sách
Trang 1Giới thiệu NAMING OF DRUGS*
Code name
(2S)-N1[(1S,2R)-3-[(3S,4aS,8aS)-3-[[(1,1-Dimethylethyl)amino]
carbonyl]octahydro-2(1H)isoquinolinyl]-2-hydroxy-1-(phenylmethyl) propyl]-2-[(2-quinolinylcarbonyl)amino]butanediamide
Chemical name
Fortovase
Saquinavir Ro31-8959
Brand name (Trademark) Generic name
- rINN (Recommended International Non-proprietary Name)
- USAN (US Aproved Name)
- BAN (British Aproved Name)
- Paracetamol: INN, BAN
* Further reading: Drugs Nomenclature – United
States Adopted Names” by Pardeept K Gupta,
PhD in Remington: The Science and Practice of Pharmacy 21st Edition Philadelphia, PA
Lippincott Williams & Wilkins 2005
Thời trung cổ: là các nhà hoá học
Thế kỷ VII-XII: các nhà luyện đan (Alchemist):
muối Hg, As
TK XV-XVI: Paracelsus xdựng học thuyết Y Hoá học
TK XVII – XVIII: Hoá học phát triển khá mạnh
TK IXX: thông thương Đông Tây, chiết xuất, xác định CT các hợp chất, NC liên quan CT-TD, TH các chất thay thế.
o Các alkaloid
o TH các chất giảm đau, gây ngủ và gây tê
An alchemist
Paracelsus
6
Trang 2Friedlieb Ferdinand Runge
CÁC PHÁT MINH HOÁ DƯỢC BAN ĐẦU TK IXX
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
Gerrard; Hardy
7
PHÁT TRIỂN HOÁ DƯỢC – TỐC ĐỘ NHANH Thuốc: nhu cầu của đời sống
Nguyên liệu phong phú: hoá dầu, than, dược liệu…
Tiến bộ nhanh trong TH hoá học Công nghệ lên men nhiều tiến bộ Công nghệ sinh học phân tử Trang thiết bị nhiều đổi mới và thành tựu Lợi nhuận cao DƯỢC: NGÀNH KINHTẾ-KỸ THUẬT
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
8
KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC HIỆN NAY
Phát triển khá nhanh nhờ vào
- Sự tiến bộ của sinh học phân tử, của ngành hóa
- Sự bùng nổ của công nghệ thông tin và máy tính
- Nhiều mục tiêu tác động trong cơ thể được khám phá
Nghiên cứu thuốc có định hướng mục tiêu
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
9
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
1 Chọn bệnh tật (Choose a disease)
2 Chọn đích tác dụng của thuốc (Drug target)
3 Nhận dạng thử nghiệm sinh học (Identify a bioassay)
4 Tìm kiếm hợp chất khởi nguồn (Find a “lead compound”)
5 Phân lập và tinh chế hợp chất khởi nguồn nếu cần thiết
6 Xác định cấu trúc của hợp chất khởi nguồn
7 Nhận diện mối tương quan giữa cấu trúc và các tác dụng (SARs)
8 Nhận diện được nhóm tác động (Identify the pharmacophore)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
10
9 Cải thiện sự tương tác với mục tiêu (Improve target interactions)
10 Cải thiện tính chất dược động học
11.Đăng ký bằng phát minh thuốc (Patent the drug)
12 Nghiên cứu chuyển hóa thuốc (Study drug metabolism)
13 Thử nghiệm độc tính (Test for toxicity)
14 Thiết kế qui trình sản xuất (Design a manufacturing process)
15 Thực hiện thử nghiệm lâm sàng (Carry out clinical trials)
16 Tiếp thị thuốc (Market drug)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
Có thể tiến hành song song nhiều giai đoạn
Chuyển hóa thuốc
Thử nghiệm độc tính
Phát triển qui mô tổng hợp
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
Trang 3Các bệnh có số lượng bệnh nhân lớn
Các bệnh đang phát triển & dễ lây lan
Thường NC bệnh ở các nước phát triển trước
o Tiểu đường, tim mạch, cao huyết áp, AIDS
o Bệnh cúm, đau nửa đầu, ung loét, ung bướu, ung thư
Bệnh ở các nước chậm phát triển: NC chậm
NC khi có lây lan (ví dụ: Sốt rét)
13
Các đích tác động: receptor, enzym, acid nucleic … Chọn đúng: quan trọng trong phát triển thuốc
• Chất đồng vận thụ thể serotonin trị migrain
• Chất đối vận thụ thể dopamin trị trầm cảm Các chất trị trầm cảm 3 vòng: ức chế dẫn truyền noradrenalin Nhưng NC cũng cho thấy TD ức chế dẫn truyền serotonin
Khám phá fluoxetin
14
KHÁM PHÁ ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
Trước đây: chỉ NC đích TĐ khi thuốc hay toxic có TDSH
Chưa biết nghiên cứu đích tác động
Dựa vào sự may rủi nhiều
Ngày nay: nhiều chất dẫn truyền được khám phá
Tuy vậy còn hạn chế (lượng quá nhỏ, không bền …)
Di truyền học phân tử: tiến bộ rất nhanh (DNA map …)
Khám phá nhiều ezym và receptor mới
Hóa học: phải nghiên cứu các hợp chất mới
Nhờ hỗ trợ của máy tính (docking, QSARs …) NC tương tác
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > CHỌN LỰA ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
15
Rất nhiều đích tác động được khám phá thời gian gần đây Các enzym capcase: thủy giải protein tế bào
Liên quan đến sự viêm và làm chết tế bào
Hoạt hóa: làm chế TB nhanh (ung thư, tự miễn, virus …)
Ức chế: dùng điều trị chấn thương, đột quị, thoái hóa TK
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
KHÁM PHÁ ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > CHỌN LỰA ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
16
ĐÍCH ĐẶC TRƯNG VÀ CHỌN LỌC
Thuốc có thể có nhiều đích tác động
Phải chọn đích đặc trưng và chọn lọc (giảm TD phụ)
- Penicillin TD lên enzym tổng hợp thành TB
(ĐV có vú & người ko có PN ít độc)
- VSV gây bệnh ngủ ở châu Phi có flagellum
Thuốc gắn với protein tạo flagellum (người ko có)
- Enzym của VSV có thể khác enzym người
Các conazol ức chế 14-α-demethylase (người có nhưng khác CT)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > CHỌN LỰA ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
17
ĐÍCH TÁC DỤNG ĐẶC TRƯNG VÀ CHỌN LỌC TRONG CƠ THỂ Thuốc lý tưởng: TD lên đúng enzym hay receptor
Có nhiều loại isoenzym hay sub-receptor
Lý tưởng nhất: TD lên đúng enzym hay đúng receptor
Ví dụ:
Thụ thể ß-adrenergic (TD tốt hơn nên chọn ß 2 -adrenergic) Dopamin có 5 receptors Các thuốc cổ điển TD lên D 2 và D 3
TD lên D 2 có thể gây TD phụ cho BN Parkinson
Tìm thuốc TD lên thụ thể D 3
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > CHỌN LỰA ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
18
Trang 4THUỐC TÁC DỤNG TẠI ĐÍCH ĐẾN CÁC CƠ QUAN HAY MÔ ĐẶC HIỆU
Nhiều sub-receptor trong cơ thể không phân bố đồng đều
VD: ß 2 -adrenergic nhiều ở phổi # ß 1 -adrenergic ở mô tim
Bệnh Parkinson thiếu dopamin ở não, thuốc nhái dopamin
Phân phối toàn cơ thể nhiều TD phụ
Do vậy, thiết kế thuốc chỉ gắn với sub-receptor quan trọng
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > CHỌN LỰA ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
19
KHÓ KHĂN
Cơ thể người là hệ thống phức tạp Có nhiều enzym và receptor Hypertension: ß 1 -adrenoreceptor, kênh Ca, K, ACE, AT 1 ….
Nhiều loại thuốc trị cao huyết áp Có thể chọn nhiều thuốc cho 1 bệnh nhân Suyễn: chọn corticoid + chất đồng vận ß 2 -adrenoreceptor Nhận định sai: metoclopramid đối vận D 2 -receptor (trị nôn) Tổng hợp nhiều chất đối vận D 2 lại trị nôn yếu hơn Metoclopramid cũng đối vận HT 3
Thuốc chống nôn granisetron, odensetron ra đời
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > CHỌN LỰA ĐÍCH TÁC ĐỘNG CỦA THUỐC
20
NHẬN DIỆN THỬ NGHIỆM SINH HỌC
Chọn lựa thử nghiệm sinh học
- Đơn giản, nhanh, thử nghiệm số lượng lớn
- In vitro (mô, tế bào phân lập, receptor, enzym ….)
- In vivo (thú vật): nên chọn thử In situ
Thử nghiệm trên chuột biến đổi gen
(Cấy gen người để sx enzym, receptor của người)
Khó khăn: có thể thất bại hay ko TD trên lâm sàng
Ái lực thuốc trên receptor đo bằng đồng vị phóng xạ
Nhân dòng nhanh với vi khuẩn (protease của HIV với E.coli)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
21
ĐÁNH GIÁ THỬ NGHIỆM
Đánh giá chính xác: các kháng sinh, giảm đau thuốc tê … Đánh giá khó: bệnh tâm thần
Phải thử trên receptor phân lập (dopamine ….)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > NHẬN DIỆN THỬ NGHIỆM SINH HỌC
22
SÀNG LỌC SỐ LƯỢNG LỚN
(High Throughput Screening – HTS)
Tự động hóa bằng robot, thu nhỏ các thử nghiệm
Làm rất nhanh trên đích tác động
(1.000 hợp chất trên 30-50 đích TĐ cùng lúc)
- Sự tăng trưởng của tế bào
- Khả năng kháng khuẩn
- Khả năng gắn kết lên receptor (ĐV Phóng xạ)
- TD lên enzym (xúc tác, biến đổi màu)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > NHẬN DIỆN THỬ NGHIỆM SINH HỌC
SÀNG LỌC BẰNG NMR Thuốc gắn với protein: ko xuất hiện pic trên phổ đồ Thuốc ko gắn: có pic
Có thể sàng lọc và tinh khiết hóa
- Có thể phát hiện các liên kết rất yếu
- Phát hiện các PT nhỏ (epitope) gắn với các vùng kích thước nhỏ
- Bổ sung cho pp HTS vì chính xác hơn
- Có thể phát hiện protein mới
- Sàng lọc nhanh, 1.000 PT mới trong 1 ngày
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > NHẬN DIỆN THỬ NGHIỆM SINH HỌC
Trang 5TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
(LEAD COMPOUND)
Lead compound: có hoạt tính chưa mạnh, tác dụng phụ
Từ HC này: có thể tìm nhiều cấu trúc khởi nguồn
25
Sàng lọc các hợp chất từ thiên nhiên
Y học cổ truyền
Các thuốc hiện tại
Khởi sự từ các liên kết hay các chất điều hòa trong tự nhiên
Tổng hợp tổ hợp
Thiết kế thuốc nhờ vào trợ giúp của máy tính
Tình cờ may mắn hay suy nghĩ chuẩn bị trước
Tìm kiếm nhờ máy tính trong dữ liệu cấu trúc lưu trữ
Thiết kế chất khởi nguồn bằng NMR
TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN (LEAD COMPOUND)
26
SÀNG LỌC TỪ CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
Ưu điểm: số lượng rất lớn
Khuyết điểm: cấu trúc quá phức tạp, ít, phải chiết giá thành
cao, năng suất thấp.
Tổng hợp các hợp chất tương tự
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
Artemisinine Taxol (Paclitaxel)
27
NGUỒN TỪ THỰC VẬT
Cung cấp rất nhiều lead compound (alkaloid, terpen …) Bán tổng hợp nhiều thuốc: giảm đau, tê, sốt rét Cấu trúc rất phức tạp
Chỉ mới khám phá lượng nhỏ Tiếp tục NC thuốc ung thư, virus và AIDS Nhiều loài đã tuyệt chủng
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
SÀNG LỌC TỪ CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
28
TỪ VI SINH VẬT
Vi khuẩn, vi nấm là nguồn quan trọng
VSV tiết các chất cạnh tranh hay diệt mầm khác
Khởi nguồn các Kháng sinh, kháng nấm
VD: asperlicin từ nấm Aspergillus alliaceus
- Đối vận hormon peptid cholecystokinin kiểm soát thèm ăn
- Cholecystokinin là dẫn truyền TK chống sự lo âu
Asperlicin được NC chữa lo âu và thèm ăn
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
SÀNG LỌC TỪ CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
29
NGUYÊN LIỆU TỪ BIỂN VÀ ĐỘNG VẬT
San hô, bọt biển (kháng viêm, virus, ung thư …) Curacin A từ Cyanobacterium đang NC kháng ung thư
KS polypeptid từ da ếch ở châu Phi
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
SÀNG LỌC TỪ CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
30
Trang 6TỪ NỌC ĐỘC VÀ ĐỘC TỐ
Hoạt lực rất cao trên enzym, kênh ion và receptor
Đa số là polypeptid (trừ tetrodotoxin từ cá nóc)
Teprotide từ rắn đuôi chuông Brasil lisinopril, captopril
Botox (Clostridium botulinum) chống nhăn, nhiều thuốc
ngăn dẫn truyền cholinergic
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
SÀNG LỌC TỪ CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
31
TỪ NGUỒN Y HỌC CỔ TRUYỀN
Rễ đại hoàng (China): anthraquinon thuốc xổ danthron Lý Thời Trân: qinghaosu
Ai Cập: morphin nhiều hợp chất giảm đau, ho, ỉa chảy
Hy Lạp cổ: hyoscin và atropin Ấn Độ: reserpin, salicin aspirine Anh: digitalin
Nam Mỹ (Aztec, Maya): cocaine, quinine
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
32
TỪ NGÂN HÀNG CÁC CHẤT TỔNG HỢP
Các Cty Dược: phần lớn hợp chất chưa đưa ra thị trường
NC đích TD mới
Các trường đại học: có thể không phải hóa dược
Mua để NC TD sinh học
Ví dụ: INH (isoniazid)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
33
TỪ CÁC THUỐC CÓ SẴN
Các thuốc cải tiến công thức (me too drugs)
Thuốc đang lưu hành của competitor Cải tiến công thức (tránh patent)
Thuốc mới tốt hơn VD: enalapril, lisinopril từ captopril (H La Roche)
Giữ lại tác dụng phu
Sulfonyl urea hạ đường huyết Sulfamid lợi tiểu
Clopromazin an thần cho BN tâm thần từ promethazin
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
34
TỪ CÁC LIÊN KẾT HAY CHẤT ĐIỀU HÒA TRONG THIÊN NHIÊN
Các chất liên kết trong cơ thể
Adrenalin, Noradrenalin ß-adrenergic (salbutamol …)
5-hydroxytryptamin (5-HT) sumatriptan, naratriptan
Các chất đối vận cũng từ các chất đồng vận
VD: cimetidin từ histamin (gắn thêm extra bingding group)
Receptor mồ côi (các thụ thể opiat, thụ thể canabis)
Khám phá các endorphin
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
Các cơ chất của enzym
Các cơ chất được NC các chất ức chế enzym VD: enkephalin là lead compound cho chất ức chế enkephalinase để enkephalin TD dài hơn …
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
TỪ CÁC LIÊN KẾT HAY CHẤT ĐIỀU HÒA TRONG THIÊN NHIÊN
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
Trang 7Các sản phẩm của enzym
Enzym xúc tác phân hủy hay tạo chất mới
Các chất này là chất khởi nguồn
Các chất điều hòa
Có thể chưa biết hết
Benzodiazepin điều hòa receptor của GABA nhưng ko gắn kết
Có chất dẫn truyền cho gắn kết lead compound
37
TỪ SỰ TỔNG HỢP TỔ HỢP (Combinatorial synthesis)
Di truyền học phát triển quá nhanh
Phải có thật nhiều chất để sàng lọc Các PP cổ điển tìm lead compound không đáp ứng đủ
PP tổng hợp tổ hợp ra đời
• Tổng hợp trên pha rắn
• Được hàng loạt hoạt chất
• Là hỗn hợp
38
THIẾT KẾ THUỐC NHỜ TRỢ GIÚP CỦA COMPUTER
Enzym hay receptor kết tinh được, NC = X-ray
Ko kết tinh được, xác định cấu trúc được
Phần mềm có thể xác định vị trí và lực gắn kết
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
39
TỪ SỰ MAY MẮN VÀ CÓ Ý TƯỞNG
Khí mù tạc (chất độc chiến tranh) thuốc trị leukemia mù tạc N Công nhân nhà máy TNT đau đầu thuốc giãn mạch nitrit Chất lưu hóa và antioxidant trong công nghiệp cao su
Disulfiram (Antabuse) Propanolol Practolol (ức chế ß có chọn lọc ở tim)
Từ thử nghiệm dược lý – lâm sàng
-Tolbutamid từ TN kháng khuẩn -Sildenafil, tadalafil, vardenafil … từ các thuốc tim mạch -Clonidin (co mạch) thuốc hạ huyết áp
-Clopromazin ngừa sốc/phẫu thuật an thần cho BN tâm thần -Cyclosporin (tạp/KS) immunosupressive
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
40
TỪ NGÂN HÀNG DỮ LIỆU CẤU TRÚC (MÁY TÍNH)
Nhờ trợ giúp của máy tính
Phải biết pharmacophore
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
41
THIẾT KẾ BẰNG NMR
Áp dụng: phân tử nhỏ 1 gắn kết trên protein (ko hoạt tính)
NC phân tử thứ 2 gắn với 1 liên kết lớn hơn Có thể có hoạt tính mạnh hơn
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
Giới hạn
-Protein phải có M < 40.000 -Số lượng lớn > 200 mg -Đánh dấu được 15 N tại amid nối được CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TÌM KIẾM CHẤT KHỞI NGUỒN
42
Trang 8Phải phân lập và tinh khiết hóa vì
Thường là dạng hỗn hợp trong tự nhiên
Hỗn hợp trong tổng hợp tổ hợp
Ngày xưa khó tinh khiết hóa (penicillin từ 1929 – 1941)
Ngày nay đa phần dùng HPLC
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
PHÂN LẬP VÀ TINH KHIẾT HÓA
43
Ngày xưa mất thời gian (cholesterol 1888, 1932) Ngày nay dễ dàng hơn (1 tuần so với vài thập niên) Chủ yếu là NMR, MS
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC
44
Là tổng các mối liên quan của
Cấu trúc-tính chất (Structure-Property Relationships = SPR)
Tính chất-tác dụng (Property-Activity Relationships = PAR)
Cấu trúc-tác dụng (Structure-Activity Relationships = SAR)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
46
VAI TRÒ LIÊN KẾT CỦA CÁC NHÓM HYDROXYL
Tạo liên kết hydrogen
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
VAI TRÒ LIÊN KẾT CỦA NHÓM AMINO – VÒNG THƠM
Có liên kết hydro nhưng ái điện tử quan trọng hơn
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
Trang 9VAI TRÒ LIÊN KẾT CỦA NỐI ĐÔI
Liên kết Van der Waals mạnh
Khử hóa nối đơn sẽ yếu
49
Gặp trong nhiều thuốc Tương tác protein qua lk hydro hay lưỡng cực – lưỡng cực Khử hóa alcool (tứ diện) lk yếu50
VAI TRÒ LIÊN KẾT CỦA NHÓM AMID
Liên kết hydrogen
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
Qui tắc Grimm
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
CÁC NHÓM HÓA TRỊ TƯƠNG ĐƯƠNG
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
53
CÁC VÒNG TƯƠNG ĐƯƠNG
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
54
Trang 10Nguyên tắc: thay thế tương đương cùng TD
Tuy nhiên phải giống nhau:
o Phân bố điện tử
o Kích thước và hình thể phân tử
o Phân cực, hydrophile giống nhau
Mới có TD như nhau
Propanolol
Thay ether bởi CH=CH, SCH 2 ,
CH 2 CH 2- mất TD ß-blocker
Phải còn đôi electron để lk hydro
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
55
Đồng thể tích điện sinh học
- Cổ điển: theo qui tắc Grimm
- Không cổ điển: thay thế các nhóm có mang nhóm hoạt tính
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
56
Đồng đẳng hóa học
Nối dài mạch C tăng tác dụng nhưng không quá 6C
Barbiturat: tổng C của R 1 và R 2 ở vị trí 5 chỉ từ 6-10
Nếu mỗi R tăng 5C gây ngủ tăng
Tăng quá 5 gây co giật, giảm TD gây ngủ
Nếu gắn thêm nhóm vinylen lên CH 3TD đối kháng (morphin)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > XÁC ĐỊNH MỐI LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG
57
TỔNG HỢP CÁC TIỀN HOẠT CHẤT
Chỉ có TD sau khi vào cơ thể bị thủy giải hay phản ứng
Phenacetin – Paracetamol
Terfenadin – Fexofenadin
Carbimazol – Methimazol
Pivampicillin, Becampicin, Metampicillin, Hetacillin - Ampicillin
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
58
DỰA TRÊN CÁC THỤ THỂ SINH HỌC (RECEPTOR)
R cholinergic: muscarinic và nicotinic
R adrenergic: -adrenergic ( 1 và 2 ) và -adrenergic ( 1 và 2 )
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
DỰA TRÊN CÁC CHẤT ỨC CHẾ ENZYM
Thuốc Chất chuyển hoá mất tác dụngEnzymCyt.P450
Ức chế enzym Kéo dài TD của thuốc
o Angiotensin converting enzym (ACE) : các thuốc hạ huyết áp
o Ức chế beta-lactamase : tăng TD các KS betalactamin
o Ức chế cholinesterase (prostigmin…) : acetylcholin bền là thuốc trị tăng nhãn áp, nhược cơ, teo cơ…
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
Trang 11Lý do thất bại Tỉ lệ (%)
Không đủ hiệu quả 30
Tác dụng phụ trên người 10
TRONG NGHIÊN CỨU THUỐC
Trung tâm NC y khoa Kennedy, Hoa Kỳ61
Thuốc phân cực: dễ đào thải do thận
Ít phân cực phải được chuyển hóa phân cực
Phase I
Chủ yếu là nhờ enzym ở gan CYP P450 Đôi khi ở huyết tương, thành ruột, phổi Phản ứng thường gặp: Red-Ox, thủy phân
Phase II
Chủ yếu ở gan Là phản ứng liên hợp 62
THỬ NGHIỆM CÁC CHẤT CHUYỂN HÓA CỦA THUỐC
Phải được tiến hành trên người hay thú vật
Tìm chất chuyển hóa độc hại
Lý tưởng: chất chuyển hóa không hoạt tính, đào thải nhanh
NC chuyển hóa có thể ứng dụng trong thiết kế thuốc
Các thuốc hạ huyết áp: thường sau chuyển hóa mới có TD
Terfenadin fexofenadin, Hydroxizin cetirizin
Tổng hợp các chất chuyển hóa dùng làm thuốc
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > DƯỢC ĐỘNG HỌC
Nhanh chóng, hiệu suất cao
An toàn lao động
Nguyên liệu dễ tìm và chủ động
Ít giai đoạn tiến hành
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
TỔNG HỢP – SẢN XUẤT
64
TỔNG HỢP CÁC THUỐC CÓ C* (CHIRAL DRUGS)
Thuốc có C* thường khó tách
2 dạng đồng phân có TD khác nhau
Cách giải quyết:
Tách 2 đồng phân bất đối (phải có cột chiral và công nghệ)
Tìm cách giảm hay bỏ đồng phân bất đối
7C* Mevinolin
2C* HR-780
Lead C statin, fibrat
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TỔNG HỢP – SẢN XUẤT
65
Bỏ C* bằng cách thay bằng N
Làm mất C* bằng cách thay bằng nhóm đối xứng
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TỔNG HỢP – SẢN XUẤT
66
Trang 12Thuốc có nguồn gốc tự nhiên khó TH, giá thành cao
Bán tổng hợp
(penicillin, cephalosporin, morphin, taxol …)
6-APA, 7-ACA, 10-DAB, các dẫn chất có khung giảm đau …
Ưu điểm
Hiệu suất cao, dễ tổng hợp
Giá thành hạ, dễ sản xuất hàng loạt
Ít giai đoạn hơn
Tổng hợp được nhiều loạt chất tương tự
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > TỔNG HỢP – SẢN XUẤT
67
Phải thử độc tính trước khi thử lâm sàng
In vitro, in vivo trên thú biến đổi gen, mô, tế bào ….
Giết thú vật, giải phẫu bệnh học, NC mô phôi Tìm bất thường, độc tính, quái thai, ung thư Phát triển các thử nghiệm mới
Nhiều thuốc chỉ xuất hiện độc tính khi thử lâm sàng Độc tính có thể xuất hiện sau thời gian dài sử dụng (pioglitazon, thalidomid, cerivastatin, analgin, phenacetin …)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH
68
Nhiều thuốc hứa hẹn có độc tính khi thử nghiệm
Các nhóm NC phải có kinh nghiệm
(Biến đổi cấu trúc, TH các chất tương tự ….)
UK-47265
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH
69
Không có thuốc nào pure 100%
Các tạp chất có thể ảnh hưởng độc tính của thuốc Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự tương tác của thuốc
TD sinh học của thuốc là TD tổng thể tất cả
Khó dự đoán với test in vitro đơn thuần
In vivo test cũng không chắc chắn biết hết toxic Nên thử nghệm trên Guinea Pig (chuột lang)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH
70
Là công việc của các nhà lâm sàng
Các nhà hóa học tham gia để biến đổi cấu trúc
(nếu cần)
Thử trên volunteers và bệnh nhân
Mất nhiều năm, trên hàng trăm, ngàn người
Cực kỳ tốn kém
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG GIAI ĐOẠN 1
Trên người tình nguyện, khỏe mạnh Chỉ để biết hoạt lực của thuốc Theo dõi dược động học Tác dụng phụ của thuốc Với thuốc ung thư có thể thử trên bệnh nhân
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG
Trang 13GIAI ĐOẠN 2
Trên nhóm nhỏ bệnh nhân
Tìm thấy tất cả các tác dụng phụ
Tìm liều lượng sử dụng thuốc
73
Trên số lượng lớn bệnh nhân
So sánh với pp điều trị khác (đã được chấp nhận)
So sánh với placebo (nếu ko hiệu quả trên tất cả BN) Chia BN làm 2 nhóm:
Tương đồng (giới tính, chủng tộc, tuổi, độ nặng) Sử dụng pp mù đôi (double blind)
Tìm liều tối ưu Phát hiện thêm tác dụng phụ (vì trên số đông) Thành công: được phép bán ra thị trường Hiệu quả rõ ràng: có thể ngưng thử nghiệm sớm
74
GIAI ĐOẠN 4 Thuốc đã bán trên thị trường
Theo dõi tiếp tục tác dụng phụ
Báo cáo trực tiếp cho Ủy ban an toàn (châu Âu), ADR
Rút khỏi thị trường nếu phát hiện độc tính
(Pioglitazon, cerivastatin, phenylbutazon, glafenin …)
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG
75
ĐẠO ĐỨC Được ủy ban đạo đức cho phép Giai đoạn 1-3 : Bệnh nhân phải đồng ý
BN bất tỉnh, tâm thần ???
Trẻ em ??? Phải tính toán thật kỹ liều và mọi rủi ro
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC > THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG
76
Patent nhằm bù đắp chi phí
Đăng ký: tên thuốc, sử dụng, pp tổng hợp
Phải được luật sư nước sở tại đăng ký.
Chứng minh là mới (bài báo trên tạp chí uy tín, hội thảo …)
Đăng ký thời gian sớm nhất
Đăng ký hàng loạt chất mới tương tự (dù chưa TH)
Thời hạn bảo hộ thông thường 20 năm (thực sự chỉ còn 6 năm)
Nên ĐK 3 lĩnh vực: đặc trưng, SD trong y khoa, PP tổng hợp
Khám phá, thiết kế và phát triển thuốc
CÁC GIAI ĐOẠN KHÁM PHÁ VÀ PHÁT TRIỂN THUỐC
PATENT – BẰNG PHÁT MINH
77
Company
LOGO
sonpharchem@gmail.com
Trang 14ĐẠI CƯƠNG
Department of Medicinal/Pharmaceutical Chemistry
HUE UNIVERSITY OF MEDINCINE AND PHARMACY
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
4
Khám phá nghiên cứu và phát triển thuốc
• Mất 10 – 15 năm để phát triển MỘT thuốc mới
• Khả năng thành công: 10%
• Chi phí: 800 triệu – 1 tỷ USD
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Trang 15trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
9
TÍNH THẤM CỦA THUỐC
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
10
TÍNH THẤM CỦA THUỐC
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Phụ thuộc
• Độ tan
Khuyếch tan qua màng lipid kép
Thuốc tan trong nước pha nước
• Bậc thang nồng độ (gradien)
Khuyếch tan theo bậc thang nồng độ
Thuốc dạng tự do
• Diện tích về mặt và Hệ mạch
Quan trọng đối với hấp thu vào tuần hoàn chung
Diện tích lớn, hệ mạch phong phú11 hấp thu tốt
TÍNH THẤM CỦA THUỐC
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Sự ion hóa Thuốc
• Acid yếu, base yếu ion hóa không ion hóa (cân bằng)
• pH, pKa
• Dạng không ion hóa đi qua được màng sinh học
• Dạng ion hóa đào thải tốt qua thận (tan tốt)
12
Trang 16TÍNH THẤM CỦA THUỐC
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Sự ion hóa
14
TÍNH THẤM CỦA THUỐC
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Sự ion hóa
Làm tăng độ thanh thải của thuốc qua thận
• Dạng tự do và không gắn kết protein: được lọc
• Cả dạng ion hóa và không ion hóa: được lọc
• Dạng không ion hóa: bài tiết tích cực, tái hấp thu tích cực
hoặc thụ động
• Dạng ion hóa nằm lại trong dịch lọc
Acid hóa nước tiểu ↑ion hóa acid yếu ↑đào thải qua thận
Kiềm hóa nước tiểu ↑ion hóa base yếu ↑đào thải qua thận
NH 4 Cl, vitamin C, nước quả nam việt quất (cranberry juice)
NaHCO 3 , Acetazolamide15
TÍNH THẤM CỦA THUỐC
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Các kiểu vận chuyển thuốc qua màng
16
HẤP THỤ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
• Thuốc đi vào tuần hoàn chung từ vị trí dùng thuốc
• Các yếu tố quyết định hấp thụ thuốc được mô tả ở
phần tính thấm của thuốc
• Tiêm, truyền tĩnh mạch (IV): không có quá trình hấp thụ
• Dùng thuốc ngoài mạch: PO, IM, SC, thuốc vào
tuần hoàn chung <100% (sinh khả dụng biến đổi)
HẤP THỤ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Trang 17HẤP THỤ
Sinh khả dụng
Tỷ lệ thuốc vào được tuần hoàn chung
Thuốc tiêm, truyền tĩnh mạch (IV)
C max và T max phụ thuộc tốc độ hấp thụ Tốc độ hấp thụ nhanh
T max nhỏ, C max lớn và ngược lại
20
HẤP THỤ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Chuyển hóa qua gan lần đầu
21
PHÂN BỐ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Độ tan,
Tốc độ tưới máu ở mô,
Gắn protein huyết tương
22
PHÂN BỐ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Gắn protein huyết tương
• Albumin huyết tương
• Chỉ dạng không gắn kết mới qua được màng
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Thể tích phân bố hiệu dụng (V d )
- V d càng cao, nồng độ thuốc huyết tương càng thấp và ngược lại
- Thuốc gắn mạnh protein huyết tương, V d thấp
24
Trang 18PHÂN BỐ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Tái phân bố
• Thuốc tan trong lipid
• Qua hàng rào máu-não
• Tái phân bố vào các mô mở trước khi đào thải
• Thuốc CNS
Khoảng thời gian tác dụng của liều đầu tiên
Phụ thuộc tái phân bố > T 1/2
Các liều tiếp theo
Khoảng thời gian tác dụng dài hơn liều đầu (bão hòa)
Lưu ý: quá liều 25
CHUYỂN HÓA
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
• Chuyển thuốc thành các dạng tan trong nước để dễ
đào thải
• Các chất chuyển hóa ít hoặc không có hoạt tính
xác định khoảng thời gian tác dụng của thuốc
• Chất chuyển hóa có hoạt tính
• Tiền thuốc: chuyển hóa thành dạng có hoạt tính trong
cơ thể
26
CHUYỂN HÓA
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Phase 1: phản ứng oxy hóa, khử, thủy phân
Phase 2: phản ứng liên hợp
27
CHUYỂN HÓA
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Cytochrome P450
• Phản ứng chuyển hóa Phase 1
• Lưới nội chất không hạt (ở microsome gan)
• GAN, đường tiêu hóa, phổi, thận
• Hydroxyl hóa, dealkyl hóa
28
CHUYỂN HÓA
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
CHUYỂN HÓA
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Nước bưởi (Grapefruit juice) Hoạt chất chính: các furanocoumarin
• Ức chế chuyển hóa nhiều thuốc
Tăng nồng độ thuốc
Trang 19Các phản ứng oxy hóa không xảy ra ở microsome gan
MAO (dopamine, serotonin, tyramine…)
Alcohol dehydrogenase (ADH - bị ức chế bởi Disulfiram)
CYP2E1 (chuyển hóa alcohol khi ADH bị bão hòa)31
CHUYỂN HÓA Phản ứng liên hợp
• Phản ứng Phase 2 thông qua Tranferase
• Làm bất hoạt thuốc, nhưng cũng có thể hoạt hóa thuốc (Morphine, Minixidil)
• Liên hợp Glucuronic
Sản phẩm liên hợp có thể có chu trình gan ruột,
Hoạt động giảm ở trẻ sơ sinh
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
• Biến đổi sinh học thành chất chuyển hóa không có hoạt tính
• Đào thải qua thận
• Đào thải qua các đường khác: mật, phổi, mồ hôi
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Tốc độ thải trừ bậc 0
• Tốc độ thải trừ không phụ thuộc nồng độ huyết tương (hoặc
lượng thuốc trong cơ thể)
• Thuốc có T 1/2 thay đổi
• Ethanol (ngoại trừ các nồng độ máu thấp), Phenytoin (các liều
điều trị cao), Các salicylate (liều độc)
34
THẢI TRỪ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Tốc độ thải trừ bậc 1
• Tốc độ thải trừ tỷ lệ thuận với nồng độ huyết tương (hoặc lượng
thuốc hiện diện trong cơ thể) Lượng thuốc nhiều, thải trừ nhanh
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Hầu hết các thuốc đều có tốc độ thải trừ bậc 1 Thải trừ bậc 0 do cơ chế thải trừ đã bão hòa (phản ứng chuyển hóa thuốc đạt V max )
36
Trang 20THẢI TRỪ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
ZOK: Zero Order Kinetic Phóng thích thuốc với tốc độ hằng định
ĐỪNG NHẦM LẪN
37
THẢI TRỪ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Thải trừ qua thận
• Tốc độ thải trừ = tốc độ lọc cầu thận (GFR) + đào thải
tích cực – tái hấp th (tích cực hoặc thụ động)
• Lọc là một hàm bậc nhất không bão hòa
• Thuốc dạng ion hóa và không ion hóa đều được lọc
• Thuốc gắn kết protein không được lọc
38
THẢI TRỪ
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Độ thanh thải
• Thể tích máu được thanh lọc thuốc trong một đơn vị thời gian
• Mối quan hệ giữa tốc độ thải trừ và nồng độ huyết tương
• Hằng định với thuốc thải trừ bậc 1
Cl = Cl R + Cl NR (Cl R : thanh thải qua thận)
Cl NR : thanh thải không qua thận
• Thuốc không bài tiết tích cực hoặc tái hấp thu
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
40
TRẠNG THÁI DỪNG (STEADY STATE)
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
• Tốc độ hấp thu = Tốc độ thải trừ
• Chỉ phụ thuộc T 1/2 , không phụ thuộc cỡ liều và tần suất dùng thuốc
TRẠNG THÁI DỪNG (STEADY STATE)
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC ĐỘNG HỌC VÀ CÁC CHỦ ĐỀ LIÊN QUAN
Tốc độ tiêm truyền
Tỷ lệ thuận với nồng độ thuốc trong huyết tương ở trạng thái dừng (thời gian để đạt được trạng thái dừng là như nhau)
Trang 21TRẠNG THÁI DỪNG (STEADY STATE)
Tác dụng của liều tấn công
- Liều tấn công = 2 x Liều
duy trì (khoảng thời gian
cho thuốc = T 1/2 )
- LD = V d x C ss
43
sonpharchem@gmail.com
Trang 22ĐẠI CƯƠNG
Department of Medicinal/Pharmaceutical Chemistry
HUE UNIVERSITY OF MEDINCINE AND PHARMACY
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
Ái lực (Affinity) Khả năng gắn kết của thuốc với receptor Hiệu lực (Potency)
Liều của 2 hay nhiều chất đồng vận cho cùng một biên độ tác dụng
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
• A và B có cùng cơ chế tác dụng, X và Y thì không
• A có ái lực hơn B
• A có hiệu lực hơn B, X có hiệu lực hơn Y
• A và B có tác dụng tương đương, X có tác dụng mạnh hơn Y
CÁC KHÁI NIỆM
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
Trang 23CÁC KHÁI NIỆM
Tác dụng kép của chất đồng vận một phần
7
CÁC KHÁI NIỆM Tác dụng đối vận và sự tăng hiệu lực
8
CÁC KHÁI NIỆM
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
Tác dụng đối vận và sự tăng hiệu lực
• Đối vận dược lý (trên cùng receptor): Cạnh tranh trên cùng một receptor
• Đối vận sinh lý (Khác receptor):
A Receptor A Đáp ứng A
B Receptor B Đối nghịch đáp ứng A
Acetylcholin: chậm nhịp tim (receptor M)
NE: tăng nhịp tim (receptor -adrenergic)
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
10
CƠ CHẾ DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
Các receptor nội bào
• Receptor steroid
• Gắn kết hormone hoặc thuốc phóng thích các protein điều hòa
dimer hóa phức hợp hormone-receptor Phức hợp tương tác yếu
tố đáp ứng trên DNA nhân thay đổi trình diện gene.
• Glucocorticoid: gắn vào receptor ức chế sản xuất các chất trung
gian gây viêm
• Receptor của hormone tuyến giáp, sinh dục, và vitamin D
• Đáp ứng dược lý: thông qua thay đổi trình diện gene
khởi phát chậm nhưng thời gian tác dụng dài
Trang 24CƠ CHẾ DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
Các receptor trên màng gắn kết trực tiếp với kênh ion
• Nhiều thuốc bắt chước tác dụng hoặc đối vận với các ligand
nội sinh hoạt hóa receptor gắn kết trực tiếp với kênh ion
điều hòa dòng ion đi qua màng
• Không có chất truyền tin thứ cấp
• Acetylcholine (ở hạch ANS, CNS, khớp thần kinh cơ) và kênh ion
Na + /K + đích tác động của nhiều chất: nicotine, ester choline,
chất phong bế hạch, các chất giãn cơ xương
• GABA A receptor (CNS): kênh Cl - điều hòa bởi: thuốc chống co
giật, benzodiazepine, barbiturate.
13
CƠ CHẾ DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
Các receptor gắn kết G-protein (GTP-binding protein)
• G S : gắn kết chất đồng vận Adenyl cyclase ↑cAMP
Protein kinase A Phosphoryl hóa cơ chất
1 ,2 , D 1 , H 2 , receptor glucagon, prostaglandin, một số subreceptor của serotonin
• G i : gắn kết chất đồng vận Ө Adenyl cyclase ↓cAMP
Ө Protein kinase A Ө Phosphoryl hóa cơ chất
2 , M 2 , D 2 , một số subreceptor opioid và serotonin
• G q : gắn kết chất đồng vận Phospholipase C phóng thích
IP 3 + DAG phóng thích Ca 2+ Protein kinase C
Phosphoryl hóa cơ chất
M 1 , M 3 , 1 , receptor Angiotensin II, và một số subreceptor của
15
CƠ CHẾ DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
GMP vòng (cGMP) và dẫn truyền tín hiệu Nitric Oxide
• cGMP: chất truyền tin thứ cấp cơ trơn mạch máu
• dephosphoryl hóa chuỗi nhẹ myosin Ө tương tác với actin
giãn mạch
• NO được giải phóng từ tế bào nội mạc bởi các chất giãn mạch
(đồng vận H 1 , M 3 ) Guanyl cyclase ↑cGMP
• Thuốc tác động thông qua NO: nitrate (như nitroglycerin) và chất
đối vận M receptor (như bethanechol)
• Các chất nội sinh tác động thông qua NO: bradykinin, Histamin
16
CƠ CHẾ DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
Receptor có chức năng như enzyme hoặc chất vận chuyển
• Enzyme: Acetylcholinesterase, ACE, Aspartate Protease,
Carbonic Anhydrase, CycloOxygenase, Dehydrofolate
Reductase, DNA/RNA Polymerase, MAO, Na + /K + -ATPase,
neuramidase, Reverse Trancriptase
• Chất vận chuyển: Hệ vận chuyển Dopamine, GABA, NE,
Serotonin
CƠ CHẾ DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU
Dược lực học và Dược động học
trong Hóa dược
DƯỢC LỰC HỌC
Receptor có chức năng như enzyme xuyên màng
• Trung gian cho các bước đầu tiên của dẫn truyền tín hiệu bởi
Insulin và các yếu tố tăng trưởng như EGF (Epidermal Growth Factor) và PDGF (Platelet-Derived Growth Factor)
• Đại phân tử xuyên màng
• Vị trí nhận diện để gắn kết Insulin và các yếu tố tăng trưởng
• Vùng nội bào: có chức năng như Tyrosin kinase
• Gắn kết ligand thay đổi cấu dạng (dimer hóa) vùng
Tyrosin kinase Phosphoryl hóa cơ chất
Trang 25• Khi được hoạt hóa sẽ hoạt hóa các tyrosine kinase bào tương
riêng biệt: Janus kinase (JAK) chất dẫn truyền tín hiệu và
các chất hoạt hóa phiên mã (STAT) dimer hóa STAT dimer
phân ly đi qua màng nhân điều hòa phiên mã gene
Trang 26ĐẠI CƯƠNG
Department of Medicinal/Pharmaceutical Chemistry
HUE UNIVERSITY OF MEDINCINE AND PHARMACY
Công nghệ sinh học và Hóa dược
- Công nghệ sinh học phát triển bùng nổ
1999 – 2001
- Cơ sở dữ liệu GenBank
- DNA tái tổ hợp
- Tạo dòng gene
Số lượng thuốc và vaccine có nguồn gốc công nghệ sinh học được phê duyệt năm 2008 (theo PhRMA) 4
Công nghệ sinh học và Hóa dược
DNA tái tổ hợp
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Trang 27- Insulin người tái tổ hợp
- Hormone tăng tưởng người tái tổ hợp
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Các sản phẩm thuốc tái tổ hợp ENZYME
Các yếu tố đông máu
- Yếu tố hoạt hóa plasminogen ở mô
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Các sản phẩm thuốc tái tổ hợp VACCINE
- Recombivax và Engerix-B
- LYMErix
- Comvax
10
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Kỹ thuật Hybridoma (Tạo kháng thể đơn giòng)
11
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Kỹ thuật Hybridoma (Tạo kháng thể đơn giòng) Sản phẩm
Trang 28Công nghệ sinh học và Hóa dược
Kỹ thuật Hybridoma (Tạo kháng thể đơn giòng)
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Kỹ thuật Antisense
15
Công nghệ sinh học và Hóa dược
Trang 29• Cấu trúc bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học
% thể tích trong không khí 5x10-4 15x10-46 0,94 11x10-5 9x10-6 -
Trang 30 đã được nghiên cứu khả năng sử dụng làm thuốc gây mê
133 Xe được sử dụng qua đường thở và tiêm tĩnh mạch trong các nghiên cứu chẩn đoán
Natri chloride: dịch bù điện giải
Natri methiodal, natri phenobarbital, hay natri citrate
Kali chloride
• LITHIUM
Lithium không có vai trò sinh lý nào
Lithium Carbonate USP và Lithium Citrate USP:
• Muối ammonium carbonate, chloride, và bromide
• Ammonium bromide: ức chế thần kinh trung ương
• Ammonium chloride và ammonium carbonate: các
chế phẩm thuốc long đàm.
Ammonia
• Tạo môi trường kiềm nhẹ
Các nhóm nguyên tố
NGUYÊN TỐ NHÓM 1 – NHÓM IA
Trang 311,26 (+1) 0,89 (+2)
1,37 (+1) 0,99 (+3)
% trong vỏ trái đất 10 -4 13 10 -8 10 -9
• ĐỒNG
Nguyên tố vi lượng thiết yếu
Làm tăng cường vai trò sinh lý của sắt
Có mặt trong sắc tố hô hấp hemocyanin, trong nhiều enzyme, và phân bố rộng rãi trong thực phẩm
Đồng gluconate, đồng chloride dihydrate,
64 Cu nghiên cứu chuyển hóa các chất vô cơ
Đồng (II) sulfate
• Dung dịch Fehling và Benedict, là những thuốc
thử kinh điển cho các đường khử
có thể giữ được trạng thái vô khuẩn trong thời gian dài)
Muối bạc nitrate được sử dụng với tác dụng diệt vi sinh vật tại chỗ
Bạc sulfadiazine được sử dụng làm thuốc bôi diệt vi sinh vật
Các nhóm nguyên tố
NGUYÊN TỐ NHÓM 1 – NHÓM IB
18
Trang 32• VÀNG
Aurothioglucose và vàng natri thiomalate
• lupus ban đỏ và viêm khớp dạng thấp
Viên nén Auranofin - [vàng(2,3,4,6-tetra-O-acetyl
-1-thio- -d-glucopyranosato)(triethylphosphine)]
• điều trị tốt viêm khớp dạng thấp qua đường uống
198 Au được sử dụng trong điều trị một số bệnh ác tính
Dimercaprol (BAL) là thuốc giải độc sử dụng trên các bệnh nhân có các dấu hiệu nhiễm độc vàng.
• Đóng vai trò quan trọng
trong nhiều bệnh tim mạch
Các nhóm nguyên tố
NGUYÊN TỐ NHÓM 2 – NHÓM IIA
Trang 33Không thể thiếu cho sự sống
Thành phần chính (98%) của xương và răng (hydroxyapatite)
Các antacid và các chất bổ sung calcium.
Tương kỵ trong bào chế (borate, carbonate, citrate, oxalate, phosphate, sulfate, và tartrate)
Mang anion có hoạt tính trị liệu calcium aminosalicylate và calcium cyclobarbital
45 Ca được sử dụng trong các nghiên cứu chuyển hóa các chất vô cơ.26
Ảnh chụp X-quang đại tràng với
thuốc cản quang Barium sulfate
0,88 (+2)
1,09 (+2)
-1,27 (+1) 1,16 (+2)
Trang 34• KẼM
Nguyên tố vi lượng cần thiết
Thành phần thiết yếu của enzyme carbonic
anhydrase và nhiều loại enzyme khác
Ứng dụng trong điều trị nhiều chứng bệnh
khác nhau
Dung dịch kẽm sulfate đậm đặc
• Thuốc gây nôn
Dung dịch natri bicarbonate (baking soda)
Tất cả muối thủy ngân thông thường đều độc
• Natri Formaldehyde Sulfoxylate
• Albumin (cấp cứu)
Bột lưu huỳnh
• Thủy ngân rơi vãi
Thuốc tẩy xổ và diệt ký sinh trùng (trước đây)
Mercurochrome (merbromin), calomel ‘thủy
ngân (II) chloride’, và thimerosal (không dùng
nữa ở một số nước)
Thủy Ngân Hóa Hợp Ammonia (dạng thuốc
mỡ và thuốc mỡ bôi mắt) và Nitromersol (và
dung dịch bôi) (USP)
197 Hg và 203 Hg được sử dụng trong chẩn đoán
-1,90 (+1) 0,76 (+3)
1,90 (+1) 0,94 (+3)
1,64 (+1) 1,03 (+3)
6,0 20,4 30,6
5,8 18,8 27,9
6,1 20,3 29,7
• BORON
Độc
• Bột phấn có chứa acid boric (trẻ em)
Liên quan đến chuyển hóa xương (sữa bột)
Acid boric và muối borate, natri perborate
• kìm khuẩn nhẹ – thuốc bôi, nước rửa mắt, kem thoa mặt, nước súc miệng, đệm borate.
Các nhóm nguyên tố
NGUYÊN TỐ NHÓM 3 – NHÓM IIIA
Trang 35Nhôm nguyên tố (dạng bột nhão)
• Thuốc bôi bảo vệ. 37
Nguyên tố Carbon Silicon Germanium Thiết Chì
(số phối trí 6)
2,60 (-4) 0,3 (+4) a
2,71 (-4) 0,54 (+4) 0,87 (+2) 0,67 (+4)
0,93 (+2) 0,83 (+4)
1,20 (+2) 0,91 (+4)
Talc, kaolin, betonite
Simethicone (dimethylsiloxane polymer)
• Thuốc chống đầy hơi hoặc chống tích khí đường tiêu hóa
sau phẫu thuật
Bis- -carboxyethyl germanium sesquioxide
• Tăng cường hệ thống miễn dịch và chống khối u
• THIẾT
Thiết (II) fluoride
• Dự phòng trong nha khoa
Thiết (IV) oxide (thiết dioxide)
• Sát trùng (các loại cầu khuẩn đề kháng với các
0,86 (+4)
0,85 (+4)
Trang 36Hydroxide hoặc carbonate
• Viêm da tiếp xúc (dưới dạng lotion hoặc kem)
0,72 (+3) 0,60 (+5)
0,90 (+3) 0,74 (+5)
1,17 (+3) 0,90 (+5)
Nitrogen (I) oxide (nitrous oxide – N 2 O)
• Thuốc gây mê đường thở
Natri Nitrite (NaNO 2 )
• Thuốc giải độc ngộ độc cyanide
• Giãn mạch (chậm hơn nitrite hữu cơ và ester nitrate)
Trang 37• NITROGEN
NO
NO 2 - (ion nitrite)
• Độc
– Phản ứng với hemoglobin tạo methemoglobin
– Có thể tạo các dẫn xuất N-nitroso với các amine và
amide có thể gây ung thư
• NO 3 - NO 2 - (ruột) => bảo quản thực phẩm
bằng muối nitrate ???
- Chất trung gian thần kinh quan trọng
- Đáp ứng như giãn mạch + Nitrite hữu cơ + Natri nitroprusside - Na 2 [Fe(CN) 5 NO]·2H 2 O
Muối orthophosphate (PO 4 3- , HPO 4 2- , H 2 PO 4 - )
• muối phosphate calcium tribasic, magnesium, nhôm – Kháng acid dạ dày
• muối phosphate monobasic kim loại kiềm – Acid hóa nước tiểu
• Natri phosphate dibasic – Thuốc muối xổ và thụt tháo50
White phosphorus burn
51
• PHOSPHORUS
Acid Phosphoric (orthophosphoric)
• tạo các muối tan của các base trị liệu không tan
• dihydrogen phosphate – monohydrogen phosphate (H 2 PO 4 - /HPO 4 2- )
– hệ đệm quan trọng trong giới hạn sinh lý
• Chống ung thư máu (trước đây)
Không còn được sử dụng trong điều trị nữa
Độc
• Hỗn hợp sắt (III) và magnesium hydroxide mới
pha (còn nằm ở đường tiêu hóa)
• Dimercaprol (IM) (arsenic đã bị hấp thụ rồi)
Các nhóm nguyên tố
NGUYÊN TỐ NHÓM 5 – NHÓM VA
Trang 38• Gây săn se, sát trùng nhẹ, và kháng acid
• Loét dạ dày - tá tràng (Bismuth subcitrate)
Hợp chất Bismuth hòa tan
• Độc – Dimercaprol (IM): giải độc
• Ít quan trọng trong ngành dược
• Tantalum được sử dụng trong trị liệu
Không bị ảnh hưởng bởi dịch cơ thể
• Trong phẫu thuật chỉnh hình xương (dưới dạng phiến)
– Mô cơ sẽ gắn kết vào tantalum như gắn kết với xương
1,26 (-2) - 1,70 (-2) 0,43 (+6) 1,84 (-2) 0,56 (+6)
2,07 (-2) 0,57 (+6)
1,08 (+4) 0,81 (+6)
Trang 39• Tác nhân oxy hóa và khử quan trọng
• Giới thiệu trong chương thuốc sát trùng tẩy uế
• Các nhiễm trùng ở tai và răng miệng
61
• LƯU HUỲNH
(lưu huỳnh dạng hình thoi): bền, lưu huỳnh
thăng hoa, lưu huỳnh kết tủa bán trên thị trường
(lưu huỳnh đơn tà): 96 o C
Thuốc mỡ lưu huỳnh kết tủa
Sulfurated potash (hỗn hợp kali polysulfide,
sulfate, và thiosulfate) (đun cẩn thận K 2 CO 3 + S
thăng hoa)
• Bệnh vảy nến và các chứng bệnh mãn tính ở da (lotion,
thuốc mỡ, dung dịch nước)
• Diệt ký sinh trùng
• Chế phẩm “White Lotion USP”
– Dd Kali carrbonate kiềm sulfur hóa mới pha + dd kẽm sulfate
» Bảo vệ và gây săn se
Selenium Sulfide, Cadmium Sulfide (lotion,
hỗn dịch bôi, dầu gội)
• Natri sulfate, magnesium sulfate; barium
sulfate, bleomycin sulfate,…
0,76 (+3) 0,58 (+6)
0,79 (+4) 0,73 (+6)
0,80 (+4) 0,74 (+6)
Trang 40• Hợp chất của chúng quan trọng đối với
các quá trình phân tích dược phẩm.
1,19 0,022 (7+)
1,67 0,41 (7+)
1,82 0,53 (7+)
2,06 0,67 (7+)
0,76 (7+)
Nguyên tố vi lượng thiết yếu
Hiện diện ở răng và xương
Natri, kali, và calcium chloride
• Bù điện giải
• Natri chloride – Nước muối sinh lý
Dung Dịch Natri Hypochlorite (Dung Dịch Dakin)
• Thuốc sát trùng, diệt virus và khử mùi <= oxy hóa mạnh
• 0,025% natri hypochlorite + đệm phosphate
– độ thẩm thấu rất gần với huyết tương của người
– tái tạo mô (trong các nghiên cứu nuôi cấy mô)