Tổng quan về nội độc tố

• Nội độc tố là gì và ảnh hưởng của nội độc tố trong cuộc sống hằng ngày
  • Cấu tạo chung nội độc tố

Nội độc tố vi khuẩn là một dạng của chất gây sốt (pyrogen), có bản chất là lớp Lipopolysaccharide (LPS) từ lớp màng ngoài của vi khuẩn gram âm (gram negative). LPS có cấu tạo từ 3 phần chính: kháng nguyên -0 (0- antigen) phía ngoài cùng, lõi trong polysaccharides, và phần lipid A chứa các axit béo (fatty acid). Các vi khuẩn gram âm này giải phóng một lượng nhỏ nội độc tố ra môi trường như một sản phẩm của quá trình trao đổi chất và lượng lớn nội độc tố được giải phóng khi thành tế bào bị hư hại, khi vi khuẩn bị chết hoặc li giải

Hình 1. Cấu tạo lớp LPS của thành vi khuẩn gram âm

1. • Một số ảnh hưởng của nội độc tố

Nội độc tố được xem là chất kích thích hệ miễn dịch một cách mạnh mẽ. Khi một lượng nhỏ nội độc tố xâm nhập vào cơ thể, xâm nhập vào hệ thống tuần hoàn (vượt quá nồng độ quy định của FDA – Hoa Kỳ) chúng sẽ kích hoạt hàng loạt các phản ứng miễn dịch, thường là viêm, sản sinh ra các cytokine như interleukin 1 và các yếu tố hoại tử khối u. Những tín hiệu miễn dịch này sẽ thu hút bạch cầu trung tính di chuyển đến và kích hoạt cơ chế thực bào. Đối với những người có hệ thống miễn dịch yếu, có bệnh nền hoặc bị nhiễm lượng lớn nội độc tố sẽ có những biểu hiện triệu chứng của sốc nhiễm khuẩn như sốt, giảm huyết áp, giảm tuần hoàn ở các cơ quan, dẫn đến tình trạng tổn thương các mô cơ quan của cơ thể như tim, phổi, gan, thận, v.v, hệ thống miễn dịch tiết ra enzyme tiêu diệt tế bào, rối loạn chuyển hóa do thiếu oxy tế bào, tổn thương tế bào nội mạc, tăng tính thấm thành mạch từ đó có thể dẫn đến tử vong

• Các phương pháp kiểm tra nội độc tố vi khuẩn

Hiện nay có nhiều phương pháp kiểm tra nội độc tố, được ứng dụng trong hệ thống phòng thí nghiệm hoặc trong sản xuất. Cùng với sự phát triển của công nghệ màng lọc micro và vật liệu nano, sự hợp nhất và tối giản hóa các phương pháp kiểm tra nội độc tố sẽ càng được phát triển, tăng độ nhạy và độ ổn định và đáp ứng các nhu cầu của thị trường trong tương lai

1. • Kiểm tra chất gây sốt trên thỏ (Rabbit Pyrogen Test)

Thử nghiệm chất gây sốt trên thỏ là phương pháp đầu tiên được chấp thuận bởi FDA Hoa Kỳ cho việc phát hiện LPS. Phương pháp này được phát triển trong những năm 1920s dựa trên hiện tượng tăng thân nhiệt của cơ thể thỏ sau khi được tiêm dung dịch thử nghiệm. Hiện nay, phương pháp thử trên thỏ ít phổ biến và dần được thay thế bởi phương pháp thử nghiệm bằng chất thử LAL (Limulus Amoebocyte Lysate). Đây là phương pháp giúp phát hiện hàm lượng nội độc tố ở ngưỡng thấp hơn, đồng thời loại bỏ các vấn đề về thử nghiệm trên động vật.

1. • Phương pháp kiểm tra nội độc tố bằng chất thử LAL

Phương pháp kiểm tra nội độc tố bằng chất thử LAL được sử dụng để thay thế phương pháp thử nghiệm trên thỏ do có độ nhạy cao hơn và được ứng dụng trong việc kiểm tra nội độc tố trong sản xuất dược hoặc sản phẩm sinh học. Limulus Amoebocyte Lysate (LAL), được chiết xuất từ thành phần máu sam biển, có thể tạo thành khối đông khi tiếp xúc với LPS. Dựa trên đặc tính nổi bật này, phương pháp thử bằng chất thử LAL trở thành ứng dụng kiểm tra LPS nổi tiếng và phổ biến, được ứng dụng nhiều trong sản xuất hoặc nghiên cứu. Chất thử LAL khi gặp LPS sẽ kích hoạt một loạt phản ứng theo tầng, kích hoạt Factor C là tác nhân kích hoạt Factor B. Factor B là chất chuyển enzyme tiền đông cho phản ứng tạo khối đông. Cuối cùng, khi 2 peptide kết hợp trong phản ứng tạo khối đông sẽ hình thành khối đông gel. Khối đông gel này là cơ chế bảo vệ sam biển khỏi các tác nhân gây hại đến từ vi khuẩn gram âm hoặc nội độc tố.

Có 3 phương pháp kiểm tra nội độc tố bằng chất thử LAL bao gồm:

1. Phương pháp đông gel dựa trên sự tạo thành gel. Khi cho mẫu cần kiểm tra phản ứng với chất thử, sẽ tạo thành gel khi có mặt của nội độc tố
2. Phương pháp đo độ đục dựa trên sự thay đổi của thuốc thử lysate khi tạo thành gel
3. Phương pháp đo màu dựa trên sự thay đổi màu của phức hợp màu-peptide.
   • Cảm biến sinh học dựa trên các thành phần ái lực nội độc tố

Bên cạnh các phương pháp kiểm tra nội độc tố trên thỏ hoặc chất thử LAL, phương pháp cảm biến sinh học dựa trên ái lực LPS cũng được xem là phương pháp kiểm tra nội độc tố đầy hứa hẹn trong tương lai, phát triển công nghê xác định chính xác lượng nội độc tố vi khuẩn. Cảm biến sinh học bao gồm các thiết bị phân tích nhỏ gọn có khả năng phát hiện mục tiêu sử dụng các cơ chất nhận diện sinh học và theo dõi tín hiệu quang học, điện tử, khối lượng hoặc từ tính được tạo ra bởi sự tương tác của các yếu tố nhận dạng sinh học và chất phân tích. Có nhiều phương pháp cảm biến sinh học, như cảm biến sinh học dựa trên protein, cảm biến sinh học dựa trên peptide, cảm biến sinh học dựa trên kháng thể và cảm biến sinh học dựa trên các vật liệu khác

• Tầm quan trọng của kiểm tra nội độc tố trong sản xuất dược phẩm và các sản phẩm sinh học.

Việc sản xuất các sản phẩm dược hoặc sản phẩm sinh học phục vụ điều trị bệnh hoặc trị liệu lâm sàng thường là một quá trình kéo dài, tiếp xúc với nhiều vật tư tiêu hao và hóa chất. Chính điều này có thể làm tăng nguy cơ nhiễm nội độc tố vi khuẩn trong các sản phẩm. Đó là lí do FDA Hoa Kỳ ban hành nghị định yêu cầu cần có biện pháp kiểm tra nội độc tố chặt chẽ trên sản phẩm y tế trước khi sử dụng trên con người. Kiểm tra nội độc tố là yêu cầu an toàn cơ bản đối với ngành công nghiệp dược hoặc y sinh. Tất cả sản phẩm dược hoặc thiết bị y tế, như thuốc uống hoặc thiết bị truyền, cần được kiểm tra chặt chẽ nội độc tố trước khi đưa ra thị trường nhằm đảm bảo sự an toàn tuyệt đối cho bệnh nhân/người sử dụng cũng như đảm bảo tính hiệu quả của sản phẩm.

Hiện tại, phương pháp kiểm tra nội độc tố LAL đã và đang được các công ty sản xuất sử dụng do độ nhạy cao, dễ sử dụng cũng như ít tiêu tốn hóa chất, vật liệu tiêu hao. Một trong những công ty đi đầu về sản xuất kit kiểm tra nội độc tố là Associate of Cape Cod, với kinh nghiệm hơn 50 năm có mặt trên thị trường và được tin dung trên toàn thế giới.

Việt Anh tự hào là nhà phân phối toàn diện các sản phẩm kiểm tra nội độc tố của công ty Cape Cod, với đa dạng dãy sản phẩm thử cùng với phụ kiện tiêu hao và hóa chất kèm theo.