Cây nghệ (Curcuma longa) được dùng trong chế biến thực phẩm của Ấn Độ và các dân tộc Châu Á từ hàng nghìn năm trước công nguyên. Theo y học phương Đông, nghệ có công dụng làm lành vết thương, làm giảm các chứng viêm loét dạ dày, giải độc gan, vàng da, hoạt huyết, làm tan máu ứ, giúp co hồi tử cung sau sinh…Năm 1815, Vogel & Pelletier đã phân lập được hoạt chất của nghệ và đặt tên là Curcumin, chiếm 2-5% trong nghệ. Gần 100 năm sau, năm 1910, Milobedzka và cộng sự mới xác định được curcumin là polyphenol kỵ nước có cấu trúc diferuloylmethan. Curcumin thương phẩm là một hỗn hợp gồm 77% diferuloylmethan, 18% demethoxycurcumin và 5% bisdemethoxycurcumin.

Nhiều nghiên cứu trong vài thập kỷ gần đây cho thấy polyphenol có nhiều tác dụng sinh học rất quý như tác dụng chống oxy hóa (anti-oxydant), kháng viêm, phòng ngừa nhiễm khuẩn, phòng ngừa nấm, phòng ngừa ký sinh trùng, và đặc biệt là phòng ngừa ung bướu. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã rất nhanh chóng chuyển sự chú ý sang curcumin. Sơ đồ dưới đây cho thấy sự bùng nố của các bài báo khoa học và các bằng phát minh về curcumin trên thế giới từng 5 năm một, từ 1965 cho tới 2011.

Có thể viện dẫn ra đây những tác giả đầu tiên đã nghiên cứu trên thực nghiệm để chứng minh công dụng của curcumin, đó là công dụng phòng ngừa tăng đường huyết (Srinivasan, M. 1972), công dụng chống viêm (Srimal, R.C. 1973), công dụng chống oxy hóa (Sharma, O.P. 1976), công dụng chống thấp khớp (Deodhar, S.D. 1980), công dụng bảo vệ gan (Kiso, Y. 1983), công dụng chống ung thư (Kuttun. R. 1985), công dụng ức chế tắc mạch (Srivastava, R. 1995), công dụng phòng nhồi máu cơ tim (Dikshit, M. 1995), công dụng kháng khuẩn (Jordan, W.C. 1996), công dụng bảo vệ thận (Venkatesan, N. 2000), công dụng chống viêm loét dạ dày (Ronita De, 2009) v.v…

Vì curcumin có một số nhược điểm về sinh khả dụng như ít tan trong nước, khó được hấp thu, dễ bị thải trừ nên các nhà khoa học đã sản xuất curcumin dưới dạng nano, là dạng tiểu phân có kích thước khoảng 100 nanomet (1 nm = 1.10-9 m) (xin xem thêm phần sau). Bằng sáng chế đầu tiên về Curcumin dạng Nano được mang mã số EP 103266 A2 ngày 30/5/2001 (Ib-8), và tài liệu nghiên cứu đầu tiên về Nano Curcumin dành cho mục đích y học được công bố vào năm 2005 [ Li L và cs: Cancer 2005,104(6),1322-1331]. Từ đó là sự bùng nổ các nghiên cứu và bằng phát minh về Nano Curcumin: năm 2005 có 18 bằng phát minh thì đến năm 2010 đã lên đến gần 100. Để đánh giá tiềm năng ứng dụng của curcumin dạng nano trong lĩnh vực y học, 254 bằng phát minh có liên quan đã được phân tích, cho thấy 24% bằng liên quan đến hỗ trợ điều trị ung thư, sau đó là các bệnh tim mạch 13%, các chứng viêm 12%, bệnh tiểu đường 11%, bệnh khớp 10% và bệnh tiêu hóa 9% …Phân tích riêng về 24% các bằng liên quan đến ung thư thì thấy trong đó, 16% là hỗ trợ điều trị u vú, 10% là u hắc tố, 10% là u tuyến tiền liệt, 10% là u phổi, 9% là u máu …

Bài này xin chỉ nói về công dụng phòng ngừa ung bướu của Curcumin và Nano Curcumin.

1. Đích tác dụng phân tử của curcumin

Những nghiên cứu gần đây đã cho thấy trong bất kỳ một loại ung thư nào đó, có 300-500 gen bình thường đã bị biến đổi. Vì thế ung thư được đặc hiệu bởi sự rối loạn điều hòa thông tin trong tế bào ở nhiều bước khác nhau, nhưng phần lớn các thuốc hóa trị ung thư lại chỉ tác dụng điều biến đến một mục tiêu (mono target) nên hiệu quả kém. Nhiều hoạt chất có nguồn gốc thực vật có tác dụng trên nhiều mục tiêu (multitarget), lại không quá đắt và an toàn hơn đã và đang hấp dẫn các nhà nghiên cứu, trong đó, đứng đầu là curcumin.

Curcumin là một phân tử rất đa hướng, có công dụng điều biến trên rất nhiều mục tiêu, bao gồm:

– Hoạt hóa các yếu tố phiên mã như NF-kB (Nuclear factor-kappa B), STAT3 (signal transducers and activators of transcription), PPAR-g (peroxisome proliferator-activated receptor-gamma)…

– Điều biến các kinase (EGFR, ERK, JAK), các cytokin (TNF, IL, MIP), các enzym(MMP, iNOS, ATPasa) và các yếu tố phát triển (EGF, NGF, HGF).

Nhờ những công dụng đó, curcumin đã ức chế sự tăng sinh của tế, đồng thời gây ra sự chết theo chương trình (apoptosis) của tế bào ung thư

2. Tiềm năng chống ung bướu của curcumin

Nhiều nghiên cứu thực nghiệm và lâm sàng trong hơn 2 thập kỷ qua đã cho thấy curcumin có công dụng đầy hứa hẹn trong hỗ trợ điều trị và dự phòng nhiều loại ung thư khác nhau như ung thư vú,, ung thư dạ dày-ruột, ung thư gan, tụy, ung thư đại trực tràng, ung thư đường sinh dục-tiết niệu, ung thư máu…

Dưới đây xin điểm qua một số ung thư chính.

2.1. Ung thư vú. 

– Một số nghiên cứu đã mô tả công dụng phòng ngừa ung thư vú của curcumin trên các dòng tế bào ung thư của người loại phụ thuộc, không phụ thuộc hormon và trên tế bào đa kháng thuốc. Một số cơ chế tác dụng của curcumin đã được đề xuất là: ức chế receptor aryl hydrocarbon, ức chế hoạt tính của tyrosin kinase, các enzym COX-1, COX-2, ức chế yếu tố phát triển nội mác mạch (VEGF), ức chế yếu tố phát triển nguyên bào sợi cơ sở (b-FGF)…

– Một số nghiên cứu in vivo lại thấy công dụng dự phòng ung bướu vú của curcumin. Tiêm màng bụng cho chuột cái curcumin 100-200 mg/kg hoặc cho chuột ăn với chế độ 8-16 g/kg curcumin/ngày đã dự phòng được một cách có ý nghĩa ung thư vú gây ra do 7,12-dimethylbenzanthracen (DMBA) so với lô chuột không dùng curcumin. Goel A. và cs (2007) cũng chứng minh công dụng dự phòng của curcumin với ung thư vú do chiếu tia gamma trên chuột cống. Nhiều nghiên cứu thực nghiệm trên chuột còn cho thấy tác dụng ngăn cản di căn vào phổi của ung thư vú: cấy tế bào ung thư vú vào chuột nhắt, sau 35 ngày thấy 100% chuột đều có di căn vào phổi; trong khi ở nhóm cho ăn chế độ chỉ có 1% curcumin thì 21% không có di căn.

2.2.Ung thư dạ dày. 

Cho chuột nhắt chế độ ăn có 2-5% curcumin, hoặc cho uống curcumin 2 tuần trước, trong và sau khi gây ung thư dạ dày bằng benzopyren đã cho thấy công dụng ức chế rất có ý nghĩa hiệu quả gây ung thư của benzopyren. Aggarwal B.B. và cs (2007) đã chứng minh công dụng phòng ngừa ung thư tá tràng thực nghiệm trên chuột nhắt và ung thư dạ dày thực nghiệm trên chuột cống của curcumin.

2.3. Ung thư gan. 

Nhiều nghiên cứu trên tế bào ung thư gan người đã phát hiện thấy curcumin làm gián đoạn chu kỳ tế bào, có tác dụng độc tế bào (cytotoxic), phòng ngừa sự tăng sinh và gây chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Phối hợp curcumin và cisplatin hoặc doxorubicin có tác dụng hiệp đồng kháng u ( Vietri M. và cs. 2003; Chen Y.N. và cs. 2003; Aggarwal B.B. 2007). Cho chuột nhắt dùng curcumin 100- 200 mcg/kg trong 20 ngày liền sau khi cấy tế bào ung thư gan vào dưới da thì thấy curcumin không ảnh hưởng đến sự phát triển của u tại nơi cấy, nhưng đã ức chế rõ rệt sự di căn vào gan (Aggarwal B.B. và cs 2003).

Một nghiên cứu nhỏ trên 12 bệnh nhân có ung thư ruột kết-trực tràng di căn vào gan cho uống curcumin 450-3600 mg/ngày trong 1 tuần trước khi phẫu thuật, thấy nồng độ curcumin trong mô gan chưa đủ gây ra tác dụng dược lý. Có thể là curcunin đã bị chuyển hóa mạnh ở ruột (Aggarwal B.B. và cs. 2007) nên không tới được gan.

2.4. Ung thư tụy

Nhiều nghiên cứu cho thấy curcumin có tác dụng kháng nhiều dòng tế bào ung thư tụy của người theo nhiều cơ chế, như ức chế farnesyl protein transferase NF-kB, IL8, COX-2,EGFR … (Wang W. 1999; Khanbolooki S. 2006; Kamohara H. 2007.

2.5. Các loại ung thư khác

Rất nhiều nghiên cứu thực nghiệm in vitro, in vivo trên các dòng tế bào khác nhau của ung thư ruột, ung thư tiết niệu sinh dục (bàng quang, thận, tuyến tiền liệt buồng trứng, tử cung), ung thư phổi, máu… đã được công bố đều chứng minh công dụng phòng ngừa ung bướu của curcumin theo nhiều cơ chế khác nhau như đã thấy với các loại ung thư đã kể trên.

Tóm lại, công dụng phòng ngừa ung bướu của curcumin là do ức chế được sự tăng sinh và sự di căn của tế bào u thông qua điều hòa các yếu tố dịch mã khác nhau, các yếu tố phát triển, các cytokin gây viêm, các proteinkinase và một số enzym khác. Ngoài ra, curcumin còn gây chết tế bào theo chương trình .

3. Công dụng làm giảm các triệu chứng ung bướu của curcumin

Bệnh nhân bị ung bướu phải chịu đựng nhiều triệu chứng liên quan đến bệnh và cả đến các cách điều trị (hóa trị-xạ trị) như đau do bệnh lý thần kinh, trầm cảm, mệt mỏi, giảm cảm giác ngon miệng, mất ngủ. Tất cả những triệu chứng đó đều có liên quan đến các yếu tố thúc đẩy viêm như NF-kB, TNF, IL-1, IL-6 (Cleeland C.S. 2003; Chen H.W. 2004). Curcumin ức chế được hoạt tính của các yếu tố trên nên có thể phòng ngừa được các triệu chứng do ung bướu và hóa trị- xạ trị gây ra. Nhiều nghiên cứu thực nghiệm trên súc vật đã khẳng định điều này (Sharma S. 2006; Xu X. 2005; Maes M. 2007; Davis J.M. 2007).

4. Ứng dụng curcumin trên người – Nano curcumin

4.1. Nghiên cứu thăm dò

Trong y văn thế giới hiện nay, hầu như curcumin đã được coi như một phân tử tuyệt vời trong số các hợp chất thiên nhiên có công dụng phòng ngừa ung thư . Sau gần 20 năm nghiên cứu thực nghiệm đã khẳng định được công dụng phòng ngừa ung bướu của curcumin. Nhiều thử nghiêm lâm sàng thăm dò trên bệnh nhân cũng cho thấy những tiềm năng đầy hứa hẹn trong hỗ trợ điều trị ung bướu của curcumin. Tuy nhiên yếu tố cản trở lớn nhất khi áp dụng trên người là curcumin rất ít tan trong nước (nồng độ tan tối đa là 0,0004 mg/mL ở pH 7,3) nên sinh khả dụng rất thấp (một số thử nghiệm lâm sàng cho người tình nguyện uống curcumin đến 12g/ngày thì mức curcumin trong máu chỉ đạt được ≤ 130 nM –Vareed S.K. 2008), mặt khác curcumin còn bị chuyển hóa nhanh trong gan và bị thải trừ qua phân. Để vượt qua trở ngại này, nhiều biện pháp đã được đề xuất và thử nghiệm như bổ sung chất phụ trợ piperin để giảm sự giáng hóa của curcumin trong ruột; dùng dạng curcumuin liposom; dùng dạng phức hợp phospholipid; tạo phức chelat với kim loại; sản xuất curcumin dưới dạng tiểu phân nano có kích thước từ 10 đến 200 nm (1 nm= 10-9 m). Trong số các biện pháp trên, nanocurcumin được đánh giá là có hiệu quả nhất.

– Yin-Meng Tsai (2011) nghiên cứu so sánh động học của curcumin thường và nanocurcumin trên chuột cống đã cho thấy nồng độ dạng nano trong gan, lách, phổi, thận đều cao hơn curcumin thường. Nồng độ dưới đường biểu diễn (AUC), thời gian bán thải và thời gian lưu giữ nanocurcumin trong mô đều tăng. Nanocurcumin qua được hàng rào máu-não và tập trung nhiều ở vùng hồi hải mã, vỏ não.

– Murali M.Y. và cs (2013) đã đánh giá hiệu quả điều trị in vitro và in vivo của nanocurcumin trên tế bào ung thư tụy của người cho thấy nanocurcumin đã ức chế sự tăng sinh và tạo quần thể của tế bào ung thư, ức chế sự phát triển của khối u dị ghép trên chuột nhắt và kéo dài thời gian sống thêm của chuột, không thấy biểu hiện độc tính của nanocurcumin. Sinh khả dụng của dạng nano đã vượt 2,5 lần dạng curcumin thường.

– Trong ung thư buồng trứng, thường dùng dẫn xuất platin (cis platin, carboplatin) và taxan, nhưng độc tính thường cao và hay có kháng thuốc. Một chiến lược để cải thiện hiệu quả và giới hạn độc tính của cisplatin và cả chiếu xạ là dùng các hoạt chất thiên nhiên từ dược liệu như quercetin, xanthorrhizol, gừng, chè xanh, nghệ… Trong số đó, polyphenol của tinh nghệ(curcumin) được đặc biệt quan tâm vì có hoạt tính dự phòng và hỗ trợ điều trị thông qua nhiều cơ chế đã được chứng minh và không có độc tính khi dùng tới liều 12 g/ngày. Murali M.T. (2010) nhận thấy trên tế bào ung thư buồng trứng đã kháng cisplatin nếu được dùng trước bằng curcumin thì sẽ tăng nhạy cảm với cisplatin, liều cisplatin thấp hơn 10 lần so với dùng một mình cisplatin.

– Francesca Milano (2013) nhận thấy nanocurcumin thâm nhập đươc vào cả dòng tế bào lành và dòng tế bào ung thư carcinom thực quản, tuy nhiên lại chỉ ức chế mạnh sự tăng sinh của dòng tế bào bệnh, chứng tỏ tác dụng đặc hiệu của nanocurcumin trên ung thư. Ngoài ra còn làm tăng đáp ứng miễn dịch thông qua tế bào T lympho.