Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất N- hydroxypropenamid mang khung 3 - hydroxymino - 2- oxoindolin

  • Số trang: 66 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 23 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN VĂN HÒA TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT NHYDROXYPROPENAMID MANG KHUNG 3-HYDROXYIMINO-2OXOINDOLIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN VĂN HÒA TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC MỘT SỐ DẪN CHẤT NHYDROXYPROPENAMID MANG KHUNG 3-HYDROXYIMINO-2OXOINDOLIN Ngƣời hƣớng dẫn: DS. Đỗ Thị Mai Dung Nơi thực hiện: Bộ môn Hóa Dược HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian thực hiện đề tài với nhiều nỗ lực và cố gắng, thời điểm hoàn thành khóa luận là lúc tôi xin phép đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô và các bạn, những ngƣời đã đồng hành, hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua. Trƣớc hết với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tôi xin bày tỏ lời cám ơn chân thành đến PGS.TS. Nguyễn Hải Nam, DS. Đỗ Thị Mai Dung – Bộ môn Hóa Dƣợc – trƣờng đại học Dƣợc Hà Nội, những ngƣời thầy, cô đã trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình chỉ bảo tôi trong thời gian thực hiện khóa luận này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo và các anh chị kỹ thuật viên của Bộ môn Hóa Dƣợc – trƣờng đại học Dƣợc Hà Nội, Khoa Hóa – Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam, Khoa Dƣợc – Đại học Quốc gia Chungbuk – Hàn Quốc đã luôn tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ, gia đình và bạn bè đã luôn động viên khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2105 Sinh viên Nguyễn Văn Hòa MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................... 2 1.1. HISTON DEACETYLASE (HDAC) .................................................................. 2 1.1.1. Khái niệm về histon deacetylase ....................................................................... 2 1.1.2. Phân loại các HDAC ......................................................................................... 3 1.1.3. Mối liên quan giữa ung thƣ và hoạt động bất thƣờng của HADC .................... 4 1.1.4. Cấu trúc trung tâm hoạt động của các HDAC .................................................. 5 1.2. CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC ............................................................................. 7 1.2.1. Phân loại các chất ức chế HDAC ...................................................................... 7 1.2.2. Cơ chế tác dụng của các chất ức chế HDAC .................................................... 8 1.2.2.1. Các chất HDACi ức chế chu trình tế bào, hoạt hóa các chƣơng trình biệt hóa ............................................................................................................................... 9 1.2.2.2. Các chất HDACi điều hòa sự gây chết tế bào theo chƣơng trình ................ 10 1.2.2.3. Các chất HDACi ức chế sự tạo mạch .......................................................... 11 1.2.3. Cấu trúc của các chất ức chế HDAC............................................................... 12 1.2.4. Liên quan cấu trúc tác dụng của các acid hydroxamic ức chế HDAC ........... 13 1.3. MỘT SỐ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CÁC ACID HYDROXAMIC ỨC CHẾ HDAC TRÊN THẾ GIỚI ..........................................................................14 CHƢƠNG II. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................. 17 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ ..................................................................... 17 2.1.1. Hóa chất .......................................................................................................... 17 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ ............................................................................................. 17 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................. 17 2.2.1. Tổng hợp hóa học............................................................................................ 17 2.2.2. Thử tác dụng sinh học của các chất tổng hợp đƣợc ........................................ 18 2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................................... 18 2.3.1. Tổng hợp hóa học............................................................................................ 18 2.3.2. Thử tác dụng sinh học ..................................................................................... 19 2.3.2.1. Thử tác dụng ức chế HDAC......................................................................... 19 2.3.2.2. Thử độc tính tế bào ...................................................................................... 20 2.3.3. Đánh giá mức độ giống thuốc của chất tổng hợp đƣợc .................................. 22 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KÊT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................ 23 3.1. HÓA HỌC .......................................................................................................... 23 3.1.1. Tổng hợp hóa học............................................................................................ 23 3.1.2: Kiểm tra độ tinh khiết ..................................................................................... 29 3.1.3. Xác định cấu trúc ............................................................................................ 30 3.2. THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC ......................................................................... 37 3.2.1. Thử hoạt tính sinh học .................................................................................... 37 3.2.1.1. Tác dụng ức chế HDAC ............................................................................... 37 3.2.1.2. Hoạt tính kháng tế bào ung thƣ in vitro ....................................................... 37 3.3. BÀN LUẬN ....................................................................................................... 37 3.3.1. Tổng hợp hóa học............................................................................................ 37 ........................................................................................... 39 3.3.2.1: Kết quả thử tác dụng ức chế HDAC ............................................................ 39 3.3.2.2: Kết quả thử hoạt tính kháng tế bào ung thƣ in vitro .................................... 41 3.3.2.3: Phân tích mối liên quan giữa tác dụng ức chế HDAC và hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của các chất tổng hợp đƣợc ...................................................................42 3.3.2.4. Phân tích mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng ức chế HDAC2 của các chất tổng hợp đƣợc ....................................................................................................43 3.3.2.5. Đánh giá sự khác nhau về độc tính trên tế bào ung thƣ bằng việc thay đổi cấu trúc PXD-101 ở nhóm khóa hoạt động và cầu nối. ............................................43 3.3.3. Đánh giá mức độ giống thuốc theo quy tắc Lipinski............................................... 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AML Ung thƣ tế bào máu dòng tủy cấp tính 13 Phổ cộng hƣơng từ carbon 1 C-NMR HNMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton APL Ung thƣ bạch cầu tiền tủy bào cấp tính AsPC-1 Dòng tế bào ung thƣ tuyến tuỵ CTCL U tế bào lympho T dƣới da (Cutaneous T cell lymphoma) DCM Dicloromethan DHFR Dihydrofolat reductase DMF Dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid HAT Histon acetyltranferase HDAC Histon deacetylase HDACi Histon deacetylase inhibitors HDACs HDAC của nấm men IR Phổ hồng ngoại MeOH Methanol MS Phổ khối lƣợng NSCLC Ung thƣ phổi tế bào tế bào không nhỏ (non-small lung cell) NST Nhiễm sắc thể PC-3 Dòng tế bào ung thƣ tuyến tiền liệt SAHA Acid sulberoylanillid hydroxamic SW620 Dòng tế bào ung thƣ đại tràng TLC Phƣơng pháp sắc ký lớp mỏng Tonc Nhiệt độ nóng chảy TSA Trichosatin A DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng 1 Trang Bảng 1.1: Các chất ức chế HDAC đang thử nghiệm trên lâm sàng 8 Bảng 1.2: Kết quả thử tác dụng ức chế các loại HDAC của CN89 và 2 3 4 15 CN107 Bảng 1.3: Kết quả thử độc tính trên các dòng tế bào ung thƣ ngƣời của các dẫn chất N-hydroxy-(4-oxime)-cinnamid Bảng 3.1: Chỉ số lý hóa và hiệu suất tổng hợp các acid hydroxamic từ ester 16 29 5 Bảng 3.2: Giá trị Rf và nhiệt độ nóng chảy (Tonc) của các chất 3a-d 30 6 Bảng 3.3: Kết quả phân tích phổ IR của các chất 3a-d 32 7 Bảng 3.4: Kết quả phân tích phổ MS của các chất 3a-d 32 8 Bảng 3.5: Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của các chất 3a-d 35 9 Bảng 3.6: Kết quả phân tích phổ 13C-NMR của các chất 3a-d 36 11 12 13 3.7: 3a-d 3.8 ử Bảng 3.9: Khả năng ức chế HDAC2 và các tế bào ung thƣ SW620, PC-3,AssPC-1 Bảng 3.10: Kết quả thử độc tính trên tế ủa bào ung thƣ của các chất 41 42 44 44 4a,4b,4c,4g Bảng 3.11 : So sánh tác dụng kháng tế bào ung thƣ SW620 của 2 dãy 4a, 4b, 3c,4g và 3a, 3b, 3c, 3d. Bảng 3.12: Đánh giá mức độ giống thuốc của các chất 3a-d theo qui tắc Lipinski 45 45 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT 1 2 3 Tên hình Hình 1.1: Cấu trúc của histon trong nucleosom Hình 1.2: Quá trình deacetyl hóa nhờ HDAC và quá trình aceyl hóa nhờ HAT Hình 1.3: Phân loại các nhóm I, II và IV HDACs theo cấu trúc và vị trí Trang 2 3 4 4 Hình 1.4: Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC nhóm I 6 5 Hình 1.5:Một số chất ức chế HDAC điển hình 7 6 Hình 1.6: Mô hình phiên mã các hoạt động chống ung thƣ của HDACi 10 7 Hình 1.7: Cấu trúc cơ bản của chất ức chế HDAC 13 8 Hình 1.8: Cấu trúc một số chất ức chế HDAC 15 1 9 Hình 1.9: Cấu trúc và sơ đồ tổng hợp CN89 và CN107 15 1 10 Hình 3.1: Đánh giá mức độ ức chế HDAC theo phƣơng pháp Western blot 40 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ STT Tên sơ đồ Trang 1 Sơ đồ 3.1. Quy trình tổng hợp chung 23 2 Sơ đồ 3.2: Sơ đồ tổng hợp chất 2a 23 3 Sơ đồ 3.3: Sơ đồ tổng hợp chất 3a 24 4 Sơ đồ 3.4: Sơ đồ tổng hợp chất 2b 26 5 Sơ đồ 3.5: Sơ đồ tổng hợp chất 3b 26 6 Sơ đồ 3.6: Sơ đồ tổng hợp chất 2c 27 7 Sơ đồ 3.7: Sơ đồ tổng hợp chất 3c 27 8 Sơ đồ 3.8: Sơ đồ tổng hợp chất 2d 28 9 Sơ đồ 3.9: Sơ đồ tổng hợp chất 3d 28 10 Sơ đồ 3.10: Sự phân mảnh ở chất 3c và 3d 33 11 Sơ đồ 3.11: Cơ chế phản ứng tạo hợp chất 2a-d 37 12 Sơ đồ 3.12: Cơ chế phản ứng tạo hợp chất 3a-d 38 1 ĐẶT VẤN ĐỀ những , , do đó việc thiết kế . Acid suberoylanilid hydroxamic (SAHA) (Zolinza®, 2006)[36] là chất ức chế histon deacetylase đầu tiên đƣợc FDA phê duyệt trong điều trị u lympho da tế bào T. Năm 2009 depsipeptid (Romidepsin®) một chất ức chế HDAC khác cũng đƣợc cấp phép trong điều trị ung thƣ tại Mỹ. Nhƣ vậy HDAC là một mục tiêu phân tử quan trọng trong điều trị ung thƣ và là một trong những đích quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển thuốc mới. Nhóm nghiên cứu tại bộ môn Hóa Dƣợc - Đại học Dƣợc Hà Nội cũng đã thiết kế, tổng hợp và công bố nhiều dãy chất với định hƣớng ức chế HDAC có hoạt tính kháng tế bào ung thƣ tốt. Các nghiên cứu gần đây tại bộ môn về các acid hydroxamic có tác dụng ức chế HDAC cho thấy khi thay thế nhóm nhận diện bề mặt của SAHA là nhân phenyl bằng vòng thơm khác nhƣ 3-hydroxyimino-2oxoindolin cho hoạt tính in vitro rất khả quan[2].Mới đây belinostat (PXD-101) do Novartis tổng hợp đã đƣợc chứng minh là có tác dụng ức chế mạnh các HDAC nhóm I và II[50]. Trên cơ sở các nghiên cứu trên, chúng tôi tiến hành thay thế nhóm nhận diện bề mặt của PXD-101 vớ - - - “Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số dẫn chất Nhydroxypropenamid mang khung 3-hydroxyimino-2-oxoindolin” với hai mục tiêu nhƣ sau: 1. Tổng hợp N-hydroxy-3-(4-((3-(hydroxyimino)-2-oxoindolin-1- yl)methyl)phenyl)acrylamidvà các dẫn chất. 2. Thử độc tính tế bào, tác dụng ức chế HDAC của các chất tổng hợp đƣợc. 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. HISTON DEACETYLASE (HDAC) Tất cả bộ gen của ngƣời đƣợc gói vào trong nhiễm sắc thể (NST), một phức hợp đại phân tử (protein-AND) có cấu trúc động. NST bao gồm các proteinhiston và protein không phải histon. Có năm loại protein histon chính: H2A, H2B, H3, H4 và H1[21]. Đơn vị cấu trúc cơ bản của NST là các nucleosom có đƣờng kính 100Å. Một nucleosom điển hình bao gồm một octamer hình đĩa của 4 cặp histon (2H2A, 2H2B, 2H3, 2H4) đƣợc quấn quanh bởi 146 cặp nucleotid[1,4,57] (hình 1.1) Hình 1.1: Cấu trúc của histon trong nucleosom 1.1.1. Khái niệm về histon deacetylase HDAC là một nhóm các enzym đƣợc phát hiện ở nhiều loại sinh vật nhƣ vi khuẩn, nấm, thực vật và động vật;nó có tác dụng xúc tác quá trình loại bỏ nhóm acetyl từ ε-N-acetyl lysin amino acid của histon. Histon acetyltransferase (HAT): là enzym acetyl hoá nhóm ε-NH2 trong gốc lysin (đầu N tận) của histon,làm trung hoà điện tích dƣơng trên lysin, vì vậy giảm khả năng tƣơng tác của histon (tích điện dƣơng) với ADN (tích điện âm), tạo ra cấu trúc mở của chromatin. Vì vậy, sự acetyl hoá histon tạo điều kiện cho quá trình phiên mã, dịch mã xảy ra. HDAC có tác dụng đối lập với histon acetyltransferase (HAT) - HDAC xúc tác loại bỏ nhóm acetyl từ lysin ở đầu Ntận của histon, làm đóng xoắn chromatin, do đó ức chế quá trình phiên mã [59,70](hình 1.2): 3 Hình 1.2: Quá trình deacetyl hóa nhờ HDAC và quá trình aceyl hóa nhờ HAT 1.1.2. Phân loại các HDAC Hiện tại, có 18 HDAC đã đƣợc tìm thấy ở ngƣời và đã đƣợc chia thành 4 nhóm dựa trên sự tƣơng đồng cấu trúc của chúng lần lƣợt với Rdp3, I1, Sir2 trong HDAC của nấm men [4,11,45,47](hình 1.3): Nhóm I:HDAC1, HDAC2, HDAC3, HDAC8. Nhóm II: HDAC4, HDAC5, HDAC7, HDAC9, HDAC6, HDAC10. - Nhóm IIa:HDAC4, HDAC5, HDAC7, HDAC9. - Nhóm IIb: HDAC6, HDAC10. Nhóm III: Các protein điều hòa chuỗi thông tin bao gồm: -Chất đồng đẳng của sir2 trong men Saccharomyces cerevisiae. -Sirtuin trong động vật có vú (SIRT1, SIRT2, SIRT3, SIRT4, SIRT5, SIRT6, SIRT 7). Nhóm IV: HDAC11. Các HDAC nhóm I, II, IV đƣợc gọi là các HDAC “kinh điển”, trong khi các HDAC trong nhóm III đƣợc gọi là sirturin [28,47]. Các HDAC kinh điển và sirturin có cơ chế xúc tác khác nhau. HDAC kinh điển là những enzym phụ thuộc chứa một ion chất tạo chelat với , chúng ở đáy của túi. Những enzym này có thể bị ức chế bởi các hợp nhƣ các acid hydroxamic, thiol…Các HDAC nhóm III hay các sirtuin không bị ức chế bởi các hợp chất tạo phức chelat với vì cơ chế hoạt 4 động của chúng phụ thuộc vào nhƣ một cofactor thiết yếu[47,53]. Hình 1.3:Phân loại các nhóm I, II và IV HDACs theo cấu trúc và vị trí 1.1.3. Mối liên quan giữa ung thƣ và hoạt động bất thƣờng của HADC Các nghiên cứu cho thấy mức độ acetyl hóa ảnh hƣởng trực tiếp tới chức năng cơ bản của tế bào nhƣ quá trình phiên mã, tính di động, biệt hóa, chết theo chu kỳ của tế bào. Sự sai khác trong acetyl hóa do sự gián đoạn hoạt động của các HAT hoặc hoạt động mạnh bất thƣờng của các HDAC đã đƣợc chứng minh là liên quan tới sự hình thành và sự tiến triển của ung thƣ [25,60]. HDAC xúc tác loại bỏ nhóm acetyl từ histon và protein không phải histon (p53, hsp90 hay tubulin), cụ thể HDAC xúc tác cho phản ứng deacetyl hóa lysin tạo ra nhóm NH3+ở phần đuôi của histon (hình 1.2) [69], làm tăng sự tích điện dƣơng trên đầu N của histon và đóng xoắn NST, kết quả là ức chế quá trình phiên mã do ngăn cản các nhân tố sao mã tiến đến đích của chúng trên AND. Các sai lệch của quá trình phiên mã là một trong những nguyên nhân dẫn tới sự hình thành khối u [4]. HAT acetyl hóa histon làm trung hòa cực dƣơng trên lysin, cụ thể HAT xúc tác cho phản ứng acetyl hóa nhóm ε-NH2trong phân tử lysin ở phần đuôi của histon 5 làm hoạt hóa quá trình phiên mã nhờ vào việc tháo xoắn cấu trúc của nucleosom, do đó giúp cho các yếu tố sao mã dễ dàng tiếp cận AND. Vậy sự acetyl hóa và deacetyl hóa histon trong NST đóng vai trò quan trọng trong quá trình biểu hiện gen. Việc mất cân bằng hoạt động giữa HAT và HDAC có thể dẫn đến những bất thƣờng biểu hiện gen và do đó dẫn đến ung thƣ [24,34,39,45,48]. Mối liên quan giữa hoạt động của HDAC và sự tạo thành các khối u đƣợc thể hiện rõ nhất trong bệnh ung thƣ bạch cầu tiền tủy bào cấp tính (APL). Những nghiên cứu ở quy mô lớn đã chỉ ra rằng sự ức chế phiên mã quá mức là cơ chế phổ biến tạo ra các protein gây ung thƣ. Sự biến đổi trong cấu trúc NST có thể tác động lên quá trình biệt hóa các tế bào bình thƣờng, kết quả dẫn tới sự hình thành khối u [3]. Cụ thể các nghiên cứu cho thấy: có sự gia tăng của HDAC1 biểu hiện trong bệnh ung thƣ dạ dày [20], ung thƣ tuyến tiền liệt [29], ung thƣ đại tràng [66], ung thƣ vú [71], ung thƣ buồng trứng [4,25] hay ung thƣ da. Sự gia tăng quá mức của HDAC2 đƣợc tìm thấy trong ung thƣ cổ tử cung [32] và ung thƣ dạ dày [25,45,56]. Một số nghiên cứu khác cũng đã có báo cáo về sự gia tăng không kiểm soát của HDAC3 và HDAC6 trong các mẫu xét nghiệm ở ung thƣ đại tràng và ung thƣ vú [66,72]. Hay sự hoạt động quá mức của HDAC1 và HDAC3 trong ung thƣ phổi [25,45]. Các nghiên cứu có tính thống kê chỉ ra rằng các HDAC liên quan đến nhiều giai đoạn điều hòa cơ bản của quá trình sinh học trong tế bào ung thƣ nhƣ chu trình tế bào, sự biệt hóa, sự chết tế bào theo chƣơng trình kể cả sự xâm lấn, sự di chuyển và tạo mạch [16,25,37,45]. Nhƣ vậy ức chế phiên mã đƣợc điều hòa bởi sự gia tăng HDAC và có thể kiểm soát ung thƣ bằng cách ức chế hoạt động của HDAC thông qua các cơ chế: - Ức chế chu trình tế bào, hoạt hóa các chƣơng trình biệt hóa. - Ức chế sự tạo mạch. - Thúc đẩy sự chết theo chu trình của tế bào. 1.1.4. Cấu trúc trung tâm hoạt động của các HDAC 6 Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC lần đầu tiên đƣợc giới thiệu bởi MS. Finin và đồng nghiệp (năm 1999) [26].Hầu hết các HDAC đều có cấu trúc trung tâm hoạt động khá giống nhau(hình 1.7), bao gồm các phần cơ bản sau: - Ion Zn2+ là coenzym của HDAC nằm ở gần cuối túi thân dầu. Đây là phần tham gia liên kết mạnh nhất với phần đuôi lysin bằng các liên kết phối trí. Thông thƣờng các chất ức chế liên kết càng mạnh với ion Zn2+ thì hoạt tính sinh học càng mạnh. -Kênh enzym là nơi chứa đựng và tham gia tạo liên kết Van der Waals với cơ chất. Kênh này có cấu trúc dạng túi, toàn kênh đƣợc cấu tạo bởi các acid amin thân dầu, đặc biệt là các acid amin có nhân thơm nhƣ: phenylalanin, tyrosin, prolin, histidin. Cấu trúc kênh khá linh động, có thể thay đổi kích thƣớc để phù hợp với cơ chất trong phản ứng deacetyl. Ở HDAC nhóm I kênh này có chiều sâu khoảng 11Å, ở gần cuối kênh đƣờng kính của nó khoảng 7Å và đƣợc hạn chế bởi hai acid amin phenylalanin nằm song song với nhau (hình 1.4) Hình 1.4: Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC nhóm I 7 1.2. CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC 1.2.1. Phân loại các chất ức chế HDAC Ngày nay có rất nhiều chất có tác dụng ức chế HDACđã đƣợc nghiên cứu và công bố cho thấy tiềm năng trong việc điều trị ung thƣ. Chúng có thể có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học. Chất có tác dụng mạnh nhất đƣợc biết cho đến nay là TSA - một sản phẩm lên men của Streptomyces [48]. Hiện tại có 3 chất ức chế HDAC đƣợc FDA cấp phép lƣu hành trên thị trƣờng có tác dụng điều trị u lympho tế bào T dƣới da: SAHA (vorinostat, Zolinza®, 2006) - chất có nguồn gốc tổng hợp [10], depsipeptid (Romidepsin, Istodax®, 2009) - chất đƣợc phân lập từ Chromobacterium violaceum [35,61] và belinostat (Beleodaq®, PXD-101, 2014) do Novartis tổng hợp [50](hình 1.5).Và còn một số các chất khác đang trong quá trình thử nghiệm lâm sàng ở các mức độ khác nhau và đƣợc chia làm 5 nhóm dựa theo cấu trúc tác dụng (bảng 1.1) [5,65]. Các nhóm có cấu trúc khác nhau thể hiện khả năng ức chế các loại HDAC khác nhau. Các acid hydroxamic ức chế tốt trên HDAC nhóm I và II ví dụ nhƣ SAHA và PXD-101; các acid carboxylic và peptid vòng ức chế mạnh HDAC nhóm I, các hợp chất benzamid nhƣ etinostat (MS-275) ức chế nhóm I.Mỗi nhóm dẫn chất này đều có những hạn chế riêng nhƣ: các acid hydroxamic bị chuyển hóa nhanh, ức chế không chọn lọc trên tất các nhóm HDAC [64]; các acid carboxylic và các benzamid có hiệu lực ức chế HDAC tƣơng đối yếu; các peptid vòng khó tạo thành về mặt hóa học. O O NHOH H N OH N H CH3 H3C CH3 O N CH3 SAHA TSA O H N N H N H N O NH2 O NHOH S O O PXD-101 Entinostat O 8 Hình 1.5:Một số chất ức chế HDAC điển hình Bảng 1.1:Các chất ức chế HDAC đang thử nghiệm trên lâm sàng Nhóm Hợp chất AN-9 (tiền thuốc) Acid carboxylic Acid valproic Pha I, II I, II Phenyl butyrat Butyrat I I, II Vorinostat (SAHA) I, II Loại ung thƣ Tạng đặc, NSCLC, ung thƣ da Tạng đặ , u trung biểu mô Tạng đặc, AML/MDS Ung thƣ đại tràng Tạng đặ ), CTCL, u lympho Hodgkin Acid hydroxamic Belinostat (PXD-101) I, II Panobinostat (LBH-589) III Givinostat (ITF-2357) II Practinostat (SB-939) I Quisinostat (JNJ-16241199) I Entinostat (MS275) II Mocetinostat (MGCD01030) II Chidamide (CS055) II Tạng đặ AML, MDS, ALL , Tạng đặc, ung thƣ Các benzamid Peptid vòng Depsipeptid (FK228 hay FR901228) I, II U lympho Hodgkin, ung thƣ da, ung thƣ phổi, ung thƣ vú. Tạng đặc, ung thƣ bạch cầu, MDS U lympho, tạng đặc Tạng đặc, AML, u đa tủy xƣơng, ung thƣ đại tràng tiến triển Ghi chú: AML: ung thư bạch cầu tủy bào cấp; MDS: hội chứng loạn sản tủy; CTCL: u lympho da tế bào T; ALL: ung thư bạch cầu cấp; NSCLC: carcinom tếbào phổi không nhỏ. 1.2.2. Cơ chế tác dụng của các chất ức chế HDAC Dựa vào mối quan hệ giữa HDAC và ung thƣ, đặc biệt là vai trò chức năng của các HDAC trong quá trình sinh học của tế bào ung thƣ (hình 1.5) đã cho thấy: sự hoạt hóa của các chƣơng trình biệt hóa, ức chế chu trình tế bào và thúc đẩy sự chết của tế bào theo chƣơng trình là chìa khóa cho tác dụng chống ung thƣ của các 9 HDACi. Thêm vào đó, sự hoạt hóa các chuỗi phản ứng miễn dịch và sự ức chế tạo mạch cũng đóng vai trò quan trọng trong tác dụng ức chế khối u in vivo của HDACi [9,29,33,39,63]. Các HDACi tác động đến tế bào ung thƣ theo 3 cơ chế chủ yếu sau: - HDACi tác động lên tế bào ung thƣ, gây ra sự nghỉ ở pha G1 của chu trình tế bào, từ đó ức chế chu trình tế bào, hoạt hóa các chƣơng trình biệt hóa. - . .Ngoài ra, HDACi còn tác động lên giữa các tế bào ung thƣ bằng cách ngăn cản các đuôi histon có nhóm acetyl đi đến vị trí xúc tác[9] 1.2.2.1. Các chất HDACi ức chế chu trình tế bào, hoạt hóa các chƣơng trình biệt hóa Khi tác động một cách riêng lẻ, các HDACi có thể khiến cho nhiều loại tế bào ung thƣbạch cầu và u rắn khác nhau phải thể hiện đặc tính biệt hóa và ngừng tăng sinh. Phân tích các số liệu về chu trình tế bào của các tế bào ung thƣ đã đƣợc điều trị với HDACi cho thấy các tế bào thƣờng dừng ở pha G1, nhƣng đôi khi tích tụ đến pha G2 của chu trình [5,42,46]. Ở nồng độ thấp HDACi gây ra sự nghỉ ở pha G1 của chu trình tế bào, trong khi ở nồng độ cao cả 2 pha G1, G2 đều bị tác động, gây ra sự ngừng của cả 2 pha này [68]. Sự ức chế pha G1 và G2 phần lớn có liên quan đến cảm ứng của p21, gây ức chế CDK điều tiết tiến trình pha G1 (CDK4 / 6) và chuyển tiếp G1/S (CDK2), các hoạt động phát triển hạt nhân của tế bào kháng nguyên hạt nhân là cần thiết cho sự sao chép ADN[51]), và cdc2 / CDK1 là điều chỉnh sự chuyển đổi G2/M. Mất p21 nhằm huỷ bỏ HDACi gây ra ngừng G1 (hình 1.9) [14,51]. Sự biệt hóa của tế bào tủy phụ thuộc vào sự hoạt hóa phiên mã của RARα và protein gây ung thƣ PLZF-RARα làm ngắt quãng chƣơng trình biệt hóa bình thƣờng. HDACi có thể kết hợp với RAR để tạo ra sự biệt hóa tế bào APL kháng hóa trị liệu PLZF-RARα cả in vivo và in vitro (hình 1.6) [22]. 10 . Hình 1.6:Mô hình phiên mã các hoạt động chống ung thư của HDACi Ghi chú:A: HDACi Đảo ngược những tác động ức chế của các yếu tố phiên mã tổng hợp trên gen đích. B: HDACi gây p21WAF1/CIP1 gây ra ngừng G1 và gây biệt hóa tế bào. C: HDACi kết hợp với 5-Aza Kích hoạt lại gen ức chế ức chế khối u. Bid, Bax và Bad: các yếu tố kích thích sự chết TB theo chương trình 1.2.2.2. Các chất HDACi điều hòa sự gây chết tế bào theo chƣơng trình Quá trình điều trị các tế bào ung thƣ với HDACi có thể gây chết tế bào theo chƣơng trình (hình 1.6). Sự gây chết tế bào theo chƣơng trình là một chƣơng trình gây chết tế bào sinh lý với mục đích kiểm soát số lƣợng tế bào bình thƣờng trong quá trình phát triển hoặc trong các loại bệnh ở cơ thể.Hiện tại đã xác định đƣợc 2 con đƣờng gây chết nội bào với chức năng riêng biệt nhƣng có mối liên hệ phân tử với nhau. Cả hai con đƣờng này đều đòi hỏi sự xuất hiện của caspase- một họ enzym cystein protease [5,30]. Con đƣờng thứ nhất đƣợc hoạt hóa bởi các yếu tố nội gọi là các “receptor gây chết tế bào” nhƣCD95, receptor TNF
- Xem thêm -