Tài liệu Quy trình thu nhận hợp chất colchicine từ cây bả chó (colchicum autumnale) ứng dụng trong điều trị bệnh gout

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN QUY TRÌNH THU NHẬN HỢP CHẤT COLCHICINE TỪ CÂY BẢ CHÓ (Colchicum autumnale) ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH GOUT Nhóm 3 : GIẢNG VIÊN: PGS.TS. NGÔ ĐẠI NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh – 2/4/2021 0 Mục lục 1. Bệnh gout 1.1 Tổng quan 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Triệu chứng 1.2 Cơ chế 1.2.1 Nguyên nhân và phân loại 1.2.2 Cơ chế viêm khớp gout thông qua tinh thể MSU 1.2.3 Các giai đoạn phát triển của bệnh gout 1.3 Hướng điều trị 1.3.1 Cơ chế bệnh sinh 1.3.2 Điều trị bệnh gout qua chế độ ăn uống và sinh hoạt 1.3.2.1Chế độ ăn uống 1.3.2.2 Không sử dụng thức uống có cồn 1.3.2.3 Điều trị huyết áp 1.3.2.4 Sử dụng thuốc 1.3.3 Điều trị bệnh gout cấp tính 1.3.4 Điều trị bệnh gout mãn tính 2. Colchicine và cây bả chó (Colchicum autumnale) 2.1 Colchicine 2.1.1 Tổng quan 2.1.2 Đặc tính hóa học 2.1.3 Cơ chế chuyển hóa và độc tính 2.1.4 Cơ chế hoạt động 2.1.4.1 Sự phá vỡ tubulin là tác dụng chống phân bào 2.1.4.2 Cơ chế của Colchicine lên hệ thống miễn dịch 2.1.4.3 Tác động của Colchicine lên bạch cầu trung tính 2.1.4.4 Ức chế miễn dịch bẩm sinh và viêm nhiễm NALP3 2.1.4.5 Kích thích sự hiện diện của kháng nguyên 2.1.4.6 Tác dụng chống xơ hóa và bảo vệ tim mạch 2.2 Cây bả chó (Colchicum autumnale) 2.2.1 Tổng quan 2.2.2 Môi trường sống 2.2.3 Đặc tính thực vật 2.2.4 Tính chất hóa học Trang 3 3 3 3 4 4 4 6 7 7 9 9 9 10 10 11 15 18 18 18 19 20 21 21 24 24 25 27 28 29 29 29 29 30 1 3. Quy trình tách chiết Colchicine 3.1 Tổng quan 3.1.1 Chiết xuất hợp chất dược liệu 3.1.2 Nguyên lí tách chiết hợp chất hữu cơ 3.2 Các phương pháp chiết xuất thông dụng 3.2.1 Chiết xuất dung môi hữu cơ 3.2.2 Chiết xuất dung môi siêu tới hạn (SFE) 3.2.3 Chiết xuất hỗ trợ siêu âm 3.3 Phương pháp được chọn – Chiết xuất CO2 siêu tới hạn 3.3.1 Nguyên nhân lựa chọn phương pháp 3.3.2 Nguyên lí 3.3.3 Dụng cụ và hóa chất 3.3.3.1 Dụng cụ 3.3.3.2 Hóa chất 3.3.4 Quy trình tách chiết 3.3.4.1 Chuẩn bị mẫu 3.3.4.2 Tiến hành tách chiết 3.3.4.3 Sản phẩm phụ và yêu cầu tinh sạch 3.3.5 Đánh giá sản phẩm 3.3.6 Đánh giá quy trình 4. Tài liệu tham khảo 30 30 30 30 31 31 31 31 32 32 32 35 35 35 35 35 35 36 36 37 38 2 1. Bệnh gout (gút, thống phong) 1.1. Tổng quan 1.1.1. Giới thiệu Bệnh gút (gout, thống phong) là một hội chứng lâm sàng do rối loạn chuyển hóa nhân purine trong cơ thể, khiến thận không thể lọc lượng acid uric trong máu dẫn đến lắng đọng tinh thể urat (monosodium urate monohydrate) tại các mô, trong và xung quanh các khớp, gây ra các phản ứng viêm cấp tính trong cơ thể. 1.1.2. Triệu chứng Triệu chứng bệnh gout thường xảy ra đột ngột và vào ban đêm. Trong một số trường hợp, bệnh gout không có dấu hiệu ban đầu. Các biểu hiện của bệnh gout thường xuất hiện khi người bệnh đã từng mắc gout cấp tính hoặc mãn tính. Các triệu chứng chính của bệnh bao gồm: ● ● ● ● Khớp đau đột ngột, dữ dội, sưng tấy Khớp đau nhiều hơn khi đụng vào Khớp sưng đỏ Vùng xung quanh khớp ấm lên Hầu hết các biểu hiện của bệnh gout thường kéo dài vài giờ trong từ 1–2 ngày. Tuy nhiên, đối với trường hợp nặng, cơn đau có thể xảy ra trong vòng vài tuần. Nếu người bị bệnh gout không dùng thuốc trị gout thường xuyên, các triệu chứng của bệnh sẽ nghiêm trọng hơn: ● U cục tophi: bệnh này đặc trưng bởi sự tích tụ tinh thể dưới da. Thông thường, các khối này sẽ xuất hiện xung quanh ngón chân, đầu gối, ngón tay và tai. Nếu không được xử lý đúng cách thì u tophi sẽ ngày càng lớn hơn. ● Tổn thương khớp: nếu người bệnh không dùng thuốc trị gout, khớp có thể bị tổn thương vĩnh viễn. Tình trạng này sẽ làm tăng nguy cơ tổn thương xương và các khớp khác. ● Sỏi thận: nếu không điều trị gout đúng cách, các tinh thể acid uric không chỉ tích tụ quanh khớp mà còn tích tụ trong thận gây ra sỏi thận. 1.2. Cơ chế 1.2.1. Nguyên nhân và phân loại Gout nguyên phát: Chiếm đa số các trường hợp, chưa rõ nguyên nhân. Thường gặp ở nam giới tuổi trung niên (độ tuổi thường gặp là 30-60 tuổi) có thói quen uống nhiều rượu bia và ăn nhiều thức ăn chứa purine (gan, thận, tôm, cua, lòng đỏ trứng, nấm…). Đối với nữ giới khi đến giai đoạn mãn kinh có xu hướng phát triển bệnh gout, do hoạt động đào thải lượng uric acid của hóc-môn estrogen bị mất. 3 Gout thứ phát: Hậu quả của tăng acid uric máu do những nguyên nhân gây tăng sản xuất acid uric máu hoặc giảm thải qua thận hoặc cả hai: ● ● ● ● ● Suy thận và các bệnh lý làm giảm độ thanh lọc acid uric của cầu thận Các bệnh về máu: bệnh bạch cầu cấp Dùng thuốc lợi tiểu như furosemid, thiazid, acetazolamid, … Sử dụng các thuốc ức chế tế bào để điều trị các bệnh ác tính Dùng thuốc kháng lao như ethambutol, pyrazinamid, … Gout bẩm sinh: Là bệnh di truyền do bất thường (rối loạn) về gen. 1.2.2. Cơ chế viêm khớp gout thông qua tinh thể monosodium urate (MSU) Bệnh gút (gout) thường đặc trưng bởi sự lắng đọng của tinh thể monosodium urate monohydrate (MSU), là một trong những kết quả của chứng tăng acid uric (axit uric) máu (nồng độ acid uric (axit uric) trong huyết thanh tăng trên mức bình thường và sodium urate đạt nồng độ trên mức siêu bão hoà). 4 Hình 1. Cơ chế gây viêm khớp gout cấp tính thông qua tinh thể monosodium urate (MSU) (Nicola Dalbeth, Thomas J. Lauterio, Henry R. Wolfe,.(2014). Mechanism of Action of Colchicine in the Treatment of Gout, Clinical Therapeutics,Volume 36, Issue 10, Pages 1465-1479.) (1) Các tinh thể MSU tương tác với bề mặt của tế bào đuôi gai thông qua tương tác tinh thể - lipid mà không phụ thuộc vào các thụ thể cụ thể trên bề mặt tế bào. Sự xáo trộn lớp lipid kép có thể kích hoạt dòng chảy tín hiệu nội bào, dẫn đến kích hoạt tyrosine kinase (Syk) ở lá lách và kích hoạt thêm tế bào đuôi gai. (2) Các tinh thể MSU liên kết với các thụ thể Toll (TLR). Khi có yếu tố biệt hóa dòng tủy 88 (MyD88), yếu tố hạt nhân (NF) -κB được tạo ra và các phân tử tiền viêm đã được giải phóng. Sự biểu hiện của nhiều phân tử bám dính trên bề mặt tế bào nội mô được tăng lên. (3) Thực bào tinh thể MSU dẫn đến tổn thương thực bào, từ đó gây tràn dịch kali. Việc bổ sung các loại oxy phản ứng có sẵn (ROS), ASC và pro-caspase-1 vào vùng liên kết nucleotide, thụ thể lặp lại giàu leucine 3 (NLR3) hình thành phức hợp NLRP3 gây viêm nhiễm, tạo ra interleukin (IL) - 1β. ASC, protein giống đốm (speck-like protein) liên quan đến quá trình apoptosis có chứa miền tuyển chọn caspase; TNF, yếu tố hoại tử khối u. Hình 2. Cấu trúc phân tử MSU (Monosodium citrate. (n.d.).) 1.2.3. Các giai đoạn phát triển của bệnh gout Dựa vào mức độ nghiêm trọng, bệnh gout được chia thành 3 giai đoạn: ● Giai đoạn 1: Mức acid uric trong máu đã tăng lên nhưng vẫn chưa xuất hiện các triệu chứng bệnh gout. Thông thường, người bệnh chỉ nhận thấy triệu chứng đầu tiên của bệnh gout sau khi bị bệnh sỏi thận. ● Giai đoạn 2: Nồng độ acid uric lúc này rất cao, dẫn đến hình thành các tinh thể xuất hiện ở ngón chân (nốt tophi). Nốt tophi thường biểu hiện chậm, hàng chục năm sau cơn gout đầu tiên nhưng cũng có khi sớm hơn. Khi đã xuất hiện thì dễ 5 tăng số lượng và khối lượng và có thể loét. Nốt tophi thường thấy trên sụn vành tai rồi đến khuỷu tay, ngón chân cái, gót chân, mu bàn chân và gân gót. Trong giai đoạn này, người bệnh sẽ cảm thấy đau khớp nhưng cơn đau sẽ không kéo dài. ● Giai đoạn 3: Một thời gian sau giai đoạn 2, nếu không được chữa trị đúng cách người bệnh sẽ gặp các triệu chứng khác của bệnh gout cùng với cường độ và tần suất các cơn gout ngày càng gia tăng. ● Giai đoạn 4: Các triệu chứng của bệnh sẽ không biến mất và các tinh thể acid uric sẽ tấn công nhiều khớp, nốt tophi được hình thành nhiều hơn. 1.3. Hướng điều trị 1.3.1. Cơ chế bệnh sinh 6 Hình 3. Biểu đồ tóm tắt cơ chế bệnh sinh của gout và thuốc điều trị (Understanding Treatments for Gout, n.d.) Purine là một hợp chất hữu cơ dị vòng (gồm một vòng Pyrimidine và một vòng Imidazole), đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa chức năng sinh lý trong cơ thể. Chúng được xem là những khối xây dựng thiết yếu (building block) của acid nucleic (deoxyribonucleic và acid ribonucleic), tín hiệu nội bào và ngoại bào (phản ứng kết hợp giữa adenosine triphosphate và G-protein), chất điều hòa trao đổi chất (cAMP cyclic adenosine monophosphate), co-enzyme, chất chống oxy hóa và chất dẫn truyền thần kinh. 7 Ở người, acid uric là sản phẩm cuối cùng của thoái hóa base purine. Nó tồn tại dưới dạng ion urate ở pH sinh lý (pH khoảng 7.4) và có độ hòa tan tương đối thấp. Để chuyển hóa xanthine thành các ion urate, cần sự tham gia của 1 loại enzyme cần thiết có tên là xanthine oxidase. Nồng độ acid uric trong máu người bình thường là 2.2 - 8.1 mg/dl (130 - 480 µmol/l). Lượng acid trong nước tiểu khoảng 0.3 - 0.8 g/24h và thay đổi theo chế độ ăn. Trong bệnh gout lượng acid uric máu có thể tăng tới 7-8 g/dl. Ở chim, bò sát, côn trùng sản phẩm thoái hóa cuối cùng của base purine cũng là acid uric. Tuy nhiên, ở một số loài động vật có xương sống khác, acid uric tiếp tục thoái hóa tạo thành allantoin dưới sự xúc tác của enzyme urat oxidase (uricase). Ở loài cá có xương sống, sản phẩm cuối cùng là allantoat (do allantoin gắn thêm một phân tử nước). Ở những loài động vật biển không có xương sống, sản phẩm cuối cùng là NH 4+ (do urê bị thủy phân thành CO2 và NH4+). Ở con người không có enzyme urate oxidase để chuyển đổi urate, điều này có thể được coi là một lợi thế sinh tồn bởi vì acid uric hoạt động như một chất chống oxy hóa. Purine được chia làm 2 loại: purine nội sinh (chuyển hóa từ acid nucleotide) và purine ngoại sinh (đến từ các loại thực phẩm bên ngoài). Khoảng một phần ba lượng urate được tạo ra hàng ngày đến từ các nguồn thực phẩm bên ngoài, và phần còn lại được tạo ra nội sinh. Khi lượng urat được tạo ra, cơ thể sẽ loại bỏ nó thông qua đường tiêu hóa hoặc thận, hoặc lắng đọng trong mô. Trong đó, bài tiết qua đường ruột sẽ chịu trách nhiệm xử lý một phần ba lượng urate được tạo hàng ngày. Phần còn lại sẽ được xử lý chủ yếu bởi thận. Theo bài nghiên cứu, xấp xỉ 95% lượng urat được lọc bởi cầu thận cùng sự kết hợp của tái hấp thu và bài tiết ở ống lượn gần (PCT - proximal convoluted tubule). Urat được bài tiết ra bên ngoài theo mô hình 4 thành phần: lọc (filtration), tái hấp thu trước tiết (pre-secretory reabsorption), bài tiết (secretion), và tái hấp thu sau tiết (post-secretory reabsorption). Sự cân bằng giữa hoạt động bài tiết của PCT và các hoạt động tái hấp thu đóng vai trò quan trọng và ảnh hưởng đến quá trình đào thải acid uric qua thận. Mặc dù khả năng bài tiết của thận có thể tăng lên khi nồng độ acid uric trong máu tăng lên, nhưng sự tăng khả năng bài tiết của thận này thường không đủ với một lượng acid uric lớn trong một khoảng thời gian dài. Do đó, phần lớn (90%) bệnh nhân mắc bệnh gout nguyên phát, hoặc nồng độ acid uric trong máu cao bất thường đều đến từ sự suy giảm chức năng thận, trong khi chỉ 10% bệnh nhân mắc bệnh do sự sản xuất quá mức acid uric nội sinh. 1.3.2. Điều trị bệnh gout thông qua chế độ ăn uống và sinh hoạt 1.3.2.1. Chế độ ăn uống Chế độ tiêu thụ nhiều các loại thịt và động vật có vỏ có chứa nhiều purine đã được chứng minh là có liên quan đến việc tăng nguy cơ mắc bệnh gout, nhưng tiêu thụ các loại rau giàu purine, chẳng hạn như rau bina, măng tây được chứng minh là không làm tăng nguy cơ bị bệnh gout. Việc tuân thủ theo chế độ ăn kiêng sẽ giúp làm giảm lượng 8 acid uric trong máu; đối với bệnh nhân bị gout thứ cấp, ăn kiêng kèm theo sử dụng thuốc theo chỉ định của bác sĩ sẽ làm giảm tần suất cơn đau do gout và làm chậm tiến trình phát triển bệnh. 1.3.2.2. Không sử dụng thức uống có cồn Sử dụng thức uống có cồn cũng là nhân tố có liên quan chặt chẽ với bệnh gout, ước tính rằng hơn một nửa số người mắc bệnh gout là những người uống nhiều sản phẩm chứa cồn quá mức và thường xuyên. Một số yếu tố góp phần vào sự liên quan chặt chẽ này: nồng độ acid lactic trong máu tăng cao do tiếp nạp nhiều cồn và làm giảm bài tiết urat ở thận; tiếp nhận lượng cồn trong thời gian dài sẽ góp phần kích thích quá trình sản xuất purine; nhiều thức uống có cồn (đặc biệt là bia) chứa chất purine và đồ uống nhiễm chì cũng làm giảm bài tiết urat qua thận. Ở những bệnh nhân bị tăng acid uric trong máu, các chuyên gia khuyến nghị nên giảm hoặc ngừng sử dụng. 1.3.2.3. Điều hòa huyết áp Tăng huyết áp sẽ làm giảm bài tiết urat ở thận, dẫn đến tăng lượng acid uric trong máu. Thiazide và thuốc lợi tiểu “quai” (loop diuretics), thường được sử dụng trong điều trị tăng huyết áp, góp phần làm tăng thêm lượng acid uric bằng cách can thiệp vào quá trình đào thải của thận, làm tái hấp thu urat ở ống lượn gần (PCT). 1.3.2.4. Sử dụng thuốc Cyclosporine, một chất ức chế miễn dịch thường được sử dụng để ngăn ngừa sự đào thải cơ quan ghép ở những bệnh nhân trải qua cấy ghép cơ quan, cũng làm giảm đáng kể sự đào thải lượng acid uric, dẫn đến tăng lượng acid uric máu và tăng nguy cơ bệnh gout. Các loại thuốc thường dùng khác cũng có ảnh hưởng đến việc xử lý acid uric của thận là aspirin và estrogen. Aspirin liều thấp (khoảng 1-2 g / ngày) cũng làm giảm khả năng bài tiết urate ở thận, đặc biệt là trong điều kiện lượng albumin thấp. Ngược lại, nếu dùng aspirin liều cao sẽ có tác dụng như chất uricosuric, dẫn đến sự gia tăng bài tiết urate qua thận. Estrogen cũng có tác dụng như uricosuric. Điều đó cho thấy rằng việc giảm sử dụng sản phẩm thay thế estrogen/ mất hóc-môn estrogen sau mãn kinh có thể dẫn đến sự gia tăng khả năng mắc bệnh gout. Tương tự với hai loại thuốc chữa tim mạch, losartan và fenofibrate, cũng có tác dụng của uricosuric. 1.3.3. Điều trị bệnh gout cấp tính (acute gout) 9 Hình 4. Sơ đồ các hướng điều trị cho bệnh gout cấp tính (Understanding Treatments for Gout, n.d.) Mục đích của hướng điều trị này là giải quyết một cách nhanh chóng cơn đau và viêm (Hình 4). Thuốc chống viêm không steroid (NSAID) là lựa chọn điều trị ở hầu hết bệnh nhân mắc bệnh gout cấp tính và có tình trạng cơ thể khỏe mạnh, không có bệnh lý nền. Hầu hết các NSAID đều tương đương về khả năng điều trị; do đó, sự lựa chọn sử dụng loại NSAID nào không quan trọng bằng việc bắt đầu quá trình điều trị sớm khi phát hiện các cơn đau do gout. Hơn 90% trong số bệnh nhân sẽ được giải quyết hoàn toàn các cuộc tấn công của gout trong vòng 5 đến 8 ngày. Liều cao hơn có thể cần thiết trong vòng 24 đến 48h đầu tiên và nên được giảm dần tùy theo các triệu chứng, diễn biến bệnh. Không may thay, việc sử dụng NSAID trong điều trị gout cũng bị hạn chế bởi các tác dụng phụ mà chúng mang lại. NSAID phải được sử dụng một cách thận trọng và không được sử dụng với bệnh nhân có bất kỳ điều nào sau đây: suy giảm chức 10 năng thận, suy tim, có tiền sử hoặc đang bị viêm loét dạ dày, điều trị chống đông máu, hoặc rối loạn chức năng gan. Colchicine là một hợp chất thuộc nhóm alkaloid có nguồn gốc từ Autumn crocus (hoa nghệ tây) và đã được sử dụng rộng rãi kể từ đầu những năm 1800, được sử dụng lần đầu tiên ở dạng chiết xuất và sau đó ở dạng thuốc viên. Cơ chế hoạt động của colchicine là do sự can thiệp vào sự phát triển của tubulin dimers chức năng của bạch cầu, bao gồm sự di chuyển của bạch cầu (diapedesis), thoái hóa lysosomal và điều hòa hóa học. Colchicine phát huy hiệu quả nhất trong vòng 12 đến 24h đầu tiên sau khi cơn gout tấn công. Thuốc có thể được tiếp nhận trực tiếp bằng miệng hoặc tiêm tĩnh mạch. Mặc dù Colchicine có mức độ độc tính thấp nhất so với các phương pháp điều trị khác nhưng vẫn phải cẩn trọng trong việc sử dụng thuốc và tuân theo chỉ định của chuyên gia. Tiếp nhận Colchicine thông qua đường uống cũng có hạn chế do các tác dụng phụ như là gây buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy và đau bụng. Ngoài các độc tính gây ra cho hệ tiêu hóa, colchicine được chứng minh là có độc tính mạnh nhất lên hệ thần kinh, cụ thể là gây ảnh hưởng nhiều hơn ở những bệnh nhân suy thận và những người đang tiếp nhận các loại thuốc như là cyclosporin hoặc statin. Colchicine cũng không nên sử dụng, điều trị ở bệnh nhân mắc bệnh giảm bạch cầu hoặc suy gan, suy thận. Đối với việc điều trị bằng colchicine thông qua tiêm tĩnh mạch (IV), chỉ nên sử dụng trong môi trường bệnh viện bởi đội ngũ bác sĩ có kinh nghiệm và trước khi tiếp nhận tiêm bệnh nhân không được uống colchicine ít nhất trong vòng 7 ngày. Tổng số liều tiêm colchicine (IV) không được vượt quá 3 đến 4 mg. Phương thức điều trị bằng tiêm colchicine không được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia, vì nó có thể gây hoại tử mô kèm theo vỡ tĩnh mạch (venous extravasation) và sốc phản vệ. Đã có ghi nhận về trường hợp tử vong khi sử dụng không đúng cách và liều lượng tiêm colchicine, phương pháp điều trị này cũng được chuyên gia khuyến cáo không được sử dụng thường xuyên và phải tuân thủ chặt chẽ theo phác đồ điều trị của bác sĩ. Đối với các bệnh nhân có vấn đề về sức khỏe, mẫn cảm hoặc chống chỉ định với cả hai thuốc: colchicine hoặc NSAID, có thể dùng corticoid để điều trị bệnh gout. Corticoid có thể được tiếp nhận bằng nhiều con đường: đường uống, tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, hoặc tiếp nhận gián tiếp qua hóc-môn corticotropin (ACTH). Corticosteroid là liệu pháp điều trị hiệu quả vì có tác dụng chống viêm. Corticosteroid trong liệu pháp tiêm nội khớp phục hồi một phần cơ thể bị bất động bởi phản ứng viêm và giảm đau nhanh chóng, như viêm khớp gối hay khớp khuỷu, hoạt động có hiệu quả nhất và có thể điều trị dứt điểm trong trường hợp chỉ có 1 hoặc 2 khớp viêm hoặc chỉ viêm ở một vùng nhỏ nhất định. Đối với liệu pháp sử dụng prednisone - một nhóm thuốc thuộc corticosteroid, tiếp nhận thông qua đường uống với liều lượng quy định từ 30 đến 60 mg mỗi ngày trong vòng 1 đến 3 ngày đầu tiên, sau đó sẽ giảm dần liều lượng trong 1 11 đến 2 tuần tiếp theo. Corticosteroid thông qua đường tiêm rất hiệu quả đối với bệnh nhân không thể dùng thuốc uống. Hầu hết bệnh nhân sẽ có sự cải thiện bệnh tình rõ rệt trong vòng 12 đến 24h đầu tiên, và làm thuyên giảm các triệu chứng bệnh trong 7 đến 10 ngày tiếp theo. Tiếp nhận gián tiếp qua hóc-môn corticotropin (ACTH) - được tiết ra từ thùy tuyến yên, có tác dụng kích thích vỏ thượng thận để sản xuất cortisol, corticosterone, và các nội tiết tố androgen. ACTH đã được chứng minh là có thời gian tác dụng nhanh hơn indomethacin (thuốc chống viêm không steroid) nhưng thời gian để làm giảm các triệu chứng bệnh tương tự như sử dụng corticosteroid. ACTH có thể được sử dụng cho bệnh nhân với nhiều bệnh lý nền, bao gồm suy tim, suy thận mãn tính và bệnh loét dạ dày tá tràng. Tuy nhiên, phương thức điều trị này cũng có một số hạn chế như là không tạo được sự thoải mái cho bệnh nhân khi tiếp nhận điều trị (điều trị bằng cách tiêm bắp), chi phí để thực hiện thường cao và tính khả dụng không cao. 1.3.4. Điều trị bệnh gout mãn tính (chronic gout): ● Cân nhắc việc bắt đầu sử dụng liệu pháp làm giảm nồng độ urate (uratelowering therapy) đối với bệnh nhân bị các cơn gout tấn công từ 2 lần trở lên mỗi năm. ● Không được tiếp nhận liệu pháp làm giảm nồng độ urate khi đang trong giai đoạn gout thứ cấp. Nếu như bệnh nhân đang tiếp nhận liệu pháp này mà bị bùng phát cơn gout cấp tính, không được ngưng tiếp nhận liệu pháp giảm urate này. ● Allopurinol là thuốc được lựa chọn thường xuyên để bắt đầu quá trình điều trị gout mãn tính, nhưng nhóm thuốc uricosuric có thể được thay thế sử dụng ở những bệnh nhân dị ứng với allopurinol và có chức năng thận, đào thải axit uric diễn ra bình thường cũng như không có tiền sử sỏi thận. ● Tiếp nhận kèm theo các liệu pháp dự phòng như là colchicine dạng uống hoặc NSAIDs (nếu không chống chỉ định) khi tiếp nhận liệu pháp hạ lượng urate. ● Thường xuyên kiểm tra nồng độ acid uric trong máu (từ 3-6 tháng 1 lần) và tiếp nhận điều trị để đảm bảo nồng độ acid uric trong máu luôn dưới 6 mg/dL. ● Xem xét và điều trị các bệnh lý đi kèm như béo phì, tăng huyết áp, tăng lipid máu và bệnh động mạch vành. NSAIDs: thuốc chống viêm không steroid 12 Hình 5: Bảng khuyến cáo và hướng điều trị bệnh gout mãn tính (Understanding Treatments for Gout, n.d.) Đối với những bệnh nhân bị các cơn gout tấn công từ 2 lần trở lên mỗi năm, liệu pháp điều trị giảm lượng urat được chứng minh có hiệu quả về chi phí. Mục tiêu chính của liệu pháp này là giảm nồng độ urate trong máu xuống mức thấp nhất: khoảng từ 5 đến 6 mg / dL (297-357 µmol / L) - thấp hơn mức bão hòa của tinh thể monosodium urate ở dịch ngoại bào. Bên cạnh việc điều trị gout mãn tính bằng liệu pháp giảm lượng urate, việc cân nhắc sử dụng kèm các thuốc chống viêm cũng rất quan trọng (xem thêm các khuyến nghị điều trị ở hình 5), bởi vì các đợt bùng phát cơn gout là tác dụng phụ phổ biến nhất làm phức tạp quá trình điều trị bệnh gout mãn tính. Ngoài ra, một số bệnh nhân bị bùng phát các cơn gout cấp tính trong khi đang tiếp nhận điều trị giảm lượng urat (tức là trong thời gian điều trị bệnh cấp tính), trong những trường hợp đó, vẫn duy trì liệu pháp giảm lượng urate và cơn gout cấp sẽ được điều trị bằng các liệu pháp thích hợp. Có hai loại nhóm thuốc sử dụng trong liệu pháp làm giảm lượng urate: nhóm uricostatic (ví dụ như allopurinol) và nhóm uricosuric (probenecid, benzbromarone và sulfinpyrazone). Nhóm thuốc làm giảm lượng urate phổ biến nhất được sử dụng là uricostatic agents, đây là một chất làm ức chế enzyme xanthine oxidase và dẫn đến giảm sản xuất acid uric. Allopurinol và chất chuyển hóa có hoạt tính oxypurinol của nó làm giảm lượng acid uric trong máu. Allopurinol có thể được dùng với liều hàng ngày nhưng phải được điều chỉnh cho phù hợp với chức năng của thận. Các tác dụng phụ của thuốc bao gồm phát ban, viêm ngứa, giảm lượng bạch cầu, tiêu chảy và sốt. Hội chứng mẫn cảm do với thuốc bao gồm sốt, tăng bạch cầu ái toan, phát ban, rối loạn chức năng gan và thận, viêm mạch, với tỷ lệ tử vong khoảng 20% . Đặc biệt đối với các bệnh nhân suy thận đang điều trị bằng thuốc lợi tiểu có nguy cơ mắc hội chứng này cao nhất. Allopurinol có hai hướng tương tác đáng chú ý: một là tương tác với tác dụng ức chế miễn dịch và phân giải tế bào của azathioprine. Vì vậy tránh sử dụng kết hợp giữa 2 loại thuốc này, chỉ kê đơn đồng thời azathioprine và allopurinol với mục đích làm tăng hiệu quả của azathioprine khi có thể giám sát được nồng độ các chất chuyển hóa của thiopurine. Thứ hai, allopurinol sử dụng đồng thời với ampicillin gây phát ban. Nhóm thuốc trong liệu pháp hạ urat thứ hai là các nhóm uricosuric agents: probenecid và sulfinpyrazone, giúp kích thích và cải thiện khả năng loại bỏ acid uric của thận. Nhóm thuốc này nên chỉ được sử dụng cho những bệnh nhân có lượng acid uric trong máu cao do hoạt động đào thải của thận bị suy giảm (≤800 mg / 24 giờ). Khi tiến hành sử dụng liệu pháp này, nhóm thuốc sẽ gây ra hiện tượng lắng đọng các tinh thể acid uric trong ống thận và gây sỏi thận. Để giảm thiểu rủi ro này, nhóm thuốc nên được sử dụng lần đầu với liều lượng thấp, sau đó tăng dần liều lượng. Thuốc uricosuric không được sử dụng cho những bệnh nhân có tiền sử sỏi thận và không hiệu quả đối với bệnh nhân suy thận. Các tác dụng phụ chính của nhóm thuốc này bao gồm phát ban, rối loạn 13 đường tiêu hóa và sỏi thận. Một hạn chế khác đối với liệu pháp sử dụng nhóm thuốc uricosuric này là chỉ với aspirin liều thấp có thể vô hiệu hóa liệu pháp này. Bên cạnh các nhóm chất uricosuric, nhiều nhóm tác nhân khác cũng được nghiên cứu và chọn lọc trong điều trị gout mãn tính. Febuxostat là một chất ức chế xanthine oxidase và có thể tiếp nhận qua đường uống hoặc qua các thực phẩm chức năng. Uống hàng ngày với liều lượng thích hợp sẽ làm giảm đáng kể lượng acid uric. Febuxostat có tác dụng đào thải acid uric thông qua gan và chủ yếu dùng cho những bệnh nhân bị suy giảm chức năng thận. Một số những tác động không mong muốn khi sử dụng allopurinol đã được chứng minh là có liên quan đến hợp chất tương tự purine của nó và không ức chế xanthine oxidase. Do vậy, đối với người bệnh bị dị ứng với allopurinol, febuxostat có thể được chỉ định làm hoạt chất thay thế nhưng cần thận trọng với những bệnh nhân có tiền sử tim mạch. Ngoài ra, febuxostat có tác dụng mạnh hơn đáng kể so với khi dùng allopurinol với cùng một liều lượng tiêu chuẩn, cho thấy rằng tác nhân này có thể đặc biệt hữu ích ở những bệnh nhân khó điều trị bằng allopurinol. Một nhóm tác nhân thứ hai là urate oxidase (uricase), là chất trung gian chuyển đổi acid uric thành phân tử allantoin có tính chất hòa tan hơn. Các chế phẩm điều trị bao gồm sản xuất urat oxidase tái tổ hợp và không tổ hợp từ nấm, rasburicase từ Aspergillus flavus. Rasburicase có hiệu quả trong việc ngăn ngừa hội chứng ly giải của khối u cấp tính, nhưng khi tiếp nhận tiêm có thể gây miễn dịch cao trong cơ thể và sốc phản vệ. Để giải quyết vấn đề này, biến đổi hợp chất rasburicase bằng cách gắn thêm tương tác cộng hóa trị của polyethylene glycol (PEG) để làm giảm khả năng gây phản ứng miễn dịch và kéo dài thời gian hoạt động của enzyme, làm cho việc sử dụng PEGuricase trong điều trị bệnh gout là khả thi và có tiềm năng. Các nghiên cứu kiểm tra hiệu quả và khả năng dung nạp của PEG-uricase bằng đường tiêm trong điều trị bệnh gout đã và đang được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu. 2. Colchicine từ Cây bả chó (Colchicum autumnale) 2.1. Colchicine 2.1.1. Tổng quan Colchicine là chất thuộc nhóm alkaloid, được chiết xuất từ thực vật họ Colchicum (ở Việt Nam được gọi là bả chó). Colchicine được biết đến/báo cáo rộng rãi trong việc dùng để chữa bệnh gout; ngoài ra còn dùng trị một số loại bệnh khác như Behcet, viêm ngoại tâm mạc, xơ vữa động mạch, và một số các bệnh viêm và xơ hóa khác. Colchicine là một hợp chất tự nhiên có độc tính và là một sản phẩm thứ cấp có thể thu nhận được từ các cây thuộc chi Colchicum như là Autumn crocus, Colchicum autumnale. Từ những thế kỷ đầu tiên sau Công nguyên, củ của Colchicum autumnale đã được con người sử dụng như một phương thuốc hữu hiệu nhất cho việc chữa các cơn đau khớp, đau lưng cũng như là bệnh gout. Bên cạnh đó, phương pháp chữa bệnh 14 này còn được hệ thống y học cổ truyền của Ấn Độ là Unani và Ayurvedic đánh giá là phương pháp truyền thống được sử dụng cho việc chữa trị các tổn thương bên trong cơ thể. Ngoài ra, trong nhiều thế kỷ qua, tiềm năng của loài cây này không chỉ được áp dụng trong việc điều trị các nội thương tổn mà còn được sử dụng để chữa khỏi bệnh trĩ (haemorrhoid). Và đặc biệt, cây bả chó còn có các tác dụng vô cùng hữu ích trong việc điều trị bệnh gout. Mặc dù các hợp chất thu từ loài cây này có mang độc tính nhẹ nhưng nó không chỉ không mang các yếu tố gây nghiện mà còn mang lại giấc ngủ sâu cho người sử dụng. Hiện nay, colchicine thu được từ cây C. autumnale còn được biết là một loại thuốc giảm đau có tác dụng với hầu hết các loại đau như là đau cơ, khớp và dạ dày. Không chỉ vậy, nó còn có các khả năng khác như là giảm sự phỏng của các mô cơ, màng xương và màng hoạt dịch của khớp, có tác động tích cực đến hiệu quả của các cơ quan sinh dục, .... Vì vậy, nó còn được sử dụng trong việc điều trị các chứng bỏng cũng như là việc điều trị một số khối u ung thư và quá trình tăng sinh không cần thiết của tế bào. 2.1.2. Đặc tính hóa học: Hình 6. Cấu trúc phân tử của Colchicine (Alkadi, H., Khubeiz, M. J., & Jbeily, R. (2018). Colchicine: A Review on Chemical Structure and Clinical Usage. Infectious Disorders - Drug Targets, 18(2), 105–121.) Colchicine là một alkaloid, với một phân tử nitrogen ở dạng amid, có cấu trúc phân tử là C22H25NO6 với tên gọi là N-[(7S)-5,6,7,9-tetrahydro-l, 2,3,10-tetramethoxy-9oxobenzo(a)heptalen-7-yl)acetamide]. Hợp chất này thiếu tính bazơ và không tạo muối như các alkaloid cơ bản khác. Tuy nhiên, nó tạo ra kết tủa với nhiều thuốc thử alkaloid. Colchicine chứa ba vòng, vòng A là vòng trimethoxyphenyl), vòng B là một vòng bảy có bão hòa và vòng C là vòng tropolon. Tuy nhiên, sự hiện diện của vòng B hoặc chuỗi bên của nó ở vị trí C-7 có thể ảnh hưởng đến một số khía cạnh của sự tương tác giữa colchicine và tubulin, chẳng hạn như kích hoạt năng lượng của động học liên kết phản ứng liên kết, và tỷ lệ liên kết / phân ly cho liên kết colchicine-tubulin. 15 Colchicine liên kết với tubulin dimer với tỷ lệ cân bằng (1:1 mol), liên kết này không phải là cộng hóa trị, trong khi đây là một phản ứng hai phân tử, chậm và mạnh, bao gồm thay đổi cấu trúc trong tubulin phân tử protein. Và để nâng cao tỷ lệ của phản ứng liên kết colchicine, một số anion như sulfate và L (+) tartrate có thể được sử dụng, liên kết này giữa colchicine và tubulin có liên quan đến sự thay đổi entropi dương và sự thay đổi tương đối lớn của năng lượng tự do. 2.1.3. Cơ chế chuyển hóa và độc tính Colchicine chủ yếu được thải trừ khỏi cơ thể qua quá trình vận chuyển bởi Pglycoprotein [P-gp, còn được gọi là protein kháng đa thuốc 1 (MDR1) hoặc phân họ cassette liên kết ATP 1 (ABCB1)], được biểu hiện trong tế bào gan (bài tiết qua mật), ống thận gần (bài tiết qua thận), tế bào ruột (bài tiết ở ruột), bạch cầu đơn nhân và tế bào của hàng rào máu não. P-Glycoprotein được mã hóa bởi gen MDR1 và một số đa hình MDR1 nhất định có liên quan đến việc tăng hoạt động / biểu hiện P-gp và giảm nồng độ colchicine trong huyết thanh. Một phần nhỏ hơn nhưng đáng kể của việc hấp thu colchicine được chuyển hóa bởi cytochrome CYP3A4 P450 ở gan, hoặc được đào thải trực tiếp qua thận thông qua quá trình lọc ở cầu thận. 16 Hình 7: Các cơ chế chính của chuyển hóa và bài tiết colchicine (Anastasia Slobodnick, Binita Shah, Svetlana Krasnokutsky, Michael H. Pillinger (2017). Update on colchicine. Rheumatology, Volume 57, Issue suppl_1, January 2018, Pages i4–i11) Colchicine ban đầu được hấp thu ở hỗng tràng và hồi tràng. P-Glycoprotein (P-gp) trên bề mặt đỉnh của tế bào ruột tiết một phần colchicine không thay đổi trở lại lòng ống và từ đó nó có thể được bài tiết ra ngoài. Phần còn lại đi vào hệ tuần hoàn và đi qua thận, nơi colchicine không thay đổi được bài tiết qua quá trình lọc ở cầu thận cũng như bài tiết P-gp qua thận trực tiếp vào ống lượn gần. Trong tế bào gan, colchicine trải qua quá trình khử methyl thành ba chất chuyển hóa riêng biệt thông qua hoạt động của CYP3A4. Các chất chuyển hóa này, cùng với colchicine không thay đổi, được tiết vào mật qua P-gp ở gan, và sau đó đi vào tá tràng để bài tiết tiềm năng. Colchicine được biết đến là một loại chất vô cùng phù được sử dụng cho việc điều trị của một số loại bệnh: sốt Địa trung hải có tính chất gia đình (FMF), bệnh Behcet (BD), viêm màng ngoài tim, ... và đặc biệt là bệnh gout. Thế nhưng, colchicine cũng là một chất có cửa sổ điều trị hẹp. Điều đó có nghĩa là colchicine sẽ có thể gây độc, tác dụng 17 phụ cho cơ thể khi được sử dụng với liều lượng không phù hợp. Các tác dụng phụ của colchicine thường thấy là đau bụng, tiêu chảy, buồn nôn, nôn mửa và đau họng (yết hầu). Hơn thế nữa, triệu chứng rối loạn máu như là suy tủy, giảm bạch cầu, giảm bạch cầu hạt, giảm tiểu cầu, giảm bạch cầu và thiếu máu bất sản cũng đã được ghi nhận là các tác dụng phụ được có thể xảy ra khi sử dụng colchicine với liều lượng cao. Không chỉ vậy, các tác dụng phụ (như là bệnh cơ, triệu chứng tiêu cơ vân, ...) cũng đã được ghi nhận khi sử dụng đồng thời colchicine và statin, fenofibrate/gemfibrozil, cyclosporin hoặc digoxin. Hơn thế nữa, sự kết hợp giữa colchicine và các thuốc có khả năng ức chế P-gp (cyclosporin, ranolazine) và ức chế mạnh CYP3A4 (clarithromycin, telithromycin, itraconazole, ketoconazole, nefazodone và một số chất ức chế protease) sẽ gây ra đe dọa tới tính mạng hoặc thậm chí có thể dẫn đến tử vong Toxicokinetics: Colchicine được cơ thể hấp thu dễ dàng sau khi uống, nhưng lại trải qua nhiều lần chuyển hóa. Sau đó, colchicine sẽ được phân bổ rộng rãi và liên kết với các phần tử nội bào (intracellular elements). Tỷ lệ tử vong cao đã được báo cáo sau khi uống cấp tính vượt quá 0,5 mg / kg. Liều gây chết người thấp nhất được báo cáo của colchicine liều uống là 7-26 mg. Cơ chế gây độc: Độc tính của colchicine là do sự mở rộng cơ chế hoạt động của nó liên kết với tubulin và phá vỡ mạng lưới vi ống. Hậu quả dẫn đến việc các tế bào bị ảnh hưởng sẽ suy giảm khả năng lắp ráp protein, giảm nội bào và xuất bào, thay đổi hình thái tế bào, giảm vận động của tế bào, ngừng phân bào, dẫn truyền và co bóp của tế bào cơ tim bị gián đoạn. Đỉnh điểm của các cơ chế này dẫn đến rối loạn chức năng và suy đa cơ quan. Colchicine không được chứng minh là có ảnh hưởng xấu đến khả năng sinh sản ở nam hay nữ. Nó đi qua nhau thai nhưng không có bằng chứng về độc tính đối với bào thai. Colchicine được bài tiết vào sữa mẹ và được coi là tương thích với quá trình tiết sữa. 2.1.4. Cơ chế hoạt động: 2.1.4.1. Sự phá vỡ tubulin là tác dụng chống phân bào: Cơ chế hoạt động điều trị được nghiên cứu nhiều nhất của colchicine là khả năng liên kết với các tubulin, do đó ngăn chặn sự lắp ráp và tổng hợp của vi ống. Microtubules (vi ống), thành phần chủ chốt của cytoskeleton (khung xương tế bào), được tạo thành bởi αβ-tubulin heterodimers. Các vi ống tham gia vào nhiều quá trình khác nhau của tế bào bao gồm duy trì hình dạng tế bào, vận chuyển nội bào, tiết cytokine và chemokine, sự di chuyển tế bào, điều hòa các kênh ion và phân chia tế bào. Colchicine liên kết với Tubulin hình thành nên phức hợp colchicine-tubulin sau đó liên kết với đầu vi ống để ngăn cản sự kéo dài của vi ống. Ở nồng độ thấp, colchicine ngăn chặn sự phát triển của vi ống, ở nồng độ cao hơn, colchicine thúc đẩy quá trình phân hủy vi ống. Colchicine gây ra độc tính nghiêm trọng đối với các mô bình thường ở liều 18 cao, điều này làm hạn chế việc sử dụng nó trong các liệu pháp điều trị ung thư. Mặc dù chưa có sản phẩm nào phát triển đến mức ứng dụng lâm sàng trong liệu pháp chống ung thư, nhiều hợp chất có khả năng tương tác với vị trí liên kết colchicine đã được mô tả trong nhiều năm qua. Colchicine còn có tác dụng lên các căn bệnh ác tính bao gồm ức chế sự di chuyển của tế bào ung thư và khả năng di căn của chúng, cell blebbing (hóa túi, dẫn đến phân hủy tế bào) thông qua con đường Rho/ Rho effector kinase (ROCK), ức chế hình thành mạch, hạn chế dòng di chuyển của adenosine triphosphate (ATP) và ty thể, giải phóng các protease hướng aspartate phụ thuộc cysteine (caspases) và cytochrome-c dẫn đến sự chết tế bào theo chương trình. Colchicine cũng có tác dụng chống viêm, chủ yếu liên quan đến sự phá vỡ các vi ống và chức năng hạ lưu của tế bào bạch cầu. Cơ chế hoạt động điều trị được nghiên cứu nhiều nhất của colchicine là khả năng liên kết với tubulin, do đó ngăn chặn sự lắp ráp và trùng hợp các vi ống. Các vi ống – thành phần chính của khung xương tế bào – được tạo ra từ các αβ-tubulin heterodimers. Chúng có liên quan đến các quá trình khác nhau của tế bào bao gồm duy trì hình dạng tế bào, bài tiết cytokine và chemokine, di chuyển tế bào, điều hòa các kênh ion và phân chia tế bào. Các tác dụng khác của colchicine với bệnh ác tính bao gồm ức chế sự di chuyển tế bào ung thư cũng như khả năng di căn, bóng nước tế bào (cell blebbing) thông qua con đường Rho/Rho effector kinase (ROCK)/myosin light chain kinase (MLCK), ức chế quá trình tạo mạch, hạn chế dòng adenosine triphosphate (ATP) vào ty thể, giải phóng các protease hướng aspartate phụ thuộc cysteine (caspases) và cytochrome-c, dẫn đến chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Colchicine cũng có tác dụng chống viêm, chủ yếu liên quan đến sự phá vỡ các vi ống và điều hòa xuống chức năng bạch cầu. Các cơ chế tác động chính bao gồm: A. Colchicine ức chế hoạt hóa miễn dịch bẩm sinh, sự kích hoạt viêm nhiễm NALP3, sự hoạt hóa CASPASE-1; ức chế việc giải phóng yếu tố hóa học từ bạch cầu trung tính và sau đó là chọn bạch cầu trung tính; B. Ở nồng độ thấp, colchicin ức chế sự biểu hiện của E-selectin trên tế bào nội mô và ngăn cản sự kết dính của bạch cầu trung tính. Ở nồng độ cao, colchicine thúc đẩy quá trình tách L-selectin khỏi bạch cầu trung tính và ngăn chặn việc tuyển chọn bạch cầu trung tính; C. Colchicine ức chế sự hoạt hóa và giải phóng bạch cầu trung tính IL1, IL8, và superoxide; D. Colchicine thúc đẩy sự trưởng thành của tế bào đuôi gai để hoạt động như tế bào trình diện kháng nguyên; 19