Nghiên cứu dược động học và độc tính lên động vật gặm nhấm về tác động của Thymoquinone đối với Cyclosporin A

     Cyclosporine A (CsA) là chất ức chế calcineurin (CNI), là thành phần thiết yếu của các phác đồ ức chế miễn dịch ở nhiều trung tâm cấy ghép như gan, thận, tim và thường xuyên được sử dụng để điều trị các bệnh miễn dịch. Mặc dù là một loại thuốc hiệu quả, CsA vẫn còn một số nhược điểm trong quá trình sử dụng, như trong trường hợp CsA được sử dụng trong thời gian dài thường xuất hiện tác dụng phụ, phổ biến nhất là độc tính trên thận và tăng đường huyết.

Hình 1: Cấu trúc của Cyclosporine A

     Thymoquinone (2-Isoprop l-5-methylbenzo-1,4-quinone) (TQ), là thành phần hoạt tính sinh học của dầu dễ bay hơi tù hạt màu đen, Nigella sativa. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh TQ có khả năng bảo vệ thận, chống tăng đường huyết, chống viêm, chống hình thành khối u và bảo vệ gan… TQ được báo cáo là chất ức chế CYP3A, một loại enzyme chịu trách nhiệm cho sự trao đổi chất của đa số thuốc.

Hình 2. Thảo dược Negilla sativa. (A) Hạt đen và (B) Cấu trúc hóa học của Thymoquinone.

     Vì CsA cũng được chuyển hóa bởi hệ thống cytochrome (CYP3A), nghiên cứu này được thiết kế để làm sáng tỏ ảnh hưởng của TQ đối với sinh khả dụng của CsA và độc lập đánh giá tác dụng bảo vệ của nó chống lại ngộ độc thận và tăng đường huyết do CsA gây ra.

Thiết kế thử nghiệm

     Nghiên cứu hiện tại được thực hiện tại Trung tâm King Fahd Research từ tháng 6 đến tháng 11 năm 2016.

     Tổng cộng 48 chuột đực cân nặng trong khoảng 250 ± 25 g được sử dụng trong nghiên cứu này. Các chuột đã được nuôi thích nghi trong 1 tuần và được đặt trong lồng nhựa (sáu con chuột mỗi lồng) trong môi trường kiểm soát nhiệt độ (22-24 °C) với chu kỳ sáng/tối 12 giờ. Nghiên cứu được thực hiện trong hai giai đoạn độc lập: giai đoạn I nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của TQ đối với sinh khả dụng của CsA. Giai đoạn II được tiến hành để nghiên cứu tác dụng bảo vệ của TQ đối với CsA gây ra độc tính trên thận và tăng đường huyết. Trong tất cả các thí nghiệm, liều TQ cũng như CsA là 10 mg/kg.

     Chuột được chia ngẫu nhiên thành bốn nhóm (N = 6). Nhóm 1 không nhận thuốc, nhóm 2 nhận TQ một mình, nhóm 3 bao gồm cả TQ + CsA (IP) và nhóm 4 nhận CsA một mình. Trong mỗi nhóm, TQ được đưa ra hàng ngày trong 7 ngày trước khi bắt đầu sử dụng CsA, đảm bảo đủ thời gian để chứng minh tác dụng TQ lên gan và các enzym chuyển hóa GIT. TQ (10 mg/kg) được dùng bằng đường uống và CsA được cho uống hoặc IP ở liều (10 mg / kg) trong các nhóm cả hai TQ và CsA, CsA được đưa ra sau 1 giờ sử dụng TQ.

     Để sử dụng hợp lý bất kỳ loại thảo mộc bổ sung nào, nghiên cứu về tương tác dược động học với thuốc ứng cử viên là quan trọng nhất. Do đó, thí nghiệm được thiết kế để nghiên cứu về 1/ Ảnh hưởng của TQ đối với sinh khả dụng tương đối của CsA, 2/ Ảnh hưởng đến nồng độ creatinin huyết thanh, 3/ Ảnh hưởng đến mức Cystatin C, 4/ Ảnh hưởng đến mức đường trong máu và 5/ Mô bệnh học của thận.

     Nghiên cứu chỉ ra rằng 1/ TQ có ảnh hưởng phức tạp đến quá trình chuyển hóa enzyme. Nó không những có khả năng ức chế một số các enzym chuyển hóa giai đoạn I như CYP1A2, CYP3A4, mà còn làm giảm một số enzym giai đoạn II như: glutathione-S-transferase (GST) và glutathione peroxidase (GPx). Trong nghiên cứu này, dược động học tương tự tương tác giữa CsA và TQ đã chứng minh răng TQ thật sự làm giảm đáng kể sinh khả dụng của CsA đường miệng. 2/ Sử dụng kết hợp TQ với CsA gây ra sự đảo ngược đáng kể nồng độ glucose cao trong máu. Nhiều nghiên cứu trước đó cũng cho thấy TQ cải thiện các tác dụng tăng đường huyết do một số thuốc khác gây ra. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên nghiên cứu in vivo cho thấy tác dụng chống tăng đường huyết của TQ thuần túy trên tăng đường huyết do CsA gây ra. 3/ Độc thận tác dụng do CsA gây ra, được đánh dấu bằng mức creatinine huyết thanh, cũng được giảm nhẹ khi dùng chung TQ. Phát hiện này phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy cải thiện creatinin huyết thanh tăng do độc tính trên thận bằng chiết xuất TQ hoặc N. sativa. Cystatin C là báo cáo như một dấu ấn sinh học để dự đoán thận cấp tính sớm chấn thương (AKI). 4/ CsA được biết là thuốc gây tổn thương thận, kết quả này cũng cho thấy tăng nồng độ Cystatin C trong nhóm nhận CsA. Trong nghiên cứu hiện tại, sử dụng đồng thời TQ với CsA làm giảm đáng kể mức tăng cystatin C. Đây là nghiên cứu đầu tiên của loại hình này cho thấy một hiệu ứng trực tiếp của TQ đối với nồng độ cystatin C trong huyết thanh do đó phát huy tác dụng bảo vệ của nó đối với độc tính trên thận. Cũng trong nghiên cứu này, các đánh giá mô học đã được xác nhận độc tính trên thận sau khi dùng CsA lâu dài đánh dấu bởi tổn thương của cả hai cầu thận và thận hình ống cấu trúc trong thận chuột. Sử dụng đồng thời TQ để ngăn chặn các thay đổi cấu trúc chính gây ra bởi CsA trong cả hai thành phần cầu thận và hình ống. 5/ Thymoquinone làm giảm độc tính CsA của TQ chống lại các tính năng oxy hóa về độc tính trên thận của CsA. Kết quả tương tự đã được trước đây thu được khi dùng TQ với vancomycin – nơi nó làm giảm tổn thương thận cấu trúc. Như vậy, TQ dường như có hai hiệu ứng độc lập, giảm sinh khả dụng đường uống CsA 32% (P> 0,05) và suy giảm CsA gây ra độc tính trên thận và tăng đường huyết. Tuy nhiên, những phát hiện này không thể được liên kết trực tiếp với những tương tác khác của con người, do đó đề nghị nghiên cứu toàn diện hơn.

Phần kết luận

     Tóm lại, TQ đã chứng minh là một tác nhân bảo vệ hiệu quả chống lại CsA gây ra độc tính trên thận và tăng đường huyết, không can thiệp vào khả dụng sinh học của CsA nhưng chỉ làm giảm sinh khả dụng đường uống của nó. Vì vậy, xem xét sự liên quan lâm sàng của những phát hiện trong các đối tượng của con người với liều lượng thích hợp, TQ có thể được phát triển như một loại thuốc bảo vệ kết hợp với CsA là cần thiết, đặc biệt là trong cấy ghép các cơ quan của bệnh nhân.

ThS. Lê Thị Loan Chi

Tài liệu tham khảo:

1. Mohsen G. Alrashedi, Ahmed S. Ali, Soad S. Alid and Lateef M. Khan. “Impact of thymoquinone on cyclosporine a pharmacokinetics and toxicity in rodents”. Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2018, DOI: 10.1111/jphp.12943.
2. Basarslan F et al. “Protective effects of thymoquinone on vancomycin-induced nephrotoxicity in rats”. Hum Exp Toxicol. 2012; 31, 726–773.
3. Lau L et al. “Serum cystatin C for acute kidney injury evaluation in children treated with aminoglycosides”. Pediatr Nephrol. 2017, 32, 163–171.
4. Uz E et al. “Nigella sativa oil for prevention of chronic cyclosporine nephrotoxicity: an experimental model”. Am J Nephrol. 2008, 28, 517–52