(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin

(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin(Luận án tiến sĩ) Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VŨ TUẤN KIÊN

TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO

CỦA CÁC DẪN XUẤT MỚI CỦA ARTEMISININ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VŨ TUẤN KIÊN

TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO

CỦA CÁC DẪN XUẤT MỚI CỦA ARTEMISININ

Ngành: Hóa học

Mã số: 9440112

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS TRẦN KHẮC VŨ

2 PGS.TS VŨ ĐÌNH HOÀNG

Hà Nội – 2022

i

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả cam đoan rằng: Luận án tiến sĩ “Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin” là công trình nghiên cứu

được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Khắc Vũ và PGS.TS Vũ

Đình Hoàng- Bộ môn công nghệ Hóa dược và BVTV -Viện kỹ thuật hóa học - trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các kết quả trong luận án này là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Tác giả luận án

Vũ Tuấn Kiên

Vũ Tuấn Kiên

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Trần Khắc Vũ , PGS.TS.Vũ Đình Hoàng đã hướng dẫn tận tình, chu đáo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận án này tại bộ môn Hóa dược – Trường Đại Học Bách Khoa

Hà Nội

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong bộ môn Hóa Dược và Hóa chất bảo vệ thực vật, các thầy cô giáo trong trường, và ban lãnh đạo viện Kỹ thuật Hóa học, đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm luận án

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cùng các thầy cô ở trường đã tạo điều kiện về thời gian và hỗ trợ khác giúp tôi thực hiện luận án

Cuối cùng tôi muốn cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã cổ vũ động viên tôi trong suốt thời gian qua

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2022

Vũ Tuấn Kiên

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỒNG QUAN 2

1.1 Giới thiệu về cây thanh hao hoa vàng và artemisinin 2

1.1.1 Vài nét về cây thanh hao hoa vàng 2

1.1.2 Vài nét về artemisinin 3

1.2 Sinh tổng hợp artemisinin 7

1.3 Ung thư và hoạt tính kháng ung thư của artemisinin 8

1.3.1 Khái niệm ung thư 8

1.3.2 Artemisinin trong điều trị ung thư 9

1.3.3 Cơ chế tác dụng của artemisinin 12

1.3.4 Vai trò của sắt liên quan đến cơ chế kháng u của artemisinin 12

1.3.5 Artemisinin và sự kháng thuốc 14

1.4 Một số dẫn xuất của artemisinin có hoạt tính kháng ung thư 14

1.4.1 Dẫn xuất acetal của artemisinin 14

1.4.2 Dẫn xuất non-acetal của artemisinin 17

1.5 Dẫn xuất dimer của artemisnin 24

1.6 Dẫn xuất 11-aza-artemisinin 26

1.7 Histone deaceylase 27

1.7.1 Histon acetyltransferase (HAT) 27

1.7.2 Histon deacetylase (HDAC) 27

1.7.3 Cấu trúc của enzyme HDAC và cơ chế phản ứng deacetyl hóa 28

1.7.4 Mối liên hệ giữa ung thư và HDAC 29

iv

1.8 Chất ức chế enzym histone deacetylase (HDACi) 29

1.8.1 Định nghĩa HDACi 29

1.8.2 Cơ chế tác dụng của các chất ức chế HDAC 31

CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Thiết bị, dụng cụ dùng trong tổng hợp 33

2.2 Hóa chất dùng trong thực nghiệm 33

2.3 Các phương pháp sử dụng trong tổng hợp và tinh chế sản phẩm 35

2.4 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc sản phẩm 35

2.5 Các phương pháp tổng hợp 35

2.6 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 35

2.6.1 Phương pháp xác định tính độc tế bào ung thư (cytotoxic assay) 35

2.6.2 Phương pháp xác định khả năng ức chế enzyme histone deacetylases (HDAC) trên dòng tế bào MCF7 37

2.7 Phương pháp mô hình docking 38

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM 39

3.1 Tổng hợp các dẫn xuất triazole của artemisinin 39

3.2 Tổng hợp các dẫn xuất dime artemisinin 62

3.2.1 Tổng hợp chất trung gian 10β-aminoartemisinin (64) 62

3.2.2 Quy trình chung tổng hợp chất 65a-e 63

3.2.3 Tổng hợp chất 65f, g 67

3.4 Tổng hợp các dẫn xuất artemisinin chứa nhóm axit hydroxamic (67a-g) 74

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 81

4.1 Tổng hợp các dẫn xuất triazole artemisinin 61a-l, 62a-l sử dụng phản ứng Click 81

4.2 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất triazole artemisinin 86

4.3 Tổng hợp các hợp chất dime artemisinin 66a-g 88

4.4 Hoạt tính gây độc tế bào của các dimer artemisinin 66a-g và 65a-g 96

4.5 Tổng hợp các dẫn xuất mới artemisinin chứa nhóm hydroxamic 76a-g 98

4.6 Hoạt tính ức chế HDAC và độc tế bào của các 67a-g 103

KẾT LUẬN 107

v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

13C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13 (Carbon 13 Nuclear

Magnetic Resonance spectroscopy)

1H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Magnetic Resonance

DMAP Dimethyl aminoprydin

DMSO-d 6 Dimethylsulfoxid deutri hóa

EtOAc Ethyl acetate

HAT Histon acetyltransferase

HDAC Histon deacetylase

HRMS Phổ khối phân giải cao

vi

δ độ dịch chuyển hóa học

δ (ppm) Độ chuyển dịch hóa học (tính theo phần triệu)

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Hiệu suất các chất triazole 61a – i và 62a – i 84 Bảng 2 Hoạt tính gây độc tế bào in vitro các dẫn xuất triazole 87 Bảng 3 Cấu trúc và hiệu suất các hợp chất 66a-g 96

Bảng 4 Hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các dimer artemisinin 66a-g và 65a-g

với một số dòng tế bào ung thư 96 Bảng 5 Hoạt tính ức chế HDAC và gây độc tế bào của chất 67a-g 103 Bảng 6: Ái lực liên kết của 67a và 67g với HDAC2 105

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1: Cây thanh hao hoa vàng 2

Hình 2 Sinh tổng hợp artemisinin trong cây 7

Hình 3 Cơ chế tác dụng của ART 14

Hình 4: Một số dẫn xuất ete và este của artemisinin 15

Hình 5 Benzyldeoxoartemisinin (19) 18

Hình 6: Dẫn xuất 37a, 37b 22

Hình 7: Dẫn xuất 38a và 38b 22

Hình 8: Chất lai hóa artemisinin với 4-amino-7-chloroquinoline 41 và 42 23

Hình 9 Một số dimer và trime non acetal 25

Hình 10: Cấu trúc tinh thể của HDAC8 kết hợp với suberoylanilide 28

Hình 11: Một số chất ức chế HDAC làm thuốc ung thư 30

Hình 12: Cấu trúc chung của các chất ức chế HDACi 31

Hình 13: Cấu trúc các chất ức chế HDAC 32

Hình 14 Phổ 1H NMR của chất 61a 83

Hình 15 Phổ giãn 1H NMR của chất 61a 84

Hình 16 Phổ giãn 1H NMR của chất 61a 84

Hình 17 Phổ 13C NMR của chất 61a 85

Hình 18 Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất triazole 88

Hình 19 Artemisinin, dihydroartemisinin (DHA), và các dẫn xuất dimer, trimer artemisinin [118, 119] 89

Hình 20 Phổ 1H NMR của chất 65a 90

Hình 21 Phổ giãn 1H NMR của chất 65a 91

Hình 22 Phổ giãn 1H NMR của axit 65a 92

Hình 23 Phổ 13C NMR của chất 65a 93

Hình 24 Phổ 1H NMR của chất 66g 94

Hình 25 Phổ giãn 1H NMR của chất 66g 94

Hình 26 Phổ 13C NMR của chất 66g 95

Hình 27 Phổ ESI-HRMS của chất 66g 95

Hình 28 Một số chất ức chế HDAC 99

ix

Hình 29 Thiết kế các dân xuất artemisinin chứa nhóm hydroxamic axit 99

Hình 30 Phổ 1H NMR của 67c 101

Hình 31 Phổ giãn 1H NMR của 67c 101

Hình 32 Phổ giãn 1H NMR của 67c 102

Hình 33 Phổ 13C NMR của chất 67c 102

Hình 34 Phổ ESI-HRMS của chất 67c 103

Hình 35 Hình ảnh liên kết của SAHA và liên kết mô phỏng của các hợp chất 67a và 67g với HDAC2 SAHA được thể hiện có màu cam 106

x

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1: Tổng hợp (+)-artemisinin 6

Sơ đồ 2 Tổng hợp các dẫn xuất 14a-g 16

Sơ đồ 3 Tổng hợp các dẫn xuất C10-oxa dime artemisinin 17

Sơ đồ 4: Tổng hợp deoxoartemisinin (18) 17

Sơ đồ 5: Tổng hợp dẫn xuất furan deoxoartemisinin (21) 18

Sơ đồ 6: Tổng hợp chất 26 19

Sơ đồ 7: Tổng hợp các dẫn xuất Pyrrole Mannich 29, 30 20

Sơ đồ 8: Tổng hợp 32 20

Sơ đồ 9: Tổng hợp 34 từ 32 21

Sơ đồ 10: Tổng hợp 36 a-c 21

Sơ đồ 11: Tổng hợp chất lai artemisinin và primaquine hybrid 40 23

Sơ đồ 12: i) TMSCl, NaBr, toluene 0 °C, ii và iii) amine, Et3N, CH2Cl2, 0-20 °C, iii) CH2Cl2, N-methylmorpholine-N-oxide, MS, tetrapropylammonium perruthenate 24

Sơ đồ 13 Tổng hợp các dime phosphate 44a, 44b 25

Sơ đồ 14: Tổng hợp các dẫn xuất của 11-azaartemisin (53a-c) 26

Sơ đồ 15: Tổng hợp các chất trung gian 58a-i, 59a-i; 40

Sơ đồ 16: Tổng hợp các triazole sử dụng phản ứng Click 41

Sơ đồ 17 Tổng hợp chất 63 60

Sơ đồ 18: Tổng hợp các chất trung gian 65a-g 62

Sơ đồ 19 Tổng hợp các dimer artemisinin 66a-g 69

Sơ đồ 20 Tổng hợp các dẫn xuất artemisinin chứa nhóm hydroxamic axit 75

1

MỞ ĐẦU

Ung thư là căn bệnh có tỷ lệ tử vong lớn chỉ sau bệnh về tim mạch Mặc dù

có rất nhiều tiến bộ trong chẩn đoán và điều trị, ung thư vẫn là căn bệnh gây nên 8 triệu ca tử vong mỗi năm, con số này tương đương với khoảng 15% số ca tử vong trên toàn thế giới Tuy có nhiều phát triển trong các biện pháp trong điều trị ung thư như hóa trị, phẫu thuật và xạ trị Các phương pháp này vẫn tồn tại những hạn chế Theo dự báo của WHO, có khoảng 22 triệu người có thể phát triển ung thư hàng năm trong vòng hai thập kỷ tới và con số tử vong có thể lên 13 triệu ca mỗi năm

Vì vậy, việc nghiên cứu phát triển các thuốc trị hiệu quả, an toàn và chọn lọc luôn là đòi hỏi cấp bách

Artemisinin là một sesquiterpen lactone chiết xuất từ cây thanh hao hoa vàng

Artemisia annua L Artemisinin và một số dẫn xuất của nó như artemether, arteether

và artesunat đã được sử dụng trên lâm sàng điều trị sốt rét Bên cạnh tác dụng chống sốt rét, nhiều hoạt tính mới của artemisinin và dẫn xuất của nó đã được phát hiện, đặc biệt là tác dụng kháng ung thư dựa trên nguyên lý tương tự tác dụng chống sốt rét thông qua gốc tự do tạo ra từ tương tác của cầu peroxit của artemisinin và sắt trong nhân hem.Trong đó HDAC điều chỉnh sự biểu hiện và hoạt động của rất nhiều loại protein có liên quan đến cả giai đoạn đầu và giai đoạn phát triển ung thư.Sự biểu hiện bất thường của các HDAC được báo cáo có liên quan đến một số căn bệnh ung thư ở người Nhằm tìm kiếm các hợp chất mới có tác dụng kháng u, đề tài luận văn đặt vấn đề ““Tổng hợp và khảo sát hoạt tính gây độc tế bào của các dẫn xuất mới của Artemisinin”’’ nhằm giải quyết mục tiêu sau đây

1 Nghiên cứu tổng hợp các dãy hợp chất mới chứa khung artemisinin

2 Đánh giá hoạt tính kháng một số dòng tế bào ung thư của các chất tổng hợp được

2

CHƯƠNG 1 TỒNG QUAN 1.1 Giới thiệu về cây thanh hao hoa vàng và artemisinin

1.1.1 Vài nét về cây thanh hao hoa vàng

Cây thanh hao hoa vàng (Artemisia annua L.), Họ cúc (Asteraceae) là loài

thảo dược, sống hàng năm, mọc hoang thành từng đám ở vùng đồi ven suối, ven sông, ở những nước ôn đới và nhiệt đới như Trung Quốc, Mông Cổ, Iran, Châu Âu, Bắc và Nam Mỹ, một số nước Đông Nam Á Cây thanh hao hoa vàng là cây thân thảo, sống trong vòng 1 năm, cao từ 1-3m; lá mọc so le, phiến lá nhẵn, dọc gân chính và thân non có lông thưa, ngắn; cụm hoa là những đầu nhỏ, tụ lại ở ngọn thân

và cành; quả hình trứng, lá và hoa có mùi thơm đặc trưng, vị hơi đắng [1]

Hình 1: Cây thanh hao hoa vàng

Cây thanh hao hoa vàng được người Trung Quốc phát hiện một cách tình cờ từ rất lâu Trong cuộc khai quật khảo cổ ở miền Nam Trung Quốc, khi đào một ngôi

mộ cổ, đã phát hiện bản ghi đã mờ có tên “Ngũ thập nhị bệnh phương” về một công thức trà thảo dược từ năm 168 trước Công Nguyên Kể từ đó, người Trung Quốc đã dùng dịch chiết từ lá cây này để chữa bệnh sốt nóng Tuy nhiên, mãi đến năm 1972,

Tu Youyou, nhà khoa học Trung Quốc mới chiết được một loại tinh thể không màu

3

được xem là hoạt chất chính có tác dụng trị bệnh sốt rét từ lá khô của cây thanh hao

hoa vàng bằng dung môi n-hexan và gọi là qinghaosu (QHS) tên sau này là artemisinin Sau đó, Qinghaosu đã được phân lập từ các chồi của Artemisia annua

L ở dạng tinh khiết và cấu trúc của nó được xác định vào năm 1979 [2, 3] Vì vậy

bà đã được trao giải thưởng Nobel năm 2015 về sinh lý học và y học Năm 1992, ở Việt Nam nhiều cơ sở cũng chiết được artemisinin từ loài cây này Hiện nay, cây Thanh hao hoa vàng được trồng ở nhiều tỉnh phía Bắc và một số tỉnh phía Nam như Tiền Giang, Lâm Đồng, Long An để nhằm đáp ứng cho nhu cầu chiết xuất artemisinin

1.1.2 Vài nét về artemisinin

1.1.1.1 Cấu trúc và tính chất vật lý của artemisinin

Artemisinin (1) có tên IUPAC: (3R,5aS,6R,8aS,9R,12S,12aR)-Octahydro-3,6,9

trimethyl-3,12-epoxy-12H-pyrano[4,3-j]-1,2-benzodioxepin-10(3H)-one Khối lượng phân tử: 282,33g/mol ART là một lactone sesquiterpene chứa vòng lactone

và cầu endoperoxide Trong phân tử ART có năm nguyên tử oxi, trong đó hai oxi tạo thành cầu peroxide; hai oxi khác tham gia vào cấu trúc vòng lactone ART có 7 trung tâm bất đối Artemisinin ở trạng thái tinh thể hình kim, màu trắng, không mùi, vị hơi đắng, tan được trong CHCl3, EtOH, ete dầu hỏa và axeton; tan ít

trong n-hexane, benzene, toluene và hầu như không tan trong nước ART bị thủy

phân và phân hủy trong các dung môi phân cực ở nhiệt độ cao; dễ phân hủy trong môi trường axit, bazơ [2, 3]

1.1.1.2 Dược động học

Artemisinin có thể dùng uống hoặc đặt hậu môn Sau khi uống, artemisinin hấp thu nhanh, nồng độ đỉnh đạt được trong huyết tương trong vòng 1 giờ Sự hấp

24

dihydroartemisinin và không gây độc cho thần kinh [95, 96] Nó có giá trị logP là 2,49, thời gian bán hủy kéo dài hơn so với các dẫn xuất làm thuốc từ artemisinin có sẵn trên thị trường; hoạt tính kháng ký sinh trùng rất mạnh và bền vững Việc tổng

hợp bao gồm phản ứng halogen hóa dihydroartemisinin (10) với thiomorpholine

dioxide Ngoài ra, sau khi halogen hóa dihydroartemisinin, nó được phản ứng với

thiomorpholine được oxy hóa để cho artemisone (43) với hiệu suất tổng là 58%

Thời gian bán hủy của artemisone là 5 giờ và đạt nồng độ tối đa trong máu trong vòng 1,5 giờ, có thể so sánh với các dẫn xuất của artemisinin đang được sử dụng trên lâm sàng Artemisone mạnh hơn 10 lần artesunate (Hình 9) chống lại 12 chủng

P falciparum khác nhau và cũng mạnh hơn 4–10 lần so với artesunate trong các mô

hình động vật gặm nhấm Ngoài ra, artemisone có hiệu quả trong điều trị sốt rét thể não hơn artesunate [95, 96]

Sơ đồ 12: i) TMSCl, NaBr, toluene 0 °C, ii và iii) amine, Et 3 N, CH 2 Cl 2 , 0-20 °C, iii) CH 2 Cl 2, N-methylmorpholine-N-oxide, MS, tetrapropylammonium

perruthenate

1.5 Dẫn xuất dimer của artemisnin

Các dẫn xuất dimer artemisinin được quan tâm nghiên cứu cả về hoạt tính chống sốt rét và hoạt tính kháng ung thư do có sự tương đồng về cơ chế Năm 2004, nhóm nghiên cứu của M P O’Neill đã công bố hàng loạt các dẫn xuất dimer C-10

phi axetal được điều chế từ 10β-allyldeoxoartemisinin (32) qua phản ứng với oxone sau đó khử hóa cho 10β- (2-hydroxyetyl) deoxoartemisinin (35) Phản ứng của ancol này với các alkyl phosphorodichloridate cho 44a và 44b Tất cả các dimer

được điều chế thể hiện hoạt tính chống sốt rét rất mạnh với các chủng K1 và HB3

của Plasmodium falciparum Trong đó đáng chú ý là các dimer photphat 44a mạnh

25

hơn 50 lần artemisinin và 15 lần artemether Tuy nhiên, hầu như tất cả các chất dimer đều thể hiện hoạt tính chống ung thư kém ngoại trừ este trioxan photphat

dimer 44a và 44b thể hiện giá trị ức chế tăng sinh với các dòng tế bào ung thư GI50

ở mức nM và đều đều mạnh hơn thuốc doxorubicin Nghiên cứu này cho thấy tầm quan trọng của hai đơn vị trioxan đối với hoạt tính chống tăng sinh và vai trò quan trọng của cầu nối (linker) trong các dẫn xuất dime này [86]

Sơ đồ 13 Tổng hợp các dime phosphate 44a, 44b

Cũng theo hướng này, năm 2009 Jung và cộng sự đã báo báo việc tổng hợp các dẫn xuất dime và trime C-10 non acetal artemisinin và đánh giá hoạt tính kháng một số dòng tế bào ung thư (Hình 9) Kết quả cho thấy một số dẫn xuất thể hiện

hoạt tính in vitro rất tiềm năng với một số dòng tế bào đã thử [97]

Hình 9 Một số dimer và trime non acetal

26

1.6 Dẫn xuất 11-aza-artemisinin

Artemisinin và các dẫn xuất acetal bị hạn chế do bản chất không bền của cầu peroxide và đặc điểm dễ bị thủy phân của vòng lactone trong axit dịch vị Do đó việc thay thế vòng lactone bởi lactam là một cách làm tăng thêm sự bền vững Các dẫn chất 11-aza-artemisinin là một giải pháp hiệu quả, không làm giảm hoạt tính

chống sốt rét in vitro và in vivo [98] Nhiều dẫn chất 11-aza-artemisinin đã được

phát triển và có tác dụng chống kí sinh trùng sốt rét rất tốt Theo H Ziffer và cộng

sự, dẫn chất N-(2-acetaldehydro)-11- azzaartemisinin 26a có tác dụng chống kí sinh

trùng sốt rét mạnh hơn artemisinin 26 lần in vitro và 4 lần in vivo và tương đương hoạt tính của arteether in vivo [98] Theo nghiên cứu của M A Avery về tổng hợp

và thử tác dụng sinh học của các dẫn chất N-methyl- 11- azaartemisinin, cho thấy

chất 26b có tác dụng mạnh hơn 5 lần artemisinin trên chủng P falciparum [98]

Ở Việt Nam, Lê Nguyễn Thành và cộng sự đã tổng hợp 15 dẫn xuất của 11- azaartemisin dựa trên phản ứng đa cấu tử Ugi

Sơ đồ 14: Tổng hợp các dẫn xuất của 11-azaartemisin (53a-c)

27

Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng phản ứng Ugi để tổng hợp các azzaartemisinin chứa mạch amit thông qua phản ứng của chất trung gian carboxylic

11-52, paraformaldehyd, benzyl isocyanide và các amin khác nhau Kết quả thử

nghiệm hoạt tính kháng FcB1, một chủng P falciparum kháng cloroquin cho thấy

tất cả chúng đều thể hiện sự ức chế chủng sốt rét này ở nồng độ 100 ng/mL, trong

đó các hợp chất 50a, 50b và 50c có hoạt tính mạnh hơn cả artemether (IC50 = 19nM)

1.7 Histone deaceylase

1.7.1 Histon acetyltransferase (HAT)

Histon acetyltransferase (HAT) xúc tác chuyển nhóm acetyl coenzym A đến liên kết với nhóm amino của lysin ở phần liên kết N của histon Sự acetyl hóa histon làm tháo xoắn nhiễm sắc thể bằng cách trung hòa điện tích dương của phần đầu N của histon, điều này làm giảm ái lực của histon với phần điện tích âm trên ADN Vì vậy acetyl hóa histon làm nới lỏng cấu trúc nhiễm sắc thể và hoạt hóa gen [99]

1.7.2 Histon deacetylase (HDAC)

Histon deacetylase là một nhóm các enzym xúc tác quá trình loại bỏ nhóm acetyl từ ԑ- N acetyl lysin amino acid của histon HDAC có tác dụng đối lập với histon acetyltransferase (HAT)- enzym xúc tác chuyển nhóm acetyl từ acetyl conezym A đến ԑ-amino của lysin ở đầu N của histon [100] Cho đến nay người ta phát hiện có tất cả 18 histone deacetylases ở người và được chia thành 4 nhóm chính dựa vào sự tương đồng của nó với protentin nấm men [100] Nhóm I bao gồm HDAC1, HDAC 2, HDAC3, HDAC8 Nhóm này có sự tương đồng nấm men RPD3 Các HDAC này được xác định ở nhân tế bào và có thể deacetylate 4 histones quan trọng và điều chỉnh khả năng tiếp cận bộ gen để phiên mã [101] Nhóm I là các HDAC mạnh nhất, còn các lớp chất còn lại thường ưu tiên cho các vật chất nền khác Do đó HDAC nhóm I đóng vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển của tế bào

Nhóm II: được chia thành 2 nhóm nhỏ gồm IIa và IIb trong đó nhóm Iia gồm HDAC4, HDAC5, HDAC7, HDAC9; nhóm Iib bao gồm: HDAC6, HDAC10 Các HDAC nhóm IIa có sự tương đồng với HDA1 và HDAC6 và HDAC10 chứa 2 vị trí xúc tác Những HDAC này được tìm thấy ở giữa tế bào chất và nhân Mỗi một

28

HDAC lại có một vai trò cụ thể trong mô tế bào HDAC5 và HDAC9 điều hòa các khuyết điểm thuộc về tim Trong khi HDAC7 điều hòa thiếu sót trong duy trì mạch máu [10] HDAC6 là một histone deacetylase chính đóng vai trò trong sự sinh trưởng của tế bào chất Do đó HDAC6 trở thành mục tiêu nhận được nhiều sự quan tâm trong các nghiên cứu điều trị ung thư [100] Nhóm III: sirtuins (SIRT1, SIRT2, SIRT3, SIRT4, SIRT5, SIRT6 và SIRT7) Nhóm IV: HDAC 11 HDAC11 là hợp chất duy nhất thuộc nhóm IV và mới được phát hiện gần đây Nó có sự liên quan đến các HDAC nhóm I và nhóm II Tuy nhiên, HDAC 11 không được xếp vào 2 nhóm trên do sự tương đồng quá nhỏ [102] Gần đây, người ta đã phát hiện ra HDAC11 có hoạt tính deacetyl hóa lysine mạnh hơn các HDAC khác và khử SHMT2 do đó ảnh hưởng đến sự sụt giảm của thụ thể IFN [103]

1.7.3 Cấu trúc của enzyme HDAC và cơ chế phản ứng deacetyl hóa

Xác định cấu trúc của các HDAC và làm sáng tỏ cơ chế xúc tác của phản ứng deacetyl hóa là một trong những điều kiện cần thiết để hướng tới mục tiêu thiết kế các chất ức chế HDAC Trong đó HDAC8 là enzyme đầu tiên được xác định cấu trúc 3D nhờ vào sử dụng phương pháp kết tinh tạo tinh thể và chụp tia X [104] Theo các nghiên cứu đã được công bố HDAC có trung tâm xúc tác là ion Zn2+

và các enzyme túi hình ống Các ion Zn2+ này liên kết với phần đuôi histone bằng liên kết phối trí Các chất ức chế HDAC càng mạnh với phần Zn2+ thì tác dụng ức chế HDAC càng mạnh Còn cấu trúc của túi hình ống rất đa dạng và có thể thay đổi theo chiều dài các cơ chất khác nhau [104]

Hình 10: Cấu trúc tinh thể của HDAC8 kết hợp với suberoylanilide