Nghiên cứu qui trình sản xuất L-asparaginase tái tổ hợp, thử nghiệm diệt các dòng tế bào ung thư và định hướng dùng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư máu

Chủ nhiệm đề tài PGS. TS. Quyền Đình Thi
Đơn vị thực hiện Viện Công nghệ Sinh học
Thời gian thực hiện 2013 - 2014
Tổng kinh phí 500 triệu đồng
Xếp loại đề tài Khá
Mục tiêu đề tài

Xây dựng qui trình công nghệ lên men sản xuất L-asparaginase từ chủng vi sinh vật tái tổ hợp và thử nghiệm diệt các dòng tế bào ung thư định hướng dùng làm nguyên liệu làm thuốc hỗ trợ điều trị bệnh ung thư máu

Kết quả đạt được

- Về khoa học:

  • Thiết kế và biểu hiện thành công plasmide tái tổ hợp pEaspg trong E.coli chủng BL21(DE3)PlysS hoạt tính riêng đạt 3,29 U/mg protein và chủng P. pastoris SMD1168/pPaspg với năng suất cao hoạt tính đạt 125 U/mg protein.
  • Đánh giá tính chất lý hóa của L- asparaginase tái tổ hợp: nhiệt độ và pH tối ưu tương ứng là 45C và 7,5. Các ion kim loại như Mn2+, Pb2+, Mg2+, Ba2+ làm tăng hoạt tính của enzyme L- asparaginase trong khi đó các ion kim loại như EDTA, Na+, K+, Fe3+, Ca2+, Ni+, Al3+, Cu2+, Hg2+ức chế hoạt tính của enzyme.
  • Xây dựng quy trình công nghệ thu nhận và tinh sạch L-asparaginase tái tổ hợp quy mô phòng thí nghiệm: với năng suất biểu hiện rASPG đạt 3,5 mg/g tế bào. Sản phẩm rASPG tinh sạch thu được có 01 băng điện di trên SDS-PAGE có khối lượng phân tử 37 kDa; Độ sạch đạt 99%.
  • Chế phẩm L-asparaginase tái tổ hợp thể hiện hoạt tính độc tế bào in vitro trên các dòng tế bào ung thư nghiên cứu SP2/0-Ag14; P3X63Ag8 với giá trị IC50 tương ứng là 41,67 mg/ml và 48,09 mg/ml. Ngoài ra, L-asparaginase tái tổ hợp không thể hiện hoạt tính trên dòng tế bào leukemia là HL-60 và P388 với giá trị IC50 > 50 mg/ml.
  • Tính độc của hoạt chất này không thể hiện đối với tế bào tế bào NIH/3T3 ở tất cả các nồng độ nghiên cứu với giá trị IC50 > 50 g/ml. Điều này chứng tỏ, hoạt tính của chế phẩm L-asparaginase tái tổ hợp không mang tính độc tế bào cao đối với loại tế bào bình thường khác mà chỉ tác động mạnh tới các tế bào ung thư.

Về ứng dụng:

Kết quả của đề tài là cơ sở để sản xuất và định hướng ứng dụng rASPG để phát triển sản phẩm thuốc điều trị ung thư máu, có chất lượng tốt.

Những đóng góp mới
  • Xây dựng qui trình công nghệ lên men sản xuất L-asparaginase từ chủng vi sinh vật tái tổ hợp ở quy mô PTN trên thiết bị 20 lít/mẻ;
  • Bước đầu thử nghiệm diệt các dòng tế bào ung thư máu.
Sản phẩm

- Các bài báo đã công bố:
1. Tien Cuong Nguyen, Thi Tuyen Do, Thi Hien Trang Nguyen, Dinh Thi Quyen 2014. “Expression, purification and evaluation of recombinant L-asparaginase in mehthylotrophic yeast Pichia pastoris”J. Viet. Env. 6(1-3): 288-292.
2. Do Thi Tuyen, Nguyen Tien Cuong, Nguyen Thi Hien Trang, Quyen Dinh Thi, 2013 “Cloning expression and purification of gene encoding L- asparaginae in Pichia pastoris GS115” The 3rd Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students From Asean countries. 11-15, November 2013, Phnom penh, Cambodia; 279-289.
3. Nguyen Thi Hien Trang, Do Thi Tuyen, Quyen Dinh Thi, 2013. “Expression of Asparaginase gene in E.coli” The 3rd Academic Conference on Natural Science for Master and PhD Students From Asean countries. 11-15, November 2013, Phnom penh, Cambodia; 307- 316
4. Nguyễn Thị Hiền Trang, Đỗ Thị Tuyên, Quyền Đình Thi, 2014 ”Biểu hiện tinh sạch L-asparaginase tái tổ hợp trong E. coli và thử nghiệm độc tính cấp trên dòng tế bào ung thư máu” Tap chí y học Việt Nam; 421; 13-17.
5. 01 bản thảo gửi tạp chí Allergy, asthma & Clinical Immunology (AACI): Nguyen Thi Hien Trang, Do Thi Tuyen, Nguyen Tien Cuong, Nguyen Sy Le Thanh, Quyen Dinh Thi, 2014 “Expression optimization, characterization and anti-cancer activity of recombinant L- asparaginase II in E.coli ”
- Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ)
1. Sản xuất được 1 g L-asparaginase tái tổ hợp, có hoạt tính, độ sạch đạt 99% đánh giá bằng phần mềm Dolphin 1D và điện di SDS-PAGE (Sản phẩm được lưu trữ tại phòng CNSH Enzyme, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam).
2. Số liệu về độc tính cấp của chế phẩm L- asparaginase trên đối tượng chuột BALB/c.
3. Chế phẩm L-asparaginase tái tổ hợp thể hiện hoạt tính độc tế bào in vitro trên các dòng tế bào ung thư nghiên cứu SP2/0-Ag14; P3X63Ag8 với giá trị IC50 tương ứng là 41,67 mg/ml và 48,09 mg/ml. Ngoài ra, L-asparaginase tái tổ hợp không thể hiện hoạt tính trên dòng tế bào leukemia là HL-60 và P388 với giá trị IC50 > 50 mg/ml.
4. Tính độc của L-asparaginase không thể hiện đối với tế bào tế bào NIH/3T3 ở tất cả các nồng độ nghiên cứu với giá trị IC50 > 50 g/ml.
- Các sản phẩm khác (nếu có)
1. Công bố được 05 bài báo; 01 bài báo quốc tế; 01 bài báo tạp chí; 02 hội nghị quốc tế và 01 bản thảo quốc tế đang gửi tạp chí Allergy, asthma & Clinical Immunology (AACI);
2. Đào tạo được 01 ThS; 01 CN; tham gia đào tạo 01 NCS

Kiến nghị

Ti?p t?c ???c h? tr? kinh phí ?? ti?n hành nghiên c?u sâu h?n v? bi?u hi?n s?n xu?t ch? ph?m L-asparaginase tái t? h?p trên h? bi?u hi?n Pichia và th? nghi?m ho?t tính h? tr? ?i?u tr? ung th? trên m?t s? dòng t? bào ung th? máu.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".