguy hại đến tất cả các sinh vật sống. Virus là sinh vật không có tế bào và nó là một dạng ký sinh bắt buộc trong tế bào vật chủ. Bệnh do virus có thể được phát hiện ở tất cả các dạng sinh vật sống như thực vật, động vật và cả con người.
Các loại virus gây bệnh ung thư hay các loại bệnh khác bao gồm virus Chickengunya (virus gây sốt giống sốt xuất huyết), virus gây bệnh sốt xuất huyết (Dengue), virus gây bệnh Sars (SARS-CoV), virus HIV, virus cúm lợn, virus herpes đơn dạng, visus gây bệnh ung nhọt ở người, hay virus HTLV I hay HTLV II là những chủng virus gây bệnh quan trọng và phổ biến trên thế giới. Một số virus biểu hiện ra bên ngoài hay truyền nhiễm hoặc lây nhiễm. Ngăn ngừa sự lan truyền của virus là quan trọng bằng cách gia tăng nhận thức về sự lan truyền và bệnh lý có liên quan đến virus. Virus lây truyền bởi nhiều yếu tố khác nhau như điều kiện môi trường, sự ô nhiễm, nguồn nước, thức ăn, vật chủ lan truyền mầm bệnh, truyền từ người sang người hoặc động vật.
Sự kháng thuốc của vật chủ hay virus là một trong những vấn đề quan trọng trong điều trị bệnh với các loại thuốc hóa học. Để khắc phục điều này, một trong những phương thức thay thế là sử dụng các hợp chất sinh học có khả năng kháng virus từ tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật hay tảo. Các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên có hiệu quả trong việc khống chế nhiều loại virus và có thể dùng như là thuốc kháng virus. Vì vậy, cần thiết phải có những nghiên cứu về hoạt tính kháng virus của các sản phẩm tự nhiên chiết xuất từ thực vật để cung cấp một giải pháp an toàn, chi phí thấp và hiệu quả cao trong việc kiểm soát bệnh virus trên người. Trong bài viết này, chúng tôi cung cấp một số nghiên cứu quan trọng về khả năng kháng virus của loại vi tảo lam có tên Spirulina platensis.
Giới thiệu
Các tác nhân gây bệnh trên người và phương thức lan truyền từ người sang người, động vật, các sinh vật mang mầm bệnh (vector) hay các điều kiện môi trường đã được báo cáo đầy đủ trong Bảng 1 (Louise et al., 2001; Cleverland et al., 2001; WHO, 1996; 2013). Việc phát hiện sớm các bệnh truyền nhiễm bùng phát trên người và động vật là rất quan trọng để kiểm soát sự lây lan của nó (Jo Halliday et al., 2013). Vi khuẩn và virus làm giảm chất lượng cuộc sống và môi trường. Rất nhiều chủng virus gây bệnh trên người và cả động vật. Có tới hơn 219 chủng virus có thể gây bệnh trên người (Mark Whoolhouse et al., 2012). Ủy ban Quốc tế về Phân loại Virus (ICTV) đã cập nhật danh sách các chủng virus và cho thấy nó tiếp tục dài thêm. Rất nhiều bệnh mới xuất hiện trên người và cả động vật gây ra bởi virus và lây lan trên toàn thế giới (Hình 1).
Bảng 1: Các loại bệnh trên người: tác nhân gây bệnh và cách thức lây lan
Sự lan truyền bệnh virus thông qua vector là loài muỗi là quan trọng nhất. Ví dụ, virus Chikungunya (CHIKV), virus Dengue (DENV) và nhiều bệnh khác lây truyền từ người bệnh sang người khỏe thông qua bị muỗi đốt.
Những người bị dư thừa hay thiếu hụt một số chất dinh dưỡng nào đó, cần phải được bổ sung hay giữ cân bằng nhằm có một sức khỏe và cuộc sống tốt hơn (Gardner and Halwell, 2000). Nguồn từ Liên Hiệp quốc cho biết, suy dinh dưỡng và thiếu vitamin, khoáng chất dẫn đến chậm phát triển về thể chất và trí tuệ (D.von der Weid, 2000; UNICEF, 2012). Sản xuất lương thực, cung cấp nước sạch, năng lượng sinh học và thích ứng với biến đổi khí hậu là những vấn đề cấp thiết cần được giải quyết trên phạm vi toàn cầu (FAO, 2009; 2012). Điều này có thể giải quyết một phần từ các loài tảo, bao gồm tảo Spirulina platensis. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, tảo Spirulina platensis là một nguồn thực phẩm rất tốt, đặc biệt là trong việc hỗ trợ điều trị bệnh.
Hình 1: Muỗi Aedes aegypti là tác nhân lan truyền virus
Ngoài ra, tảo Spirulina cũng có tác dụng rất tốt đến sức khỏe con người như khả năng kháng khuẩn, chống oxy hóa, chống ung thư, tăng cường hệ miễn dịch, gia tăng các hoạt động kháng virus và các tác động tích cực đối với một số bệnh như suy dinh dưỡng, tiểu đường, tăng lipid máu, các bệnh viêm do dị ứng, béo phì, thiếu máu, nhiễm kim loại nặng hay các chất độc hóa học, tác hại của bức xạ và rất nhiều bệnh khác đã được nghiên cứu (Falquet, 1997; Belay, 2002; Gershwin and Belay, 2008; Karkos et al., 2008; Archana Kulshestha et al., 2008; Henrikson, 2009; Capelli and Cysewski, 2010; Deng and Chow, 2010; Soheili and Khosravi-Darani, 2011; Theodore G. Sotiroudis & Georgios T. Sotiroudis, 2013; Rakhi Bajpai Dixit & Suseela, 2013). Olivier Pignolet và ctv. (2013) cũng có những nghiên cứu về các đặc tính kháng virus của tảo lam Cyanobacteria, trong đó có nhóm tảo Spirulina.
Hình 2: Muỗi Aedes albopictus là tác nhân lan truyền virus
Spirulina có chứa hàm lượng protein cao, nhiều acid amin thiết yếu, carbohydrate (chất bột đường), acid béo thiết yếu, nhiều loại khoáng chất, phong phú về vitamin và các sắc tố. Ba thành phần chính có hoạt tính sinh học cao của tảo Spirulina là biliprotein pigment Phycocyanin, sulfated polysaccharides và gamma linolenic acid chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện các chức năng trong cơ thể con người. Các kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất này có trong tảo Spirulina có tác dụng hỗ trợ tăng cường hệ miễn dịch, hỗ trợ tăng cường sức khỏe và có tác dụng kháng virus (Theodore G. Sotiroudis and Georgios T. Sotiroudis, 2013).
Khả năng kháng virus của tảo Spirulina
Việc phát hiện ra các hợp chất có khả năng kháng virus chiết xuất từ tảo lam, bao gồm tảo Spirulina platensis được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện Ung thư Quốc gia (NCI), Hoa Kỳ. Nhóm nghiên cứu thuộc NCI đã sàn lọc các hợp chất kháng virus từ nhóm tảo này. Họ đã nghiên cứu trên khoảng 600 dòng tảo lam đại diện cho khoảng 300 loài và cho thấy có khoảng 10% các loài tảo có thể sản xuất ra các hợp chất có khả năng kháng virus bằng cách giảm các triệu chứng bệnh lý tế bào gây ra bởi virus (Patterson et al., 1989). Các chất có khả năng ức chế mạnh đối với nhiều chủng virus có màng bao là các chất thuộc nhóm polysaccharides có tính acid như calcium spirulan (Ca-SP) có trong tảo Spirulina platensis; hoặc hợp chất nostoflan từ tảo Nostoc flagelliforme; hay fucoidan từ tảo Undaria pinnatifida (Hayashi, 2008). Các chất thuộc nhóm polysaccharides có tính acid như nostoflan từ tảo Nostoc flagelliforme có tác dụng diệt virus rất mạnh đối với virus herpes đơn dạng 1 (herpes simplex virus-1) (Kenji, et al. (2005). Tác dụng hiệp đồng khi dùng kết hợp fucoidan hoặc nostoflan với oseltamivir phosphate đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và cả trên cơ thể sống, kết quả cho thấy chúng có tác dụng rất tốt trong việc chống lại virus cúm A (Hayashi, 2008). Tảo Microcystis ichthyoblabe có chứa hai loại peptide là ichthyopeptins A và B, cả hai loại đều có tác dụng kháng virus cúm A rất tốt trong một nghiên cứu được thực hiện bởi Zainuddin và ctv. (2007).
Hình 2: Bệnh truyền nhiễm mới xuất hiện và tái xuất hiện do vi sinh vật gây bệnh (Clifton, & Lacy (2007)
Dịch chiết xuất thô hoặc dịch chiết xuất bằng phương pháp methanol của tảo Arthrospira maxima cho thấy khả năng kháng khuẩn của nó trên rất nhiều sinh vật thí nghiệm (Medina Jaritz et al., 2011). Tuy nhiên, nó không có khả năng ức chế virus poliovirus-1 subacute sclerosing panencephalitis virus (SSPE), virus sởi, virus gây mụn nước ở miệng (VSV) và rotavirus SA-11. Chiết xuất này có khả năng ức chế virus herpes bằng cách ngăn chặn khả năng tiếp xúc và xâm nhận vào tế bào vật chủ. Dịch chiết xuất từ tảo S. maxima bằng phương pháp metanol-nước theo tỷ lệ 3:1 có khả năng ức chế hoạt động của virus cao nhất (Hernández-Corona et al., 2002). Các hợp chất sulfated polysaccharide, calcium spirulan (Ca-SP) phân lập từ tảo Spirulina platensis có khả năng chống ung thư mạnh. Hợp chất calcium spirulan (Ca-SP) bao gồm các thành phần như sulfate, calcium, glucose, fructose, mannose, galactose, rhamnose, ribose, xylose, glucuronic acid và galacturonic acid (Hayashi et al., 1996). Dịch chiết xuất từ tảo lam có chứa sulfated polysaccharide có tác dụng ngăn chặn virus gắn vào thụ thể tiếp nhận (recepter) và xâm nhập vào tế bào vật chủ, và ngăn chặn chúng sử dụng các vật chất trong tế bào vật chủ để nhân lên. Sự ức chế phản ứng tổng hợp giữa tế bào lympho CD4+ không bị nhiễm và các tế bào nhiễm virus HIV làm gia tăng khả năng lây nhiễm của virus (Feldmann et al., 1999; Rahul Kunwar Singh et al.,2011).
Dịch chiết xuất từ tảo Spirulina platensis có tác dụng ức chế virus herpes đơn dạng loại 1 (HSV-1) nhân lên trong tế bào HeLa trong ống nghiệm (in vitro). Dịch chiết xuất này không có tác dụng tiêu diệt virus nhưng nó ức chế sự xâm nhập của virus vào tế bào vật chủ (Hiyashi et al., 1993). Hợp chất calcium Spirulan (Ca-Sp) là một dạng sulfated polysaccharide phân lập từ tảo Spirulina platensis có tác dụng ức chế sự nhân lên và hoạt động của rất nhiều loại virus như virus HSV-1, virus cúm, Human cytomegalovirus (HVMV), virus gây bệnh quai bị, virus gây bệnh sởi và cả virus gây suy giảm hệ miễn dịch trên người dạng 1 là HIV-1 (Hayashi et al., 1996). Spirulina hoạt động như là một loại thuốc kháng virus (Armida Zúñiga-Estrada et al., 2007; Simpore et al., 2005).
Thử nghiệm trong ống nghiệm (in vitro) cho thấy dịch chiết xuất của tảo Spirulina platensis có khả năng ức chế mạnh virus HIV-1 (Ayenunie et al.,1998). Các nghiên cứu trên khả năng kháng virus HIV và virus HSV-1 của hợp chất Ca-Sp cho thấy nó có khả năng ức chế virus tổng hợp tế bào mới (Bảng 2). Hợp chất Ca-Sp chiết xuất từ tảo Spirulina platensis là một loại thuốc kháng virus mạnh, có khả năng chống lại cả virus HIV-1 và HSV-1, và hợp chất này có thể sử dụng như là một loại thuốc điều trị virus (Hayashi et al., 1996).
Bảng 2: Một số ví dụ về khả năng kháng virus của tảo Spirulina platensis
Một nghiên cứu của Lee và ctv. (2001) cho thấy, hợp chất Ca-Sp từ tảo Sprirulina platensis khi biến đổi cấu trúc có tác dụng cao trong việc ức chế sự phát triển của virus herpes đơn dạng loại 1 (HSV-1). Nghiên cứu của Gorobets và ctv. (2002) cho thấy, khi bổ sung tảo Spirulina platensis vào thể thực khuẩn T4 (bacteriophage T4) làm ức chế sự nhân lên của thể thực khuẩn (phage hay thể thực khuẩn là loại virus của vi khuẩn, chúng “gây bệnh” cho vi khuẩn) trên tế bào dạng B của vi khuẩn E. coli. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của sulphated polysaccharides chiết xuất từ tảo được nghiên cứu bởi rất nhiều tác giả khác nhau như Witvrouw & De Clerq (1997), Zvyagimtseva và ctv. (2000). Hợp chất allophycocyanin tinh khiết chiết xuất từ tảo Spirulina platensis có khả năng ức chết enterovirus 71, chúng làm chậm quá trình tổng hợp RNA của virus trên người và khỉ (Shih et al., 2003). Chiết xuất thô từ tảo Spirulina platensis có tác dụng ức chế hiệu quả virus gây bệnh đốm trắng (WSSV) trên tôm sú cả trong thử nghiệm trực tiếp trên tôm và trong ống nghiệm (in vitro) (Hemtanon et al., 2005).
Dịch chiết xuất từ tảo Spirulina maxima có tác dụng ức chế rất nhiều loại virus gây bệnh như virus herpes đơn dạng loại 2 (HSV-2), virus HSV-1, human cytomegalovirus (HCMV) và Pseudorabies virus (PRV) (Hernández-Corona et al., 2002). Ở Nhật Bản và Hàn Quốc, người ta ăn rong biển hàng ngày. Nhiều nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ tiêu thụ tảo Spirulina khoảng 3-13g/ngày ở các nước Châu Á và Châu Phi. Khả năng ngăn chặn virus HIV và các loại bệnh virus khác được ghi nhận ở những người thường xuyên ăn rong tảo trong chế độ ăn uống hàng ngày (Teas et al., 2004).
Việc bổ sung tảo Spirulina platensis cho trẻ em bị suy dinh dưỡng do nhiễm HIV đã giúp phục hồi thể trạng tốt, giảm đáng kể tình trạng thiếu máu; khẩu phần ăn bổ sung tảo Spirulina cũng giúp trẻ em bị suy dinh dưỡng nặng phục hồi thể trạng rất nhanh chóng (Simpore et al., 2005). Hợp chất Ca-Sp có tác dụng trong việc ức chế khả năng hấp thụ/xâm nhập và sự nhân lên của nhiều loại virus (Hayashi, 2008). Ngoài ra, hợp chất Ca-Sp cũng có tác dụng ức chế hoạt động của rất nhiều loại virus như HIV-1, HIV-2, virus cúm và rất nhiều loại virus có màng bao khác (Feldmann et al., 1999; Rahul Kunwar Singh et al., 2011).
Khả năng ức chế mạnh hệ thống enzyme oxy hóa NADPH oxydase của hợp chất chromophore-phycocyanobilin có thể ứng dụng trong việc ngăn ngừa và chữa trị nhiều bệnh virus khác nhau (McCarty, 2007; McCarty et al., 2010). Chiết xuất bằng methanol (MeOH) và bằng nước của tảo Sprirulina platensis có khả năng đề kháng hoạt động của virus Adenaovirus chủng 40 lần lượt là 50% và 23%. Nồng độ không độc hại đối với cả hai phương pháp chiết xuất là 2 mg/ml (Sayda M. Abdo et al., 2012).
Dịch chiết xuất và các chất chiết xuất không phân cực của tảo Spirulina platensis có khả năng ức chế hoạt động của virus HSV-1 (Chirasuwan, 2009). Dịch chiết xuất của tảo biểu thị khả năng kháng virus do có sự hiện diện của sulphated polysaccharides (Sayda et al., 2010; Singh et al., 2011). Các loài vi tảo như Ankistrodesmus convolutus, Synechococcus elongates và Spirulina platensis có khả năng đề kháng virus Epstein Barr virus (EBV) ở 3 dòng tế bào lympho Burkitt (Kok et al., 2011). Tảo Spirulina có khả năng đề kháng nhiều loại virus như HIV-1, HIV-2, virus cúm và HSV (Singh, 2011, Sayda et al., 2012). Dịch chiết xuất của tảo Spirulina bằng nước và methanol có thể dùng như là một loại thuốc kháng virus tốt (Sayda et al., 2012). Khả năng hấp thụ/xâm nhập và nhân lên của rất nhiều loại virus có màng bao bị ức chế bởi các hợp chất chiết xuất từ tảo Spirulina platensis, bao gồm cả virus viêm gan siêu vi C (HCV). Bổ sung tảo Spirulina trong khẩu phần ăn hàng ngày có thể kích thích cơ thể gia tăng sản xuất các chất thuộc hệ miễn dịch như Interferon gamma (IFN-gamma), cytokines, các tế bào NK, các tế bào B và các tế bào T, góp phần giúp cơ thể gia tăng khả năng chống lại các loại bệnh tật (Yakoot & Salem, 2012). Thành phần sinh hóa và cấu trúc liên kết của các hợp chất quan trọng ở một số vi tảo tiêu biểu đã được nghiên cứu bởi Olivier Pignolet và ctv. (2013). Các công dụng của tảo trong việc bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm vi khuẩn, virus, ung thư, tiểu đường, dị ứng, tăng lipid máu và các bệnh viêm đã được báo cáo đầy đủ trong rất nhiều nghiên cứu (Ku et al., 2013).
Để đánh giá toàn diện về khả năng bảo vệ sức khỏe của tảo Spirulina, Tổ chức Thông tin Chuyên môn về Thực phẩm Bổ sung (Dietary Supplements Information Expert Committee – DSI-EC) đã xem xét tất cả những thông tin nghiên cứu gần đây và phân tích về các tác dụng phụ của việc sử dụng tảo Spirulina đối với cơ thể. DSI-EC đã kết luận rằng tảo Spirulina là một thực phẩm bổ sung an toàn, ngoại trừ trong một số rất ít trường hợp có tác dụng phụ (Belay, 2002; Marles et al., 2011; Theodore G. Sotiroudis & Georgios T. Sotiroudis, 2013).
Từ những thông tin tổng hợp các nghiên cứu về công dụng của tảo Spirulina cho chúng ta thấy có thể sử dụng tảo và các chất chiết xuất từ tảo để chống lại các bệnh do vi khuẩn và virus một cách hiệu quả và an toàn.
Kết luận
Tảo Spirulina platensis có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng bao gồm các sắc tố như phycocyanin, allophycocyanin, phycoerythrin, chlorophyll và carotenoids, protein, acid amin, sulfo-lipids, polysaccharides, khoáng chất và nhiều loại vitamin. Rất nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng có thể sử dụng tảo Spirulina platensis như là một loại thuốc chữa bệnh và là một chất kháng virus hiệu quả và an toàn.
Triệu Tuấn, trieu tuan blog
Source: Ranjani Ramakrishnan. 2013. Antiviral properties of cyanobacterium, Spirulina platensis – A review. International Journal of Medicine and Pharmaceutical Sciences (IJMPS), Vol. 3, Issue 5, Dec 2013, 1-10