BÁO CÁO HỌC PHẦN TỔNG HỢP THUỐC THIẾT YẾU BOSUTINIB

2.1 Tyrosine kinase, chức năng sinh học và vai trò trong bệnh ung thư -Cấu trúc của Tyrosine kinase Tất cả các protein tyrosine kinase có một số đặc điểm cấu trúc có thể nhận dạng được

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA DƯỢC

BỘ MÔN HÓA DƯỢC

BÁO CÁO HỌC PHẦN TỔNG HỢP THUỐC THIẾT YẾU

BOSUTINIB

Tên sinh viên: Võ Nhất Phương

MSSV: 515166100

Lớp: Dược văn bằng 2-2017

Chuyên ngành: Dược lý – Dược lâm sàng

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Thái Khắc Minh

Thành phố Hồ Chí Minh - 2020

1

MỤC LỤC

1 Giới thiệu về bệnh bạch cầu mạn dòng tủy 2

2 Tổng quan về nhóm thuốc và đích tác động 3

3 Tên khoa học, tên thông dụng, tên thương mại 6

4 Công thức 7

5 Cơ chế tác động – Liên quan đến cấu trúc và tác dụng 7

6 Phương pháp điều chế 10

7 Tính chất lý hóa 12

8 Kiểm nghiệm 12

9 Công dụng- cách dùng- đường dùng 12

10 Tài liệu tham khảo 14

1 Giới thiệu về bệnh bạch cầu mạn dòng tủy

Máu của người gồm 3 thành phần tế bào chính: hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu.Nguồn gốc của các loại tế bào này xuất phát từ một loại tế bào chung trong tủy xương, gọi là “tế bào gốc tạo máu” Chúng sẽ phát triển, trưởng thành và thực hiện những chức năng đặc biệt, sau đó lại già

đi, chết dần, và được thay thế bằng những tế bào mới Quá trình này xảy ra nhịp nhàng trong

cơ thể và luôn được kiểm soát nghiêm ngặt

Tuy nhiên trong bệnh bạch cầu, khi quá nhiều bạch cầu được sinh ra trong tủy xương thì nhiều quá trình bị xáo trộn, vượt quá khả năng kiểm soát của cơ thể Bệnh bạch cầu mạn tính dòng tủy cũng có sự tăng sinh bất thường của các tế bào bạch cầu hạt, tuy nhiên những tế bào này vẫn còn biệt hóa tốt, đảm nhận một phần chức năng của cơ thể Đó là lý do tại sao bệnh bạch cầu mạn thường diễn biến chậm hơn và triệu chứng không quá rầm rộ như những dạng bệnh bạch cầu cấp tính

Các nhà khoa học đã phát hiện ra một tổn thương thay đổi trong nhiễm sắc thể gây ra bệnh bạch cầu mạn dòng tủy Nhiễm sắc thể có chứa DNA, giúp xác định cách thức để một tế bào trưởng thành và phát triển.Vì vậy tổn thương nhiễm sắc thể sẽ dẫn tới sự thay đổi về chức năng và hoạt động của tế bào.Sự thay đổi đặc trưng nhất trong bệnh lý này nằm trên 2 nhiễm sắc thể: số 9 và số 22 Vì một lý do chưa rõ, mỗi nhiễm sắc thể sẽ bị đứt rời ra 1 đoạn và hoán đổi vị trí lẫn nhau Sau cùng tạo nên một nhiễm sắc thể đột biến có kích thước ngắn hơn với 1 đoạn là nhiễm sắc thể số 22 và 1 đoạn là nhiễm sắc thể số 9 Người ta gọi đó là nhiễm sắc thể Philadelphia (hay viết tắt là nhiễm sắc thể Ph) Sự hình thành của nhiễm sắc thể Philadelphia cũng dẫn đến sự sắp xếp lại những đoạn DNA tương ứng nằm trong nhiễm sắc thể đó Khi đó một gien mới được hình thành, gọi là gien BCR-ABL (gồm đoạn gien BCR của nhiễm sắc thể

số 22 gắn với gien ABL của nhiễm sắc thể số 9) Gien BCR-ABL thúc đẩy tế bào tăng sinh nhanh chóng, không ngừng nghỉ, nhưng lại ngăn cản quá trình tế bào bạch cầu già và chết đi Đây là mầm mống đầu tiên sinh bệnh bạch cầu mạn dòng tủy

Sự hình thành nhiễm sắc thể (NST) Philadelphia và gien BCR-ABL(nguồn: www.medscape.com)

3

2 Tổng quan về nhóm thuốc và đích tác động

2.1 Tyrosine kinase, chức năng sinh học và vai trò trong bệnh ung thư

-Cấu trúc của Tyrosine kinase

Tất cả các protein tyrosine kinase có một số đặc điểm cấu trúc có thể nhận dạng được là có một

vị trí gắn với ATP, nhóm gamma-phosphate của một phân tử ATP liên kết với enzyme và một

vị trí xúc tác của enzyme đó là một axit amin, hai chuỗi peptide cũng rất phổ biến trong các tyrosine kinase protein

-Các họ Tyrosine kinase

Tyrosine kinase được chia thành hai họ chính:

+ Các kinase liên kết với thụ thể xuyên màng (kinase thụ thể)

+ Các kinase là những protein trong tế bào chất (kinase không thụ thể)

Hơn 90 protein tyrosine kinase (PTK) đã được tìm thấy trong bộ gen của con người Chúng được chia thành hai lớp, tyrosine kinase thụ thể và không thụ thể

-Thụ thể tyrosine kinase

Đến năm 2004, 58 thụ thể tyrosine kinase (RTKs) đã được phát hiện, được chia thành 20 phân nhóm Chúng đóng vai trò then chốt trong các hoạt động đa dạng của tế bào bào gồm tăng trưởng, biệt hóa, trao đổi chất, bám dính, vận động, chết tế bào RTKs bao gồm một miền ngoại bào, có khả năng liên kết một phối tử cụ thể, miền xuyên màng và miền xúc tác nội bào, có khả năng liên kết và phosphoryl hóa các chất nền được chọn Liên kết của một phối tử với khu vực ngoại bào gây ra một loạt các sắp xếp lại cấu trúc trong RTKs dẫn đến kích hoạt enzyme của

nó Cụ thể, sự di chuyển của một số phần của miền kinase cho phép truy cập vào adenosine triphosphate (ATP) và chất nền đến vị trí hoạt động Điều này kích hoạt một loạt các sự kiện thông qua quá trình phosphoryl hóa các protein nội bào mà cuối cùng truyền ("tải nạp") tín hiệu ngoại bào đến nhân, gây ra những thay đổi trong biểu hiện gen Nhiều RTKs có liên quan đến

sự phát sinh ung thư, do đột biến gen hoặc dịch mã nhiễm sắc thể, hoặc đơn giản là do biểu hiện quá mức Trong mọi trường hợp, kết quả là một kinase siêu hoạt động, tạo ra một kích thích tăng trưởng không phụ thuộc vào ligand, và sinh ra các tế bào ung thư

-Tyrosin kinase tế bào chất (không thụ thể)

Ở người, có 32 protein tyrosine kinase Tyrosine kinase không thụ thể đầu tiên được xác định

là protein gây ung thư v-Src Hầu hết các tế bào động vật có chứa một hoặc nhiều thành viên của họ Src của tyrosine kinase Một loại virus sarcoma gà đã được tìm thấy mang các phiên bản đột biến của gen Src tế bào bình thường Gen v-src bị đột biến đã mất đi sự ức chế tích hợp bình thường của hoạt động enzyme, đặc trưng của gen SRC (c-src) của tế bào Các thành viên

gia đình SRC đã được tìm thấy có vai trò điều chỉnh nhiều quá trình truyền tin Ví dụ, thụ thể

kháng nguyên tế bào T dẫn đến tín hiệu nội bào bằng cách kích hoạt Lck và Fyn , hai protein có cấu trúc tương tự Src

2.2 Các loại thuốc điều trị ung thư

Hiện nay, có các loại thuốc điều trị ung thư sau:

- Thuốc hóa trị liệu: yếu tố liên kết alkyl,yếu tố gây ảnh hưởng tới chức năng tế bào thông qua việc gắn vào AND, các protein hay ARN; yếu tố kháng chuyển hóa các chất tương tự thay thế cho những chất chuyển hóa thiết yếu trong tổng hợp AND hay ARN của tế bào ung thư; các loại kháng sinh kháng khối u, tích hợp và phá vỡ AND; chất ức chế enzym topoisomerase, ngăn chặn sự sao chép DNA; các tác nhân liên kết với tubulin, ngăn chặn các vi ống hình thành trong quá trình nguyên phân

- Thuốc kháng thể đơn dòng (mAbs – Monoclonal antibodies):Kháng thể đơn dòng là các tác nhân sinh học có kích thước lớn, được tổng hợp từ các sinh vật sống, được nghiên cứu và phát triển trong phòng thí nghiệm nhằm mục đích nhận biết và gắn đặc hiệu trên các đích tế bào ung thư hay trong vòng tuần hoàn.Ví dụ như trastuzumab có đích là protein HER2 hay bevacizumab nhắm vào nhân tố tăng trưởng mạch máu nội mô (VEGF – Vascular endothelial growth factor) -Tổ hợp thuốc – kháng thể (ADCs – Antibody-drug conjugates):Các ADC gồm một phân tử thuốc gắn với một kháng thể, chúng có cơ chế tác dụng song song: kháng thể có khả năng gắn vào các phân tử đặc hiệu trên tế bào ung thư, kích thích sự nhập nội bào của thuốc, sau đó, phân

tử thuốc sẽ được giải phóng và gây chết tế bào ung thư “brentuximab vedotin” dùng điều trị một vài loại ung thư hệ bạch huyết (lymphoma) “trastuzumab emtansine” dùng điều trị ung thư ngực giai đoạn muộn sau khi điều trị với conventional chemotherapeutics

- Thuốc cấu trúc phân tử nhỏ: loại thuốc chính trong các thuốc phân tử nhỏ là các thuốc ức chế Tyrosin kinase (TKIs – Tyrosine kinase inhibitors), là yếu tố ức chế các protein (Tyrosin kinase) nằm bên trong hoặc bộc lộ trên bề mặt tế bào ung thư Ví dụ thuốc: Bosutinib,Imatinib…

2.3 Thuốc cấu trúc nhỏ tác động lên thụ thể tyrosine kinase – Bosutinib

Nhóm thuốc cấu trúc nhỏ tác động lên thụ thể tyrosine kinase bao gồm các thuốc: Imatinib,Nilotinib,Dasatinib,Bosutinib,Ponatinib … Trong đó thuốc điều trị đầu tay trên thị trường là Imatinib, khi thuốc này ra đời vào năm 1991 và được đưa vào trị trường năm 2001 đã tạo ra bước đột phá trong điều trị ung thư, tạo tiền đề cho việc “ Cá thể hóa điều trị “ , bằng các xét nghiệm di truyền trên tế bào ung thư và tế bào thường, bác sĩ có thể thay đổi cách thức điều trị phù hợp với nhu cầu của từng bệnh nhân, dùng thuốc nhắm tới một gene hay protein chuyên biệt/đặc hiệu cần cho sự phát triển và tồn tại của tế bào ung thư.Mặc dù thế hệ thứ nhất Imatinib đạt được tỉ lệ đáp ứng cực kì cao và tỷ lệ tái phát thấp nhưng một số bệnh nhân gặp phải tình trạng kháng thuốc hoặc không dung nạp thuốc Imatinib Hiện nay có các dạng kháng thuốc: đột biến sai nghĩa trong vùng gen mã hóa enzyme Abl kinase,biểu hiện quá mức của Bcr-Abl,sự tăng sản xuất protein huyết tương xuyên màng hoặc kích hoạt thành lập các phân tử tín hiệu

5

xuôi dòng như Scr-family kinase Do đó sự ra đời của các thuốc –tinib thế hệ tiếp theo sẽ tạo ra nhiều lựa chọn điều trị phù hợp hơn cho từng bệnh nhân, và việc phối hợp các thuốc-tinib cùng nhóm cũng tăng hiệu quả điều trị

Thuốc Cấu trúc Số liên

kết Hydro

Acid amin liên kết Hydro

Cấu dạng gắn kết

Khám phá

Tình trạng năm

2017 Imatinib

(STI571)

6 Met-318, Thre-315 Asp-381 Ile-380 His-361

Không hoạt động

Sàng lọc thuốc

Liệu pháp đầu tay trên thị trường

Nilotinib

(AMN107

)

4 Met-318, Thre-315

Không hoạt động

Thiết

kế thuốc hợp

lý

Liệu pháp hàng hai trên thị trường Dasatinib

(BMS-345825

3 Met-318, Thre-315 Asp-381 Glu-286

Hoạt động

Thiết

kế thuốc hợp

lý

Liệu pháp hàng hai trên thị trường

Bosutinib

(SKI-606)

- - Không

hoạt động

Thiết

kế thuốc hợp

lý

Liệu pháp hàng hai trên thị trường Ponatinib

(AP-24534)

5 Met-318

Asp-381 Glu-286 His-381

Không hoạt động

Thiết

kế thuốc hợp

lý

Liệu pháp hàng hai trên thị trường

Nguồn: Thái Khắc Minh (2020),Chất ức chế enzyme Bcr-Abl tyrosine kinase

Thuốc Bosutinib:

-Ngày 30 tháng 1 2012 công ty dược Pfizer công bố FDA chấp thuận việc ứng dụng thuốc mới đối với Bosutinib cho bệnh nhân đã từng điều trị bệnh bạch cầu dòng tủy mãn tính có nhiễm sắc thể Ph +

Ngày 19 tháng 12 năm 2017,FDA chấp thuận Bosulif (bosutinib) của công ty dược Pfizer trong điều trị bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính có nhiễm sắc thể Ph + được chẩn đoán mới (CML)

Bosutinib là một chất ức chế Bcr-Abl kinase để điều trị bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính nhiễm sắc thể (Ph +) Philadelphia (C +) ở nhứng bệnh nhân đã kháng hoặc không dung nạp với các phác đồ điều trị khác

So với các thuốc ức chế tyrosine kinase khác, nó có hồ sơ độc tính về huyết học thuận lợi hơn Điểm đặc biệt của Bosutinib là nó vừa là chất nền vừa có tác dụng ức chế bơm P-glycoprotein, hiệu quả trong các loại ung thư không có dạng đột biến Threonin 315 chuyển thành Isoleucin

3 Tên khoa học, tên thông dụng, tên thương mại

3.1 Tên khoa học

4-[(2,4-dichloro-5-methoxyphenyl)amino]-6-methoxy-7-[3-(4-methylpiperazin-1-yl)propoxy]quinoline-3-carbonitrile

3.2 Tên thông dụng:Bosutinib

3.3 Tên thương mại: BOSULIF

3.4 Một số chế phẩm của Bosutinib trên thị trường

7

4 Công thức

4.1 Công thức phân tử :C26H29Cl2N5O3

4.2 Khối lượng phân tử

4.3 Công thức cấu tạo phẳng

HN

N

N

N N

O

O

O

4.4 Công thức không gian lập thể

5 Cơ chế tác động – Liên quan cấu trúc và tác dụng

5.1 Cơ chế:

Trong cơ thể, enzym tyrosine kinase giữ vai trò quan trọng trong việc chuyển nhóm phosphate

từ adenosine triphosphate vào protein trong tế bào Các nhóm phosphate này gắn vào amino acid trên protein Quá trình phosphate hóa protein đóng vai trò rất quan trọng trong sự truyền tín hiệu tế bào liên quan đến hoạt động tế bào sự phân chia, sự sống và sự phát triển của tế bào

Cấu trúc của Bosutinib dựa trên khung quinoline và có cấu trúc liên quan đến quinazoline

Sàng lọc nấm men phụ thuộc Src kinase dẫn đến đặc tính của carbonitrile 4-anilino-3-quinoline

như một chất ức chế Src Bosutinib ức chế Src, Abl và một loạt các kinase tyrosine và

kháng imatinib, nhưng đột biến T315 đã kháng hoàn toàn với bosutinib

9

5.2Liên quan cấu trúc tác dụng

Nguồn:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3320885/?utm_source=zalo&utm_me dium=zalo&utm_campaign=zalo&zarsrc=30

Cấu trúc của bosutinib xác thực liên kết với miền Abl tyrosine kinase

A) Tương tác của bosutinib (màu xanh) với vùng bản lề của Abl (màu vàng) Để so sánh, các chế độ liên kết của erlotinib (màu đỏ) và gefitinib (màu hồng) cũng được hiển thị và thu được bằng cách sắp xếp cấu trúc của các hợp chất này liên kết với EGFR (mã pdb 1M17 và 2ITY cho erlotinib và gefitinib, tương ứng) trên vùng bản lề của Abl

B) Các tương tác giữa bosutinib và T315 và V299 của Abl được hiển thị Dư lượng T315

và V299 được hiển thị dưới dạng que và bề mặt màu vàng, và bosutinib được hiển thị dưới

dạng que màu xanh, với bản đồ mật độ điện tử 2Fo-Fc hiển thị dưới dạng lưới màu xanh Đột biến T315I được mô phỏng như những que đen mỏng, và cuộc đụng độ với bosutinib được hiển thị dưới dạng các chấm đen

C) Các đường cong liên kết để bosutinib liên kết với Src và đột biến Src T338I Cường độ huỳnh quang đo được ở 480nm được vẽ như là một hàm của tổng nồng độ bosutinib Hình nhỏ cho thấy một cái nhìn mở rộng về đường cong ràng buộc cho Src

D) Các đường cong ràng buộc cho vandetanib liên kết với Abl, Src và đột biến Src T338I Cường độ phát xạ huỳnh quang đo được ở 440 nm, với kích thích ở 280nm, được vẽ như là một hàm của tổng nồng độ vandetanib

E) Cấu hình của vòng lặp P trong cấu trúc của chúng tôi (hiển thị màu vàng, hai phần dư

bị rối loạn được biểu thị là một đường màu vàng nét đứt), so với cấu trúc được quan sát trong cấu trúc cocatin imatinib (mã pdb 1IEP, được hiển thị bằng màu xám) và một phức chất nền của Abl (mã pdb 2G1T, được hiển thị bằng màu nâu) Cuộc đụng độ giữa Y253 và bosutinib

sẽ xảy ra do sự sụp đổ của vòng lặp P được hiển thị dưới dạng các chấm đen

6 Phương pháp điều chế

Tổng hợp Bosutinib từ axit 3-Methoxy-4-hydroxybenzoic.Qui trình được bắt đầu với các phản ứng ester hóa, nitrat hóa,khử,đóng vòng,Clo hóa và hai phản ứng amin hóa liên tiếp Các chất trung gian và phân tử đích được xác định bởi 1 H-NMR, 13 C-NMR, MS và độ tinh khiết

của tất cả các hợp chất được xác định bằng HPLC

Qui trình:

Hợp chất axit 3-Methoxy-4-hydroxybenzoic đã được ester hóa và sau đó được alkyl hóa với

1-bromo-3-chloropropane để đủ khả năng trung gian hợp chất 3 với năng suất 90,0%

Nitrat hợp chất 3 với axit nitric trong axit axetic đã cho hợp chất 4 Hợp chất 4 được khử bằng sắt bột và clorua amoni để tạo ra hợp chất 5 trong hiệu suất đạt yêu cầu (91,5%) Để có được mức giảm tốt hơn, Pd / C có thể được sử dụng để khử hợp chất 4 thay vì Fe / NH4Cl

Tuy nhiên, Pd / C đã cho chuyển đổi không đầy đủ (hiệu suất 85%) ngay cả sau thời gian phản ứng dài (18 giờ)

Hợp chất 5 đã được phản ứng với 3,3-diethoxypropionitrile để thu được hợp chất 6 Trong

bước này, hợp chất 5 không được phản ứng trực tiếp với 3,3-diethoxypropionitrile, nhưng

dưới sự xúc tác của axit trifluoroacetic, chuyển đổi thành oxopropanenitrile, và sau đó 3-oxopropanenitrile đã được phản ứng với phenylamine 5 để tạo thành một cơ sở của Schiff Do

liên hợp p-π, bazơ của Schiff sẽ chuyển sang một dạng khác là hợp chất 6 Đóng vòng hợp

chất 6 với natri hydroxit và Clo hóa bằng hợp chất có khả năng POCl3 8 Sản phẩm cuối cùng