SBC Scientific - Công dụng cơ chế Streptozocin và mô hình đái tháo đường ở chuột

Công dụng cơ chế Streptozocin và mô hình đái tháo đường ở chuột

Loại kháng sinh Streptozocin(STZ) hay còn có tên gọi khác là Streptozotocin, là dẫn xuất n-nitroso của glucosamine. Streptozocin được coi là tác nhân phá hủy các tế bào beta ở tuyến tụy trong nghiên cứu đái tháo đường, STZ làm cản trở quá trinh oxi hóa chuyển hóa tế bào, gây độc cho tế bào beta.

Streptozocin-su-dung-trong-mo-hinh-dai-thao-duong-chuot.jpg

Streptozocin là một chất kháng sinh, được sản sinh bởi vi khuẩn Actinomycete( thuộc giống nấm không di động, gram dương, gây bệnh trên súc vật và người), cụ thể là Streptomyces achromogenes. Vào cuối những năm  1950, STZ là 1 chất kháng sinh, được thống nhất chủng bởi các nhà khoa học tại công ty thuốc Upjohn ở Kalamozoo, Michigan( hiện nay thuộc Pfizer). Đến những năm 1960: STZ được tìm thấy là chật gây độc có tính chọn lọc với tế bào beta của đảo tụy. Thập niên 60 và 70: Viện ung thư Quốc gia đã khảo sát sử dụng STZ trong liệu pháp chữa ung thư bằng hóa chất.

Tham khảo giá Streptozocin ở đây
Tham khảo giá Alloxan monohydrate

Vào tháng 7 năm 1982, Streptozotocin được sự chấp thuận của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ ( FDA ) để điều trị ung thư di căn của các tế bào đảo tụy. Streptozocin gây độc cho tế bào nên được dung để chữa bệnh ung thư khi không thể tiến hành phẩu thuật được. Streptozocin hạn chế các khối u, và giảm triệu các triệu chứng( đặc biệt là hạ đường huyết do bài tiết isulin quá mức).

BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG

Bệnh đái tháo đường là bệnh do tổn thương hay suy giảm chức năng của tế bào beta của đảo tụy, gây giảm lượng insulin bài tiết vào máu, và dẫn tới lượng đường huyết cao trog máu. Có 2 loại đái tháo đường: Type I và Type II. Theo thống kê của International Diabetes Federation, trên thế giới có khoảng 16 triệu người bệnh đái tháo đường type I, chiếm khoảng 10% tổng số ca bệnh. Type I là loại tự nhiễm di truyền, trong đó các tế bào tiết ra insulin bị tiêu diệt bởi hệ miễn dịch (Eisenbarth, 1986).  Tuy nhiên, ngoài yếu tố di truyền thì môi trường và các yếu tố khác cũng có khả năng giết chết các tế bào tiết insulin, do đó type I là dạng bệnh chưa rõ nguyên nhân( Barnett et al). Cho dù nguyen nhân nào đi nữa, thì type I cũng gây tế bào tiết insulin giảm nghiêm trọng, dẫn đến thiếu hụt insulin(She & Marron, 1998 Onengut-Gumuscu & Concannon, 2002). Biến chứng của đái tháo đường dẫn đến một số bệnh nghiêm trọng khác như rối loạn tim mạch, suy thận, bệnh mạch máu não, bệnh lý võng mạc, mùa lòa… Hiện nay người ta sử dụng biện pháp tế bào gốc để điều trị, trong đó có 2 loại: liệu pháp tế bào gốc cho điều trị tự miễn và liệu pháp tế bào gốc cho điều trị suy thoái tế bào.

CƠ CHẾ GÂY TỔN THƯƠNG CỦA STREPTOZOCIN

Streptozotocin là một hợp chất glucosamine - nitrosourea . Như với các tác nhân alkyl hóa khác trong lớp nitrosourea , nó gây độc hại đối với các tế bào bằng cách gây tổn thương DNA. Việc này được thực hiện bằng cách gắn vào một mạch DNA của tế bào, do đó tế bào không thể phân chia thành 2 tế bào mới. STZ hoạt động chống lại các khối u, đồng thời gây tổn hại đến các tế bào sản xuất insulin.

MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU ĐỘNG VẬT

Do độc tính cao với tế bào beta, trong các nghiên cứu khoa học người ta dùng như tác nhân tăng nguy cơ bị viêm tụy đảo insulitis, và gây đái tháo đường ở mô hình động vật.

Chọn chuột bạch được nuôi trong hệ thống phòng sạch theo chuẩn phòng tế bào gốc. Chọn chuột có trọng lượng 25-30 gram, được nuôi ổn định 2 tuần trước khi làm thí nghiệm và áp dụng chu kỳ ngày đem là 12 giờ sang- 12 giờ tối( Bui Nguyen Tu Anh, 2014). Sử dụng 2 lô chuột, 1 lô làm đối chứng, 1 lô tiêm STZ, mỗi lô là 30 con. Chuột được kiểm tra đường huyết trước, tiêm STZ 45mg/kg, tiêm vào khoang bụng chuột và tiêm dung dịch DBS với 30 con đối chứng. 5 ngày sau kiểm ra đường huyết ở mỗi lô. Quan sát các dấu hiệu sau khi tiêm như lượng nước uống, khả năng hoạt động của chuột. Sau 10 ngày lại tiếp tục tiêm, so sánh lượng đường huyết ở 2 lô và tiến hành đánh giá hiệu quả của Streptozocin.

Các loại hóa chất sử dụng và những lưu ý:
 
Reagent/Material Vendor Stock number
Streptozocin Sigma S0130
Sodium Citrate Sigma 71402
Citric acid Sigma C1909

Xem thêm hóa chất Sigma Aldrich


Chuẩn bị reagent (Mouse Metabolic Phenotyping Centers)

Reagent 1: 0.1 M Na-Citrate
Reagents and Materials: Sodium Citrate, Deionized water

Procedure như sau:
1. Hòa tan 14.71 g  Na-Citrate trong 200 ml nước.

Reagent 2: 0.1 M Citric acid
Reagents and Materials: Citric acid, Deionized water

Procedure
1. Hòa tan 20.1 g Citric acid trong 200 ml nước.

Reagent 3: Streptozotocin trong 0.1 M Na-Citrate Buffer
Reagents and Materials: 0.1 M Na-Citrate, 0.1 M Citric acid, Deionized water

Procedure
1. Mix 0.1 M Na-Citrate và 0.1 M Citric acid.
2. Điều chỉnh pH tới 4.5 bằng 0.1 M Citric acid.
3. Hòa tan streptozotocin trong Na-Citrate Buffer.

Những lưu ý quan trọng:
- Dung dịch STZ-Na – Citrate phải được chuẩn bị nhanh ưu tiên ngay lập tức để tiêm vào chuột, tránh tình trạng STZ bị phân hủy
- Chuột phải cho nhịn đói trước khi tiêm, khoảng 4 giờ.
- Đặt chuột trong lọ chứa isoflurane, theo tiêu chuẩn gây mê IACUC
- Di chuyển chuột khi hơi thở chậm và trong tình trạng bị gây mê.
- Tiêm đầy đủ lượng STZ solution IP, nên liều cuối là 50mg/Kg chuột
- Cho chuột tỉnh và đem trở lại lồng
- Lặp lại quy trinh cho mỗi con ; nhớ là isoflurane sẽ cần phải được nạp lại sau lần thứ 3 hoặc thứ 4 liên tiếp gây mê.
- Cung cấp cho chuột 10% lượng đường, nếu cần thiết để tránh hạ đường huyết đột ngột sau khi tiêm

Nguồn tham khảo: 
- Streptozocin Wikipedia
- Chuẩn hóa quy trình tạo mô hình chuột đái tháo đường tuýp 1 và bước đầu khảo sát tác động giảm đường huyết của việc ghép tế bào gốc mô mỡ trên mô hình, Bui Nguyen Tu Anh 2014.
- Induced type 1 diabetes model, Mouse metabolic Phenotyping centers
- https://www.diacomp.org/shared/showFile.aspx?doctypeid=3&docid=19
- https://www.mmpc.org/shared/document.aspx?id=152&docType=Protocol

Nhà phân phối