Tài liệu Khóa luận tốt nghiệp sàng lọc in silico các hợp chất alkaloid có tác dụng ức chế thụ thể eralpha hướng điều trị bệnh ung thư vú

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC BÙI PHÚC LỘC SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT ALKALOID CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ THỤ THỂ ER-ALPHA HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH UNG THƯ VÚ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội – 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC Người thực hiện: BÙI PHÚC LỘC SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT ALKALOID CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ THỤ THỂ ER-ALPHA HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH UNG THƯ VÚ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (NGÀNH DƯỢC HỌC) Khóa : QH.2017.Y Người hướng dẫn : PGS.TS. VŨ MẠNH HÙNG ThS. NGUYỄN THỊ THÚY Hà Nội - 2022 LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Vũ Mạnh Hùng công tác tại Học viện Quân y và ThS. Nguyễn Thị Thuý công tác tại Trường Đại học Y Dược – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình chỉ bảo, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này. Tôi cũng xin được cảm ơn PGS.TS. Bùi Thanh Tùng công tác tại Trường Đại học Y Dược - Đại học Quốc gia Hà Nội đã dẫn dắt tôi trong những bước đi đầu tiên thực hiện khóa luận của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn bạn Tạ Thị Thu Hằng, sinh viên lớp K62 Dược học, Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội đã nhiệt tình hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Bên cạnh đó, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo, thầy cô Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tôi được học tập, nghiên cứu, rèn luyện tại đây trong suốt 5 năm qua và thực hiện đề tài này. Sau cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ, anh chị em và bạn bè luôn sát cánh, đồng hành, ủng hộ, động viên tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu hoàn thành khóa luận. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song với kiến thức, kỹ năng và thời gian còn hạn chế, khóa luận của tôi khó tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô để khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, ngày 5 tháng 6 năm 2021 Sinh viên Bùi Phúc Lộc DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT UTV Ung thư vú ER-alpha Thụ thể estrogen alpha HER2 Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì ở người DNA Acid deoxyribonucleic CT Hóa trị ET Điều trị nội tiết MTA1 Protein liên quan đến di căn SRC-1 Chất hoạt hóa thụ thể steroid 1 Arg Arginin Ser Serin His Histidin Gln Glutamin Val Valin Glu Glutamat Lys Lysin Tyr Tyrosin Ala Alanin Asp Acid aspartic Phe Phenylalanin Trp Tryptophan Leu Leucin Met Methionin NMR Cộng hưởng từ hạt nhân ADMET Hấp thu, Phân bố, Chuyển hóa, Thải trừ, Độc tính CSDL Cơ sở dữ liệu RMSD Độ lệch bình phương trung bình MW Trọng lượng phân tử HBD Nhóm cho liên kết hydro HBA Nhóm nhận liên kết hydro LD50 Liều gây chết trung bình SBDD Phát minh thuốc dựa trên cấu trúc CADD Phát minh thuốc có sự hỗ trợ của máy tính DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Trình tự của thụ thể estrogen alpha (ERα). Hình 1.2. Cấu trúc 3 chiều của ERα liên kết với estradiol (cấu trúc PDB 1A52) Hình 1.3. Vai trò của thụ thể estrogen alpha và chất đối kháng thụ thể estrogen alpha (tamoxifen, fulvestrant, letrozole và anastrozole) trong ung thư vú Hình 2.1. Cấu trúc 3D của thụ thể ER-alpha được tải về từ CSDL Protein Data Bank Hình 3.1. RMSD của 4-hydroxytamoxifen trước và sau khi re-dock. Hình 3.2. Các tương tác của 4-hydroxytamoxifen tại vị trí hoạt động. Hình 3.3. Tương tác giữa Pityriacitrin B và Tubocuraran với ERα DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Kết quả mô phỏng docking Bảng 3.2. Kết quả các thông số quy tắc Lipinski của 4 hợp chất Bảng 3.3. Kết quả phân tích các thông số ADMET (hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải trừ và độc tính) Bảng 3.4. Kết quả tương tác giữa các phối tử với ERα MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN........................................................................... 3 1.1. Tổng quan về bệnh ung thư vú ............................................................. 3 1.1.1. Đại cương về ung thư vú ................................................................ 3 1.1.2. Nguyên nhân – Các yếu tố nguy cơ ............................................... 4 1.1.3. Điều trị ung thư vú ......................................................................... 5 1.2. Tổng quan về thụ thể ER-alpha ............................................................ 7 1.2.1. Sơ lược về thụ thể ER-alpha .......................................................... 7 1.2.2. Các thuốc điều trị ung thư vú hiện nay ........................................ 10 1.3. Tổng quan về nhóm hợp chất alkaloid ............................................... 12 1.4. Tổng quan về nghiên cứu in silico ..................................................... 14 1.4.1. Docking phân tử ........................................................................... 15 1.4.2. Quy tắc Lipinski về các hợp chất giống thuốc ............................. 18 1.4.3. Dự đoán ADMET các thông số dược động học và độc tính ........ 19 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......... 20 2.1. Nguyên liệu và thiết bị .................................................................... 20 2.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................... 21 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................. 21 2.3.1. Sàng lọc bằng docking phân tử ...................................................... 21 2.3.2. Nghiên cứu các đặc điểm giống thuốc ........................................... 23 2.3.3. Nghiên cứu các đặc tính dược động học và độc tính (ADMET) ... 24 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ............................................................................... 25 3.1. Mô phỏng protein docking .............................................................. 25 3.2. Tìm kiếm các chất tiềm năng từ kết quả docking ........................... 26 3.3. Sàng lọc các hợp chất giống thuốc .................................................. 36 3.4. Dự đoán các thông số ADMET ....................................................... 36 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN ............................................................................ 41 4.1. Về kết quả ........................................................................................ 41 4.1.1. Pityriacitrin B (ID: 56649543) ..................................................... 41 4.1.2. Tubocuraran (ID: 9548771) .......................................................... 41 4.2. Về phương pháp .............................................................................. 42 4.3. Những hạn chế và thách thức trong mô hình nghiên cứu in silico . 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư vú đã và đang trở thành một thách thức lớn đối với sức khỏe cộng đồng do tỷ lệ mắc bệnh ngày càng tăng và gánh nặng gây ra đối với cả các nước phát triển và các nước đang phát triển. Theo báo cáo ghi nhận ung thư toàn cầu Globocan 2020, ung thư vú là bệnh ung thư phổ biến nhất trên thế giới, ước tính có khoảng 2,3 triệu ca mới mắc (chiếm 11,7%, đứng hàng đầu), 685 nghìn ca tử vong (chiếm 6,9%, đứng hàng thứ năm). Tại Việt Nam, ước tính có 21.555 ca mới mắc và 9345 ca tử vong, khiến ung thư vú trở thành bệnh ung thư phổ biến nhất ở phụ nữ và là nguyên nhân gây tử vong do ung thư đứng hàng thứ tư 1. Tuy nhiên, khả năng sống sót có thể tăng lên nhờ sự thay đổi mạnh mẽ của các phương pháp sàng lọc, chẩn đoán sớm và những đột phá trong phương pháp điều trị2. Thụ thể ER-alpha là một đích tác dụng quan trọng trong liệu pháp điều trị ung thư vú. Thụ thể estrogen (ER) là một protein tăng cường kích hoạt bởi phối tử, là một thành viên của siêu họ thụ thể steroid/nhân. ER ở động vật có vú được mã hóa bởi hai gen: alpha và beta (ERα và ERβ) có chức năng vừa là đầu dò tín hiệu vừa là yếu tố phiên mã để điều chỉnh sự biểu hiện của gen mục tiêu3. ERα được biểu hiện ở không quá 10% biểu mô vú bình thường nhưng xấp xỉ 50-80% các khối u vú. Nó được tìm thấy trong cả tế bào biểu mô ống và tiểu thùy và mô đệm. Vai trò của ERα đối với sự phát triển của tuyến vú đã được chứng minh trên chuột bị loại bỏ ERα (ERαKO). ERα thúc đẩy sự hình thành khối u và sự tiến triển của ung thư vú4. Nhiều dược chất đã được phát triển dựa trên thụ thể này, điển hình là các thuốc ức chế thụ thể ERα như tamoxifen, raloxifen, fulvestrant,… Bên cạnh những tác dụng có lợi với bệnh ung thư vú, các thuốc ức chế ERα cũng cho thấy những tác dụng không mong muốn khi sử dụng trong thời gian dài như nguy cơ mắc ung thư nội mạc tử cung, tăng tỷ lệ hình thành cục máu đông,…5. Vì vậy, nhiều nghiên cứu được thực hiện trên các hợp chất từ tự nhiên sàng lọc các ứng cử viên tiềm năng trở thành thuốc hoặc có tác dụng hỗ trợ điều trị ung thư vú. Trong số các hợp chất chiết xuất từ thực vật, alkaloid là một nhóm lớn, xuất hiện ở hầu hết các loài, được cho là có nhiều tác dụng tốt cho cho sức khỏe như giảm đau, kích thích, ức chế 1 thần kinh trung ương, hạ huyết áp, hạ sốt, ức chế khối u,…6 Gần đây, đã có những nghiên cứu đã cho thấy tiềm năng của alkaloid trong điều trị bệnh ung thư vú, đặc biệt là tác dụng trên thụ thể ERα7. Tuy nhiên, các nghiên cứu mới chỉ thực hiện in vivo, chưa nhiều nghiên cứu cụ thể về tương tác ở cấp độ phân tử của các hợp chất alkaloid với ERα để giải thích rõ hơn cơ chế ức chế ERα. Trên cơ sở những phân tích nêu trên, nhằm góp phần tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính tốt phù hợp phát triển thành thuốc điều trị ung thư vú, đề tài “Sàng lọc in silico các hợp chất alkaloid có tác dụng ức chế thụ thể ERalpha hướng điều trị bệnh ung thư vú” được tiến hành với 2 mục tiêu chính: 1. Sàng lọc các hợp chất alkaloid có tác dụng ức chế thụ thể ER-alpha bằng phương pháp docking phân tử. 2. Phân tích các đặc điểm giống thuốc và tính toán các thông số dược động học và độc tính của các hợp chất tốt nhất thu được sau quá trình sàng lọc. 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về bệnh ung thư vú 1.1.1. Đại cương về ung thư vú Theo Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội: Ung thư vú là tình trạng bệnh lý do tế bào tuyến vú phát triển không kiểm soát được, tạo ra các khối u ác tính, có khả năng phân chia mạnh, xâm lấn xung quanh và di căn xa. Ung thư vú phát sinh trong các tế bào biểu mô của ống dẫn (85%) hoặc tiểu thùy (15%) trong mô tuyến của vú. Ban đầu, khối u nằm trong ống dẫn hoặc tiểu thùy (“tại chỗ”), nơi nó thường không gây ra triệu chứng và ít có khả năng lây lan (di căn). Theo thời gian, những khối u tại chỗ (giai đoạn 0) này có thể tiến triển và xâm lấn các mô vú xung quanh (ung thư vú xâm lấn), sau đó di căn đến các hạch bạch huyết lân cận (di căn vùng) hoặc đến các cơ quan khác trong cơ thể (di căn xa) 8. Ung thư vú là bệnh ung thư phổ biến nhất trên thế giới và là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong do ung thư ở phụ nữ. Trong năm 2020, ước tính trên toàn thế giới có khoảng 2,3 triệu ca mắc mới, 685 nghìn ca tử vong. Tỷ lệ mắc ung thư vú ở phụ nữ vượt xa tỷ lệ mắc các bệnh ung thư khác ở cả các nước phát triển (55.9 trên 100,000 dân) và các nước đang phát triển (29.7 trên 100,000 dân) 1. Theo Globocan 2020, tại Việt Nam, ung thư vú có 21.555 ca mắc mới, tính theo nữ đứng hàng đầu (chiếm 25.8%), tính theo cả hai giới đứng hàng thứ ba (sau ung thư gan và ung thư phổi). Tỷ lệ mới mắc chuẩn theo tuổi của ung thư vú ở nữ là 34.2 trên 100.000 dân. Ở cả hai giới, số tử vong do ung thư vú đứng hàng thứ tư (với 9.345 trường hợp) sau ung thư gan, ung thư phổi và ung thư dạ dày. Tỷ lệ tử vong chuẩn theo tuổi do ung thư vú là 13.8 trên 100.000 dân 1. Chẩn đoán sớm ung thư vú là một trong những cách tốt nhất để giảm tỉ lệ tử vong do ung thư vú ở phụ nữ. Theo Globocan 2020, tỷ lệ tử vong do ung thư vú ở phụ nữ ở các nước đang phát triển cao hơn ở các nước đang phát triển dù tỉ lệ mắc thấp hơn1. Theo một báo cáo tổng hợp 83 nghiên cứu trên 17 quốc gia châu Phi cận Sahara, 77% các trường hợp được chẩn đoán ung thư vú đều 3 ở giai đoạn muộn (giai đoạn III / IV) 9. Theo một nghiên cứu được thực hiện tại Việt Nam, đa số phụ nữ đã được chẩn đoán ung thư vú ở giai đoạn II khi chẩn đoán (61,2%), chẩn đoán giai đoạn muộn (giai đoạn III và giai đoạn IV) cũng đáng kể, lần lượt chiếm 19,4 và 8,2%10. Các yếu tố tiên lượng quan trọng bao gồm: kích thước u nguyên phát, số lượng hạch di căn, thể mô bệnh học, độ mô học, tình trạng thụ thể nội tiết, tình trạng thụ thể yếu tố phát triển biểu bì người số 2 (human epidermal growth factor receptor-HER2) 11. Tỷ lệ sống 5 năm của bệnh nhân ung thư vú ngày càng được cải thiện. Thống kê tại Hoa Kỳ năm 2001-2002: giai đoạn 0: 100%; giai đoạn I: 88%; giai đoạn II: 74-81%; giai đoạn III: 41-67%; giai đoạn IV: 15%. Đến năm 2012, tỷ lệ này là: giai đoạn 0 và I: 100%; giai đoạn II: 93%; giai đoạn III: 72%; giai đoạn IV: 22% 11. Nhờ vào các chương trình sàng lọc nhũ ảnh được tổ chức có hệ thống và nỗ lực thúc đẩy phát hiện sớm thông qua nâng cao nhận thức về ung thư vú, quá trình điều trị diễn ra kịp thời giúp giảm tỷ lệ tử vong, nâng cao tỷ lệ sống của bệnh nhân ung thư vú. 1.1.2. Nguyên nhân – Các yếu tố nguy cơ Các khối u vú thường bắt đầu từ sự tăng sinh của ống dẫn sữa, sau đó phát triển thành các khối u lành tính hoặc tiến triển thành ung thư di căn sau khi liên tục bị kích thích bởi các yếu tố gây ung thư khác nhau. Môi trường vi mô khối u như các ảnh hưởng của mô đệm hoặc đại thực bào đóng vai trò quan trọng trong việc khởi phát và tiến triển ung thư vú. Tuyến vú của chuột có thể tạo ra u khi không phải chất nền ngoại bào hay biểu mô mà chỉ có chất đệm tiếp xúc với chất gây ung thư. Các đại thực bào cũng có thể tạo ra một vi môi trường gây viêm đột biến, thúc đẩy quá trình hình thành mạch và cho phép các tế bào ung thư không bị loại bỏ bởi miễn dịch. Các kiểu methyl hóa DNA khác nhau đã được quan sát thấy giữa môi trường bình thường và môi trường liên quan đến khối u, cho thấy rằng những thay đổi biểu sinh trong vi môi trường khối u có thể thúc đẩy quá trình sinh ung thư. Gần đây, một phân lớp mới của các tế bào ác tính trong các khối u được gọi là tế bào gốc ung thư (CSC) được quan sát thấy và có liên quan đến sự khởi phát, di căn và tái phát của khối u. 4 Quần thể nhỏ các tế bào này, có thể phát triển từ tế bào gốc hoặc tế bào tiền thân trong các mô bình thường, có khả năng tự đổi mới và có khả năng chống lại các liệu pháp thông thường như hóa trị và xạ trị 12. Các yếu tố nguy cơ mắc bệnh UTV bao gồm các yếu tố có thể điều chỉnh được và các yếu tố không thể điều chỉnh được. Các yếu tố không thể điều chỉnh được bao gồm: giới tính nữ, tuổi cao, tiền sử gia đình (mắc ung thư vú hoặc ung thư buồng trứng), đột biến gen, chủng tộc, các yếu tố liên quan đến hormon và sinh sản (có kinh lần đầu sớm, mãn kinh muộn, phụ nữ độc thân, không sinh con, không cho con bú, sinh con đầu lòng muộn), mật độ mô vú, tiền sử ung thư vú và các bệnh ở vú lành tính, tiền sử xạ trị. Các yếu tố có thể điều chỉnh được bao gồm ít hoạt động thể chất, thừa cân / béo phì, uống rượu, hút thuốc, bổ sung không đủ vitamin, sử dụng nhiều thực phẩm chế biến sẵn, tiếp xúc quá nhiều với ánh sáng nhân tạo, tiếp xúc với hóa chất13. Trong các yếu tố nguy cơ mắc bệnh, nổi bật là tiền sử gia đình có người mắc UTV, đặc biệt có từ 2 người mắc trở lên ở lứa tuổi trẻ 11. 1.1.3. Điều trị ung thư vú 1.1.3.1. Phẫu thuật - Đối với khối u nguyên phát: có các hình thái phẫu thuật như cắt tuyến vú vét hạch nách, cắt tuyến vú tiết kiệm da, cắt tuyến vú bảo tồn quầng núm, phẫu thuật bảo tồn kết hợp với các kỹ thuật tái tạo. - Đối với hạch vùng: có các hình thái phẫu thuật như nạo vét hạch nách hoặc sinh thiết hạch cửa. - Tạo hình và tái tạo tuyến vú cho bệnh nhân UTV: đây là nhu cầu cấp thiết và chính đáng của người bệnh trong những năm gần đây. Có nhiều biện pháp tạo hình, tái tạo tuyến vú như sử dụng chất liệu độn (implant), sử dụng các vạt da cơ có cuống hay vạt da cơ tự do với kỹ thuật vi phẫu. Việc chỉ định loại phẫu thuật này cần được đưa ra bởi bác sỹ chuyên ngành ung bướu sau khi đã có đánh giá tổng thể toàn diện các vấn đề liên quan đến tiên lượng bệnh ung thư và chất lượng sống của người bệnh. - Phẫu thuật sạch sẽ, phẫu thuật triệu chứng: đối với giai đoạn muộn 11. 5 1.1.3.2. Xạ trị a. Xạ trị chiếu ngoài - Xạ trị tại diện u: áp dụng với các trường hợp có khối u lớn (>5cm) hoặc u ở vị trí ngoại biên, khả năng cắt rộng bị giới hạn. - Xạ trị tại hạch vùng: áp dụng cho các trường hợp có 4 hạch di căn hoặc có hạch di căn kết hợp với yếu tố nguy cơ cao. - Xạ trị trong điều trị bảo tồn: đây là lựa chọn bắt buộc trong điều trị bảo tồn ung thư vú. Xạ trị trong UTV có nhiều hình thức đa dạng: xạ trị bằng máy Cobalt thông thường đến xạ trị bằng máy gia tốc với các kỹ thuật hiện đại như lập kế hoạch và xạ trị 3D, xạ trị điều biến liều, xạ trị với suất liều thấp, xạ trị điều biến thể tích VMAT, xạ trị proton... Mô phỏng xạ trị: Chụp mô phỏng bằng CLVT, MRI hoặc PET/CT, PET/MRI 11. b. Xạ trị áp sát: - Cấy hạt phóng xạ vào khối u hoặc diện u trong các trường hợp không phẫu thuật triệt căn được hoặc bệnh lý kèm theo không thể phẫu thuật hay bệnh nhân nhất định từ chối phẫu thuật11. c. Xạ trị trong mổ (Intraoperative Radiation Therapy: IORT) - IORT là một kỹ thuật đặc biệt có thể cung cấp một liều xạ trị duy nhất, tập trung cao liều bức xạ tại nền khối u sau phẫu thuật hoặc phần còn lại của khối u không thể phẫu thuật được, các khối u tái phát, di căn. - Các chỉ định cho xạ trị trong mổ với ung thư vú thường là các khối u vú mổ tiếp cận, mổ bảo tồn (kích thước u là dưới 3cm và không có hạch trên lâm sàng), hoặc các trường hợp tái phát. - Có thể sử dụng IORT với liều duy nhất hoặc tăng cường xạ trị toàn bộ vú, đặc biệt những trường hợp ung thư vú tái phát 11. 6 1.1.3.3. Điều trị hệ thống - Hóa trị (CT) Lợi ích từ CT rõ ràng hơn ở các khối u âm tính với ER. Hóa trị liệu được khuyến cáo trong đại đa số các trường hợp ung thư vú có TNBC, HER2 dương tính và các khối u vùng tối có nguy cơ cao. Các phác đồ CT liệu dựa trên anthracyclin và taxan làm giảm tỷ lệ tử vong do ung thư vú khoảng một phần ba. Các phác đồ dựa trên nonanthracyclin và taxan (chẳng hạn như bốn chu kỳ taxotere và cyclophosphamid) có thể được sử dụng cho một số bệnh nhân được lựa chọn, chẳng hạn như những người có nguy cơ biến chứng tim để thay thế cho bốn chu kỳ của CT dựa trên anthracyclin. CT thường được thực hiện trong 12-24 tuần (bốn đến tám chu kỳ), tùy thuộc vào nguy cơ tái phát của từng cá nhân và phác đồ đã chọn 2. - Điều trị nội tiết (ET) ET được chỉ định ở tất cả bệnh nhân có biểu hiện ER có thể phát hiện được, được xác định là ≥1% tế bào ung thư xâm lấn, bất kể CT và / hoặc liệu pháp nhắm mục tiêu. Việc lựa chọn thuốc chủ yếu được xác định bởi tình trạng mãn kinh của bệnh nhân. Các yếu tố khác bao gồm sự khác biệt về hiệu quả và tác dụng phụ 2. - Điều trị đích: là phương pháp điều trị sử dụng các thuốc là kháng thể đơn dòng nhắm vào các đích đặc hiệu của tế bào ung thư vú 11. - Điều trị miễn dịch: là phương pháp dùng các thuốc tác động vào các đích là các cơ chế miễn dịch xác định, giúp cơ thể loại trừ tế bào ung thư 11. 1.2. Tổng quan về thụ thể ER-alpha 1.2.1. Sơ lược về thụ thể ER-alpha Thụ thể estrogen (ER) là thành viên của siêu họ thụ thể nhân (NR) làm trung gian cho các tác động của hormon steroid estrogen trong một loạt các quá trình sinh lý. Estrogen điều chỉnh sự phát triển, biệt hóa và cân bằng nội môi trong tế bào nhân thực nhưng có liên quan đến bệnh lý với nguy cơ cao gây ung thư vú và ung thư nội mạc tử cung. Trên thực tế, sự phụ thuộc hormon ung thư vú có tương quan với sự tiến triển của khối u và tiên lượng của bệnh nhân. 7 Do đó, biểu hiện ER của khối u đóng một vai trò quan trọng trong việc chăm sóc lâm sàng bệnh nhân ung thư vú như một yếu tố tiên lượng và mục tiêu điều trị 14. Trong nhân, ER điều hòa tăng hoặc giảm biểu hiện của các gen mục tiêu bằng cách tương tác thông qua DNA gắn đặc hiệu và với các protein điều hòa khác bao gồm các chất hoạt hóa và các chất ức chế. ER gắn với phối tử liên kết như homodime với các trình tự DNA cụ thể được gọi là yếu tố đáp ứng estrogen (ERE) và điều chỉnh quá trình phiên mã thông qua tương tác với bộ điều biến phiên mã và tiếp nhận của bộ máy phiên mã chung 15. Liên kết của 17-βestradiol (E2) với dạng hoạt động của ER gây ra sự phát triển khối u trong ung thư vú dương tính với ER. Do đó, giảm nồng độ estrogen hoặc thay đổi hoạt động của thụ thể có thể khiến bệnh thoái lui 14. Việc xóa bỏ sự điều hòa trong hoạt động của các chất điều hòa khác nhau như sự thay đổi nồng độ của chất điều hòa hoặc rối loạn chức năng di truyền cũng dẫn đến tăng sinh tế bào không kiểm soát được, gây ra ung thư vú. Chẳng hạn như mất phân tử kết dính biểu mô Ecadherin dẫn đến di căn bằng cách phá vỡ các tiếp xúc giữa các tế bào. Xóa bỏ sự điều hòa của chất điều hòa MTA1, làm tăng cường ức chế phiên mã của ER, gây ra di căn. Một chất điều hòa ER khác là SRC-1, đã thúc đẩy sự xâm lấn và di căn của ung thư vú bằng cách kích hoạt biểu hiện Twist qua trung gian PEA3. Trong nghiên cứu gần đây, PELP1 biểu hiện quá mức dẫn đến di căn dương tính với ERα. Nói chung, những nghiên cứu này cho thấy rằng các chất điều hòa ERα đã sửa đổi biểu hiện của các gen liên quan đến di căn5. ER được Elwood Jensen phát hiện vào năm 1958, và gen tương ứng được nhân bản vào năm 1985 4. ER có hai dạng đồng dạng là ERα và ERβ, trong đó ERα chủ yếu được biểu hiện ở các mô sinh sản (tử cung, buồng trứng), vú, thận, xương, mô mỡ trắng và gan, trong khi biểu hiện ERβ được tìm thấy ở buồng trứng, hệ thần kinh trung ương (CNS), hệ tim mạch, phổi, cơ quan sinh sản nam, tuyến tiền liệt, ruột kết, thận và hệ thống miễn dịch4. Bắt đầu từ đầu N đến đầu cuối C, ER có 3 miền chính là miền đầu N (NTD); miền liên kết DNA (DBD); miền liên kết phối tử (LBD). Hai miền hoạt hóa chức năng (AF), AF1 và AF2, nằm trong NTD và LBD, tương ứng, chịu trách nhiệm điều hòa hoạt động phiên mã của ER15. 8 Hình 1.1. Trình tự của thụ thể estrogen alpha (ERα). Các miền khác nhau được đánh dấu bằng các màu khác nhau: NTD - miền đầu amin - màu đỏ; DBD — miền liên kết DNA — màu xanh lục; miền bản lề — màu xanh lam; LBD — miền liên kết phối tử — màu vàng; miền F nằm về phía đầu C - có màu xám. Vị trí trình tự acid amin được đưa ra cho mỗi miền15. Hình 1.2. Cấu trúc 3 chiều của ERα liên kết với estradiol (cấu trúc PDB 1A52)15. Hoạt động phiên mã đầy đủ của ER đạt được nhờ sự hiệp đồng giữa hai AF, và hoạt động của chúng là chất khởi động và đặc hiệu cho tế bào. Chức năng của AF1 độc lập với hormon, trong khi chức năng của AF2 lại yêu cầu sự hiện diện của hormon. Miền bản lề “D” theo sau DBD chứa tín hiệu định vị hạt nhân được hiển thị khi liên kết phối tử và đóng vai trò như một vùng linh hoạt kết nối DBD và LBD. Theo sau LBD là miền “F” ở đầu C, chứa 42 acid amin, có vai trò điều hòa phiên mã gen theo cách thức đặc trưng cho phối tử. Khả năng điều biến của phối tử, promoter và mô cụ thể của miền “F” gần đây đã được Koide và cộng sự nghiên cứu chi tiết. Nó cũng được cho là tác động đến quá trình dime hóa thụ thể15. Là một thành viên của siêu họ thụ thể nhân của các yếu tố phiên mã, ERα chứa cấu trúc LBD hình cầu chứa vị trí liên kết hormon, bề mặt chung dime hóa đồng nhất hoặc dị hóa và các vị trí tương tác của chất điều hòa (chất hoạt hóa và chất ức chế). Cấu trúc ERα LBD chứa 11 vòng xoắn α (H1 – H12). Cấu trúc tinh thể đầu tiên của ERα LBD liên kết với phối tử tự nhiên 17β-estradiol 9 (E2) của nó cho thấy rằng trong một khoang ellipsoid nhỏ gọn, E2 bị chôn vùi trong một môi trường kỵ nước. Trong túi này (được hình thành bởi 22 gốc), các nhóm hydroxyl trong estradiol ở vị trí 3 và 17 đóng một vai trò quan trọng trong việc định hướng phối tử steroid / hormon. Các nhóm hydroxyl của vòng A và D này được liên kết hydro với Glu353 từ H3, Arg394 từ H5, và một phân tử nước và His524 từ H11. Ở dạng liên kết chủ vận, ERα được tổ chức không gian theo cấu trúc ba lớp với các vòng xoắn 4, 5, 6, 8 và 9 xếp trên một bên là H1 và H3, và ở phía bên kia là các vòng xoắn 7, 10, và 11. Do vai trò quan trọng của tín hiệu estrogen trong các bệnh đa dạng từ ung thư đến lão hóa, một số phối tử liên kết với ERα đã được phát triển. Cấu trúc tinh thể của phức hợp ERα LBD liên kết với phối tử không steroid, diethylstilbestrol, cũng cho thấy rằng các tương tác kỵ nước chủ yếu chi phối vị trí các cấu trúc LBD riêng biệt15. 1.2.2. Các thuốc điều trị ung thư vú hiện nay Liệu pháp nội tiết là lựa chọn điều trị đầu tay cho hầu hết các bệnh nhân ung thư vú dương tính với ER. Hiện nay, có ba loại liệu pháp nội tiết được sử dụng rộng rãi là: - Thuốc ức chế aromatase (AIs): Letrozole và anastrozole làm giảm sản sinh estrogen bằng cách ức chế enzym aromatase, do đó ngăn chặn mức độ lưu hành của estrogen. - Thuốc điều hòa thụ thể estrogen chọn lọc (SERDs): Fulvestrant ức chế cạnh tranh liên kết của estradiol với ER, với ái lực liên kết lớn hơn estradiol. Sự liên kết Fulvestrant – ER làm suy yếu quá trình dime hóa thụ thể và chuyển hóa nhân-tế bào chất phụ thuộc vào năng lượng, do đó ngăn chặn sự định vị hạt nhân của thụ thể. - Chất điều biến estrogen có chọn lọc: Tamoxifen liên kết cạnh tranh với thụ thể estrogen và thay thế estrogen, do đó ức chế chức năng của estrogen trong tế bào vú. Các chất hoạt hóa không liên kết nhưng ức chế sự hoạt hóa của các gen giúp tăng sinh tế bào. Sơ đồ về vai trò của thụ thể estrogen và chất đối kháng với thụ thể estrogen được thể hiện trong Hình 1.35. 10 Hình 1.3. Vai trò của thụ thể estrogen alpha và chất đối kháng thụ thể estrogen alpha (tamoxifen, fulvestrant, letrozole và anastrozole) trong ung thư vú Hiện nay, một số loại thuốc điều trị ung thư vú có sẵn trên thị trường cụ thể là: tamoxifen, raloxifen, toremifen và fulvestrant vẫn có những hạn chế. Tamoxifen là loại thuốc được lựa chọn để điều trị cho những bệnh nhân có khối u vú liên quan đến estrogen (ER). Sự đề kháng với tamoxifen phát triển sau một số năm điều trị do sự thay đổi của chất phản xạ sinh học của nó từ chất đối kháng thành chất chủ vận và nó cũng là nguyên nhân gây ra ung thư nội mạc tử cung. Phụ nữ dùng toremifen trong thời gian dài để điều trị ung thư vú có nguy cơ phát triển ung thư nội mạc tử cung cao hơn. Raloxifen, một chất điều biến thụ thể estrogen chọn lọc đường uống làm tăng tỷ lệ hình thành cục máu đông, huyết khối sâu và thuyên tắc phổi khi dùng cho bệnh nhân ung thư vú5. Các hợp chất kháng thụ thể estrogen mới được phát triển không chỉ có ái lực gắn kết tốt với thụ thể cụ thể mà nó còn phải có sự hoạt hóa chọn lọc đối 11