Nghiên cứu chế tạo hệ dẫn thuốc Nano Paclitaxel phối hợp Curcumin và đánh giá tác động của chúng lên các tế bào ung thư

Header Page 1 of 116.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA Y DƯỢC

LÊ THỊ HẢO

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ DẪN THUỐC
NANO PACLITAXEL PHỐI HỢP CURCUMIN
VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG LÊN
CÁC TẾ BÀO UNG THƯ
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH DƯỢC HỌC
KHÓA: QH-2012

NGƯỜI HƯỚNG DẪN
1. TS. HÀ PHƯƠNG THƯ
2. PGS.TS. DƯƠNG THỊ LY HƯƠNG

Hà Nội – 2017

Footer Page 1 of 116.


Header Page 2 of 116.

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể Khoa Y Dược, Đại
học Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện, giúp đỡ để em hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô đã giảng dạy không
những về mặt kiến thức mà còn cả kinh nghiệm để em có một kiến thức nền vững
chắc trong suốt 5 năm học vừa qua.

Tiếp theo em xin bày tỏ sự tri ân và lòng biết ơn sâu sắc đến:
1. TS. Hà Phương Thư – Trưởng phòng vật liệu nano Y Sinh, Viện Hàn Lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2. PGS.TS Dương Thị Ly Hương – Bộ môn Dược lý – Dược Lâm Sàng,
Khoa Y – Dược Đại học Quốc Gia Hà Nội.
3. Ths. Đỗ Hải Đoan, Phòng vật liệu nano Y Sinh, Viện Hàn Lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam.
Đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình cũng như tạo những điều kiện về tài
liệu tham khảo, phòng thí nghiệm cũng như kinh phí của đề tài để em có thể hoàn
thành khóa luận này trong những điều kiện tốt nhất.
Em xin cảm ơn đề tài cấp viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
MS. VAST03.04, 2016-2017 (chủ nhiệm TS. Hà Phương Thư) đã tài trợ kinh phí
giúp em thực hiện đề tài nghiên cứu của mình.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn bộ các anh chị thuộc Viện Hàn Lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam đặc biệt các anh chị thuộc phòng vật liệu nano Y
Sinh đã giúp đỡ, hỗ trợ em trong quá trình thực hiện đề tài khóa luận này.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn quan
tâm động viên, giúp đỡ em hoàn thành khóa luận này.
Dù đã rất cố gắng nhưng khóa luận của em vẫn khó tránh khỏi những thiếu
sót. Vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến phản hồi từ phía các thầy cô để
khóa luận thêm hoàn thiện. Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh Viên

Lê Thị Hảo

Footer Page 2 of 116.


Header Page 3 of 116.

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Kí hiệu

Diễn giải

CMC

Nồng độ micel tới hạn

CUR

Curcumin

DCM

Dichloromethan

EE%

Hiệu suất mang thuốc

EtOH

Ethanol

FDA

Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ

FTIR

Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier

L-LA

L-lactic acid

NF-κB

Yếu tố nhân Kappa B

PCL

Poly- caprolacton

PEG

Poly ethylen glycol

PGA

Poly glycolic acid

PLA

Poly Lactid

PLGA

Poly lactic-co-glycolic acid

TEM

Kính hiển vi điện tử truyền qua

TPGS

Tocopheryl polyethylen glycol 1000 succinat

Footer Page 3 of 116.


Header Page 4 of 116.

DANH MỤC CÁC HÌNH
STT

Tên Hình

Trang

Hình 1

Cơ chế nhắm đích bị động và chủ động của hệ
phân phối thuốc có kích thước nano

5

Hình 2

Cấu tạo của axit olic

6

Hình 3

ức độ biểu hiện của thụ thể olat trên các mô
thường và khối u

7

Hình 4

ột số hệ phân phối thuốc cấu trúc nano

10

Hình 5

Cấu trúc mixen tạo nên bởi copolyme (dạng diblock) không mang thuốc (a) và mang thuốc (b)

11

Hình 6

Công thức hóa học của PTX

12

Hình 7

Công thức hóa học của Cur

13

Hình 8
Hình 9

Cấu trúc của L-LA
Công thức của TPGS

15
16

Hình 10
Hình 11

Công thức của copolyme PLA-TPGS
Hình ảnh của các hạt nano (PTX+Cur)/PLATPGS
Copolyme PLA-TPGS được tạo bởi monome LLA và TPGS.
Phổ hồng ngoại FTIR của nano (Cur+PTX)PLA-TPGS-Fol với 5 tỉ lệ khác nhau giữa PLA
và TPGS
Phổ hồng ngoại FTIR của (1) Cur, (2) PTX, (3)
Acid folic, (4) PLA-TPGS 1:1 và (5)
(Cur+PTX)-PLA-TPGS-Fol với tỉ lệ PLATPGS 1:1
Hình ảnh FESEM của nano (Cur+PTX)-PLATPGS-Fol với 5 tỉ lệ khác nhau giữa PLA và
TPGS (a) 1:1, (b) 2:1, (c) 1:3, (d) 2:1, (e) 3:1
Thế zeta của hạt nano (Cur +PTX) PLA-TPGSFol tại các tỉ lệ của PLA và TPGS: 1:3 (a), 1:2
(b), 1:1 (c), 2:1 (d), 3:1 (e)

Phương trình đường chuẩn của Cur và PTX

17
17

Hình 12
Hình 13
Hình 14

Hình 15
Hình 16
Hình 17

Footer Page 4 of 116.

19
23

24

28

30

31


Header Page 5 of 116.

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

Tên bảng

Trang

Bảng 1

Tỉ lệ và khối lượng của PLA và TPGS thực
nghiệm

20

Bảng 2

Các dao động đặc trưng của các chất

21

Bảng 3

Các dao động đặc trưng của các chất

25

Bảng 4

Thế zeta của hệ nano tại 5 tỉ lệ khác nhau của
PLA-TPGS

28

Bảng 5

Hiệu suất bọc thuốc của Curcumin và Paclitaxel

31

Bảng 6

Kết quả gây độc tế bào trên 4 dòng tế bào được
chọn

32

Footer Page 5 of 116.


Header Page 6 of 116.

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 3
1.1. Tổng quan về ung thư ................................................................................ 3
1.2. Tổng quan về hệ phân phối thuốc mới - hệ nano ...................................... 4
1.2.1. Cơ chế hướng đích của hệ phân phối thuốc nano .................................. 5
1.2.2. Các vật liệu có thể dùng để tạo ra chất mang nano ............................... 8
1.3. Hệ phân phối thuốc nano mang đồng thời Paclitaxel và Curcumin dựa

trên copolyme PLA-TPGS ((Cur+PTX)-PLA-TPGS) .................................... 11
1.3.1. Paclitaxel............................................................................................... 12
1.3.2. Curcumin ............................................................................................... 13
1.3.3. Tác dụng hiệp đồng của Curcumin và Paclitaxel ................................. 14
1.3.4. Tổng quan về hệ micel copolyme PLA-TPGS ....................................... 15
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 19
2.1. Nguyên liệu, đối tượng nghiên cứu .......................................................... 19
2.2. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 19
2.2.1. Tổng hợp copolyme PLA-TPGS ............................................................ 19
2.2.2. Chuẩn bị dung dịch TPGS gắn với folat ............................................... 21
2.2.3. Tổng hợp hạt nano (Cur + PTX)-PLA-TPGS gắn folat........................ 21
2.2.4. Hiệu suất bọc thuốc (EE%) ................................................................... 22
2.2.5. Đánh giá các đặc trưng vật liệu............................................................ 23
2.2.6. Đánh giá tác dụng gây độc tế bào ........................................................ 23
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................. 24
3.1. Tính đặc trưng vật liệu ............................................................................. 24
3.1.1. Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier (FTIR) ............................. 24
3.1.2. Hình thái và kích thước ......................................................................... 27
3.2.3. Thế zeta ................................................................................................. 29
3.2. Hiệu suất bọc thuốc (EE %) ..................................................................... 32

Footer Page 6 of 116.


Header Page 7 of 116.

3.3. Thử nghiệm gây độc tế bào ...................................................................... 33
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................... 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Footer Page 7 of 116.


Header Page 8 of 116.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ung thư hiện nay vẫn đang là một trong các nguyên nhân gây tử vong
hàng đầu trên thế giới. Sự phát triển của ung thư trong những năm gần đây đang
thực sự là một mối lo ngại lớn đối với các quốc gia trên thế giới và thu hút được
quan tâm rất lớn, không chỉ trong cộng đồng khoa học, đặc biệt là dược sĩ, các
nhà sinh học và hóa học, mà còn trong cộng đồng nói chung. Việc chữa trị ung
thư tiêu tốn rất nhiều công sức và tiền bạc. Tuy nhiên, các thuốc điều trị ung thư
truyền thống thường thiếu tính đặc hiệu đối với những tế bào ung thư và có độ
tan trong nước thấp. Chúng không những tiêu diệt tế bào ung thư mà còn tiêu
diệt cả những tế bào khỏe mạnh của cơ thể, do đó không đem lại hiệu quả chữa
trị cao và gây nên nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng. Do đó, nhu cầu cấp bách là
cần phát triển phương pháp điều trị ung thư không có hoặc rất ít tác dụng phụ
đến các tổ chức lành. Sự phát triển vượt trội của công nghệ nano trong thời gian
gần đây đã tạo ra những bước tiến đáng kể trong tất cả các lĩnh vực của khoa học
công nghệ. Trong ngành dược, các hệ phân phối thuốc nano đã cho thấy những
ưu thế vượt trội so với những hệ phân phối thuốc truyền thống. Các hệ phân phối
thuốc nano có thể hướng đích tác dụng chọn lọc tới các tế bào, khối u ung thư
theo hai cơ chế: hướng đích thụ động và hướng đích chủ động, nhờ đó giảm
thiểu tối đa tác dụng phụ của thuốc đến mô lành đồng thời tăng hiệu quả điều trị,
giảm liều thuốc cần sử dụng.
Song song với đó, sử dụng kết hợp các loại thuốc trong điều trị ung thư
cũng được xem như là một hướng tiếp cận đầy tiềm năng. Phối hợp thuốc
trong điều trị ung thư có thể tạo nên tác dụng hiệp đồng, giúp tăng hiệu quả trị
liệu, giảm thiểu tác dụng phụ, giảm liều dùng, ngăn chặn hoặc giảm hiện

tượng kháng đa thuốc.
Paclitaxel (PTX) là một trong những thuốc điều trị ung thư truyền
thống được chiết xuất từ vỏ của cây Taxus brevifolia, dùng để điều trị nhiều

Footer Page 8 of 116.

1


Header Page 9 of 116.

bệnh ung thư như ung thư vú, buồng trứng, phổi …[41]. Tuy nhiên, việc sử
dụng PTX trong điều trị gây ra nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng như phản
ứng quá mẫn, gây độc thần kinh, mắt v.v… Điều đó có thể do độ tan trong
nước thấp của PTX cũng như tính chọn lọc đến các tế bào khối u kém [26,41].
Để giải quyết vấn đề này, cần làm tăng độ tan trong nước của PTX và hạn chế
tối đa tác dụng có hại đến cơ thể.
Curcumin(Cur) là một chất polyphenol màu vàng được chiết xuất từ rễ
của cây nghệ (Curcuma longa) sống phổ biến ở vùng khí hậu nhiệt đới Đông
Nam Á [39]. Cur đã được chứng minh không những có tác dụng chống oxy
hóa mạnh mà còn diệt được các tế bào ung thư với rất ít độc tính[3,12,45]. Sự
kết hợp của Cur và PTX cho tác dụng hiệp đồng ức chế sự phát triển của các
khối u do Cur ngăn cản PTX hoạt hóa yếu tố nhân Kappa B, là yếu tố làm bất
hoạt sự chết theo chương trình của tế bào [18]. Hơn nữa, Cur còn có khả năng
ức chế hoạt động của bơm tống thuốc P-Glycoprotein – một trong các cơ chế
của tế bào ung thư kháng lại PTX – nhờ đó tăng hiệu quả trị liệu của PTX.
Tuy nhiên Cur cũng có độ tan trong nước thấp và nhanh bị đào thải ra khỏi cơ
thể nên ứng dụng trong lâm sàng để điều trị ung thư bị giới hạn đáng kể [7].
Bởi những lý do trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Nghiên cứu
chế tạo hệ dẫn thuốc nano Paclitaxel phối hợp Curcumin và đánh giá tác

động của chúng lên các tế bào ung thư” với mục tiêu:
1). Bào chế hệ nano trên cơ sở copolyme PLA - TPGS mang đồng thời
PTX và Cur và gắn yếu tố hướng đích olat.
2). Đánh giá hiệu quả tác động của hệ trên một số tế bào ung thư.

Footer Page 9 of 116.

2


Header Page 10 of 116.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về ung thư

Ung thư là một thuật ngữ chung cho một nhóm lớn các bệnh có thể ảnh
hưởng đến bất kỳ phần nào của cơ thể. Các thuật ngữ khác được sử dụng là
các khối u ác tính và u.

ột đặc tính của ung thư là tạo nhanh các tế bào bất

thường phát triển vượt ra ngoài phạm vi thông thường của chúng, và sau đó
có thể xâm nhập vào các bộ phận liền kề của cơ thể và lây lan đến các cơ
quan khác, quá trình thứ hai được gọi là di căn. Di căn là những nguyên nhân
chính gây tử vong do ung thư .
Tỷ lệ ung thư có xu hướng tăng nhanh ở phần lớn các nước trên thế
giới. Tổ chức Y tế thế giới(WHO) nhận định đây là đại dịch đang xảy ra trong
hiện tại. Ước tính mỗi năm trên toàn cầu có hơn 14,1 triệu người mới mắc và
8,2 triệu người chết do ung thư, trong đó gần 70% là ở các nước đang phát
triển và có thể tăng gấp đôi lên 14,6 triệu người vào năm 2035. Số lượng các

trường hợp mới mắc được dự kiến sẽ tăng khoảng 70% trong 2 thập kỷ tới.
Hiện khoảng 23 triệu người đang sống với ung thư. Nếu không có các biện
pháp can thiệp kịp thời thì các con số này sẽ tăng lên 30 triệu vào năm 2020.
Và cũng theo WHO, trong 178 quốc gia, vùng lãnh thổ có tỷ lệ mắc và tử
vong do ung thư nhiều nhất thế giới, Việt Nam đứng thứ 78. Năm bệnh ung
thư phổ biến nhất ở Việt Nam là ung thư gan, phổi, dạ dày, ung thư vú và ung
thư trực tràng [15].
Các phương pháp điều trị ung thư phổ biến hiện nay là phẫu thuật, xạ
trị và hóa trị. Trong hóa trị liệu, các dược chất phổ biến như cisplatin,
mitoxantron,

estramustin,

doxorubicin,

etoposid,

vinblastin,

paclitaxel,vinorelbin, hoặc kết hợp các loại thuốc với nhau đã được sử dụng
rộng rãi trong điều trị ung thư và cũng đã cải thiện chất lượng cuộc sống
[8,31,34]. Tuy nhiên, bên cạnh hiệu quả trong diệt tế bào ung thư, các thuốc
này còn gây nhiều tác dụng không mong muốn trên tế bào lành. Do đó, công
cuộc tìm kiếm các thuốc mới, các liệu pháp điều trị mới, hoặc phối hợp các

Footer Page 10 of 116.

3

Header Page 11 of 116.

dược chất với nhau để nâng cao hiệu quả điều trị, giảm thiểu tác dụng không
mong muốn vẫn đang là một thách thức đặt ra với các nhà khoa học. Do đó,
một nhu cầu cấp bách là cần tìm ra phương pháp điều trị ung thư không có
hoặc rất ít tác dụng phụ đến các cơ quan bình thường.
1.2. Tổng quan về hệ phân phối thuốc mới - hệ nano

Nhiều hệ phân phối thuốc đã và đang được nghiên cứu và phát triển
nhằm tăng khả năng vận chuyển và giải phóng thuốc tại những vùng khối u
mang bệnh và do đó giảm thiểu những tác động xấu tới những cơ quan của cơ
thể. Trong đó hệ phân phối thuốc nano có tiềm năng ứng dụng rất cao, thu hút
được nhiều sự quan tâm nghiên cứu và phát triển.
Công nghệ nano liên quan đến việc thiết kế, phân tích, bào chế các vật
liệu trong đó có ít nhất một chiều có kích thước từ 1-100 nm. Các vật liệu
nano có diện tích bề mặt lớn so với thể tích, các tính chất hóa, lý, sinh học của
chúng cũng rất khác biệt so với các vật liệu có kích thước lớn. Những tính
chất siêu việt này đã mở ra những cơ hội mới trong việc ứng dụng công nghệ
nano trong các lĩnh vực như y học và sinh học. Nhờ đó, thuật ngữ “y học
nano” đã được hình thành [28]. Mục tiêu của y học nano là áp dụng của công
nghệ nano vào y học cho việc phòng bệnh, chẩn đoán và trị liệu bằng cách
dùng vật liệu nano để thao tác các hệ thống sinh học ở mức độ tế bào hay
xuống thấp hơn nữa ở cấp độ phân tử. Những nghiên cứu trong y học nano
phần lớn liên quan đến việc mang thuốc đến các tế bào bệnh và chẩn đoán
bệnh ở mức phân tử. Với kích thước cỡ nano mét, các hệ phân phối thuốc
nano không chỉ giúp cải thiện tính tan của các thuốc không tan mà còn có khả
năng tập trung thuốc tại vùng khối u thông qua hai cơ chế hướng đích: bị
động và chủ động.

Footer Page 11 of 116.

4


Header Page 12 of 116.

Hướng đích chủ động
Tế bào ung thư

Nhập bào

Tế bào nội mô
Hoạt chất có hoạt tính
Giải phóng hoạt chất trong tế bào

Hướng đích bị động
Mạch bạch huyết

Hình 1: Cơ chế nhắm đích bị động và chủ động của hệ phân phối thuốc
có kích thước nano
1.2.1. Cơ chế hướng đích của hệ phân phối thuốc nano

* Hướng đích bị động
Các nhà khoa học đã nhận thấy có sự khác biệt giữa vùng mô bình
thường khoẻ mạnh và mô ung thư, tế bào của vách huyết quản trong vùng mô
khoẻ mạnh có sự liên kết rất khít khao, trong khi đó ở vách huyết quản của
mô ung thư xuất hiện những khoảng hở có kích cỡ khoảng 600-800 nm. Phân
tử thuốc tự do có thể đi xuyên vách thông qua sự thẩm thấu và khuếch tán tự
động, có tác dụng và tiêu diệt các tế bào khỏe mạnh lẫn tế bào ung thư mà
không phân biệt. Ngược lại, nếu thuốc đưa vào cơ thể dưới dạng hạt có kích

thước nano, độ lớn của hạt không cho nó đi qua vách huyết quản của mô bình
thường nhưng có thể chui lọt qua những khoảng hở đi vào khối u ung thư [5].
Các nhà toán học còn có thể tính toán hình dạng tối ưu làm sao để hạt có thể

Footer Page 12 of 116.

5


Header Page 13 of 116.

chui qua kẽ hở huyết quản với số lượng tối đa. Từ đó làm gợi ý đến việc
nghiên cứu phát triển các thuốc điều trị ung thư được bọc trong các hạt kích
thước nano nhằm tăng tính hướng đích, dẫn đến tăng hiệu quả điều trị bệnh.
Khi được đưa vào cơ thể, hạt nano mang thuốc sẽ theo hệ thống tuần
hoàn qua mạch máu để đến mô đích. Kích cỡ của hạt mang thuốc là một yếu
tố quan trọng cho việc vận chuyển thuốc. Kích cỡ này phải trong phạm vi từ 4
đến 400 nm. Nếu nhỏ hơn 4 nm, hạt sẽ nhanh chóng bị thải ra theo đường bài
tiết. Nếu lớn hơn 400 nm, hạt sẽ bị hệ thống miễn dịch phát hiện và loại trừ ra
khỏi cơ thể.
* Hướng đích chủ động:
Cơ chế hướng đích chủ động dựa trên những liên kết đặc hiệu cuả các
thụ thể có mặt trên tế bào ung thư đối với các tác nhân hướng đích đặc hiệu
đối với các thụ thể đó.

ối loại tế bào ung thư sẽ có một hoặc nhiều thụ thể

đặc hiệu. Để đạt được khả năng nhắm đích có tính chọn lọc cao, những hệ
phân phối thuốc có thể được gắn với các yếu tố hướng đích như: hormon,
kháng thể, và những dẫn xuất của vitamin [27]. Trong đó hệ gắn thuốc với

axit olic được nghiên cứu ứng dụng nhiều trị liệu ung thư [24].


Axit folic

Hình 2. C u t củ
it ic
Axit folic (Hình 2) là một vitamin rất cần thiết cho các quá trình
sinh tổng hợp nucleotid, vì vậy, nó được sử dụng để kéo dài quá trình sống

Footer Page 13 of 116.

6


Header Page 14 of 116.

của tế bào. Tế bào thường vận chuyển folat qua màng thông qua những thụ
thể của folat (folat-receptor (

)). Những thụ thể của folat (

) thường được

biểu hiện quá mức ở tế bào ung thư giúp những tế bào ác tính được cung cấp
đầy đủ nhu cầu vitamin cho sự phát triển của chúng [33].


Thụ thể folat (FR) :

Thụ thể olat của người (khối lượng cỡ 38 kDa) bao gồm 3 dạng
- , và

-

.

- ,

ỗi dạng có khả năng bám dính khác nhau đối với olat.

Hằng số phân ly KD của mỗi dạng đối với olat lần lượt là: FR- = 0,1 n ,
FR- = 1 n ,

-

= 0,4 n . Hằng số phân ly càng nhỏ cho thấy khả năng

bám dính càng cao. Vì có ái lực cao đối với olat, nên thụ thể
tượng được nghiên cứu khá kĩ trên các dòng tế bào ung thư.

- là đối
- chỉ biểu

hiện ở mức độ rất thấp trên các mô thường, song lại biểu hiện rất cao ở các
mô thư ác tính như: ung thư buồng trứng, ung thư dạ con, ung thư não,
thận… ức độ biểu hiện của thụ thể olat được biểu hiện qua lượng olat bám
trên một mg protein được tách ra từ các mô, khối u tương ứng. Mức độ biểu
hiện của thụ thể folat ở mô khối u cao hơn nhiều so với mô lành (Hình 3). Các
nhà khoa học có thể tận dụng các đặc điểm này để gắn folat lên các hệ phân

phối thuốc, giúp tăng khả năng bám dính của những hệ dẫn thuốc này lên tế
bào ung thư, qua đó tăng nồng độ của thuốc tại những vùng khối u và giảm
thiểu nồng độ của thuốc tại những cơ quan, tế bào lành.

Hình 3: M c độ bi u hiện củ th th

Footer Page 14 of 116.

7

t t ên m thư ng và khối u.


Header Page 15 of 116.

Cơ chế: Sau khi bám lên những thụ thể folat nằm trên bề mặt của tế
bào ung thư, những hệ gắn folat sẽ được tiếp nhận và vận chuyển vào bên
trong tế bào, tới những cơ quan nội bào gọi là endosom. Những endosom này
có pH nằm trong khoảng từ 4.3 đến 6.9, phổ biến nhất là 5.0. pH của endosom
có ảnh hưởng tới việc gắn của hệ olat vào thụ thể. Khi pH < 5 một số hệ gắn
folat sẽ bị tách ra khỏi thụ thể folat và tồn tại bên trong tế bào. Một số nghiên
cứu gần đây đã chỉ ra rằng, tổng số hệ gắn folat được nhập bào sẽ gần như tỉ
lệ thuận với số lượng thụ thể folat được biểu hiện trên một tế bào và tốc độ
tiếp nhận những hệ gắn folat của một tế bào ung thư trung bình là 1-3  105
phân tử tế bào giờ [42].


Kết hợp copolyme và folat để tạo ra một hệ phân phối thuốc cấu

trúc nano có khả năng hướng đích chủ động

Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu được tiến hành dựa trên việc
kết hợp copolyme và olat để tạo ra các hệ phân phối thuốc nano hướng đích
mang lại nhiều tác dụng có lợi như các liposom, phức hợp polymer-thuốc, hạt
nano lipid, và micel copolymeric. Ví dụ, năm 2011,

ing - Fa - Hsieh cùng

đồng nghiệp đã tiến hành tổng hợp hệ phân phối thuốc nano doxorubicin dựa
trên copolyme poly(ethylen glycol)-poly )-poly(ethylen glycol) gắn yếu tố
hướng đích olat ứng dụng trong điều trị ung thư vú [11]. Hay Wang J, Liu W
cùng các cộng sự năm 2011 cũng đã tiến hành tổng hợp hệ phân phối thuốc có
yếu tố hướng đích olat được tổng hợp từ monomethoxy-poly(ethylen glycol)b-poly(lactid)-paclitaxel

(MPEG-PLA-paclitaxel)

và

d- -tocopheryl

polyethylen glycol 1000 succinat (TPGS)- olat đã chứng minh acid folic tăng
cường khả năng phân phối thuốc của hệ nano mang thuốc điều trị ung thư
đến các tế bào ung thư [47].
1.2.2. Các vật liệu có thể dùng để tạo ra chất mang nano
Để chế tạo được những hệ phân phối thuốc điều trị ung thư có khả năng
nhắm đích tới tế bào ung thư như vậy, có hai vấn đề lớn được đặt ra. Thứ

Footer Page 15 of 116.

8

Header Page 16 of 116.

nhất, những loại vật liệu nào phù hợp để có khả năng tạo ra những hệ chất
mang có kích thước nano, có khả năng tương hợp sinh học cao, an toàn cho
người bệnh. Thứ hai, lựa chọn những phối tử nào đặc hiệu đối với những thụ
thể đặc trưng đối với từng loại tế bào ung thư là việc rất quan trọng quyết
định tới khả năng nhắm đích và tính chọn lọc của việc điều trị.
Những hệ vật liệu sử dụng để bào chế những hệ phân phối thuốc phải
có khả năng tương thích sinh học cao, bảo vệ thuốc chống lại các quá trình
chuyển hóa và thải trừ trong cơ thể thông qua sự hoạt động của các loại
enzyme, không gây những phản ứng miễn dịch trong cơ thể và không gây độc
cho cơ thể. Có thể chia những vật liệu được sử dụng trong việc dẫn truyền
thuốc làm 3 loại [23]:
-

Các hạt vô cơ có cấu trúc xốp ( hạt SiO2 xốp) hoặc rỗng ( hạt vàng rỗng)

-

Các loại polyme thiên nhiên hoặc polyme tổng hợp

-

Các hệ mang sinh học: virus

Một số hệ phân phối thuốc được tạo thành từ polyme được liệt kê trong
Hình 4. Trong số đó, các polyme được sử dụng để tạo chất mang nano dưới
dạng polymeric micel. Trong đó các polyme phân hủy sinh học vẫn được sử
dụng rộng rãi hơn cả. Các polyme phân hủy sinh học như poly- caprolacton

(PCL), poly lactid (PLA), poly glycolic acid (PGA), poly e-caprolacton, poly
lactic-co-glycolic acid (PLGA). Những polyme này đã được cục quản lý thực
phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ FDA, chứng minh là phân hủy sinh học, được
sử dụng trong nhiều nghiên cứu do có độc tính thấp với cơ thể. Với tính chất
kỵ nước giúp chúng có khả năng vận chuyển những loại thuốc ít tan trong
nước lớn nhưng đồng thời khả năng phân tán trong nước rất hạn chế, và tốc
độ phân hủy thấp trở thành rào cản để sản xuất hệ phân phối thuốc mới tiên
tiến [46]. Vì vậy, thông thường, khi sử dụng các loại polyme này như một hệ
phân phối thuốc, người ta thường sử dụng các chất nhũ hóa nhằm làm tăng
khả năng phân tán của hệ trong môi trường cơ thể, qua đó làm tăng khả năng

Footer Page 16 of 116.

9


Header Page 17 of 116.

lưu thông trong hệ tuần hoàn.

ặc dù vậy, khi sử dụng các chất nhũ hóa, kích

thích của hệ mang thuốc thường lớn, không nằm trong vùng kích thước từ
200-800 nm. Vì vậy, chúng dễ bị bắt giữ bởi các đại thực bào và bị phân hủy
bởi các enzyme trong hệ thống bài tiết của cơ thể. Đồng thời, với kích thước
lớn, khả năng phân tán của những hệ phân phối thuốc này vào những vùng
khối u ung thư bị giảm xuống.

Hạt nano polyme

Micel polyme

Phức hợp polyme thuốc/protein
Hoạt chất
điều trị

Phối tử hướng đích

Hình 4: Một số hệ phân phối thuốc c u t úc n n [37].
Để khắc phục nhược điểm này, các nhà khoa học đã tạo ra những
copolyme. Micel copolyme hoạt động như các chất mang nano với nhiều
thuận lợi, chẳng hạn như có độc tính thấp, tính ổn định cao và kích thước nhỏ.
Copolyme lưỡng tính, trong công thức gồm các cấu trúc kỵ nước và ưa nước.
Trong môi trường nước, chúng có thể tự tập hợp thành những cấu trúc vỏ- lõi

Footer Page 17 of 116.

10


Header Page 18 of 116.

được gọi là micel copolymeric (Hình 5). Lõi kỵ nước có thể được coi như là
vi môi trường để kết hợp các loại thuốc kỵ nước và bảo vệ chúng khỏi bị phá
hủy trong khi lớp vỏ tham gia vào việc ổn định và cải thiện thời gian lưu của
các micel trong các hệ thống tuần hoàn [9].

Phần ưa nước
Phần kị nước

Hình 5. C u t úc micel t

nên bởi c p yme (d ng di-b ck) kh ng

m ng thuốc ( ) và m ng thuốc (b).
ột số polyme ưa nước như poly lactic acid (PLA) hoặc tocopheryl
polyethylen glycol 1000 succinat (TPGS) có thể được kết hợp để làm tăng tốc
độ phân hủy, giảm tính kỵ nước của các polyme phân hủy sinh học này, để
tạo ra các hệ thống copolymeric micel mới cũng đã được đưa vào nghiên cứu.
1.3. Hệ phân phối thuốc n n m ng đồng th i P c it

e và Cu cumin

dự t ên copolyme PLA-TPGS ((Cur+PTX)-PLA-TPGS)

Bên cạnh việc nghiên cứu và phát triển những hệ phân phối thuốc mới,
một loạt các hợp chất tự nhiên có tác dụng chống ung thư kết hợp với các loại
thuốc điều trị ung thư đang được điều trị phổ biến hiện nay vào các hệ phân
phối thuốc nano cũng đang được nghiên cứu, phát triển, trong đó sự kết hợp
giữa Cur và PTX vẫn đang thu hút được nhiều sự quan tâm, nghiên cứu từ các
dược sĩ, nhà khoa học.

Footer Page 18 of 116.

11


Header Page 19 of 116.

1.3.1. Paclitaxel

PTX (Hình 6) được chiết xuất từ vỏ cây Taxus brevifolia, là một trong
những chất trị liệu hóa học hiệu quả nhất trong điều trị nhiều loại ung thư, bao
gồm ung thư buồng trứng, vú, đại tràng, bàng quang, thực quản, phổi, đa u tủy
và ung thư Kaposi [41].Tuy nhiên, do độ hòa tan kém (độ tan dưới 0,5mg/L)
và chỉ số điều trị thấp, ứng dụng lâm sàng của PTX là vẫn còn hạn chế. Bệnh
nhân sau khi dùng PTX đều bị rụng tóc, hơn 90% bênh nhân bị suy tủy... Một
số bệnh nhân bị các phản ứng phụ như như sung huyết, ngoại ban (39%), kém
ăn (25%), phù ngoại biên (10%)[13].
Vì vậy, vấn đề đặt ra là làm sao nâng cao tính tan, nâng cao hiệu quả trị
liệu của PTX đồng thời làm giảm những hiệu ứng phụ do loại thuốc này gây
ra. Theo Sang Cheon Lee và cộng sự, copolyme dựa trên poly ethylen glycol
và poly(2-(4-vinylbenzyloxy)-N,N-diethylnicotinamid) đã có tác dụng làm
tăng độ tan của PTX [25].

Hình 6. C ng th c hó học củ PTX

Footer Page 19 of 116.

12


Header Page 20 of 116.

1.3.2. Curcumin

Curcumin

(Cur)

[1,7-Bis

(4-hydroxy-3-medithoxyphenyl)

-1,6-

heptadien-3,5-dion] (Hình 7), một hợp chất màu vàng phân lập từ thân rễ cây
nghệ Curcuma longa. Cur nhận được sự quan tâm lớn từ các nhà khoa học vì
khả năng phòng ngừa ung thư của nó [6,19].

Hình 7. C ng th c hó học của Cur

Bột nghệ từ lâu đã được sử dụng trong ẩm thực Ấn Độ và trong y học
truyền thống châu Á để điều trị chứng khó tiêu hóa và viêm khớp. Curcumin

Footer Page 20 of 116.

13


Header Page 21 of 116.

chiết xuất từ củ nghệ không chỉ là một chất chống oxy hóa mạnh, một hợp
chất chống viêm mà còn có tác dụng phòng và điều trị ung thư. Nhiều sản
phẩm từ curcumin đã được tổng hợp để điều trị ung thư (ung thư ruột, da, vú,
dạ dày, buồng trứng, tuyến tiền liệt, dạ dày, loét tá tràng, vv) [1,2,10,44].

ặc

dù curcumin đã được chứng minh là không độc hại và có các tác dụng chống

ung thư đầy hứa hẹn nhưng ứng dụng của nó vẫn bị hạn chế do khả năng hòa
tan trong nước và sinh khả dụng kém [48]. Theo kết quả nghiên cứu của
Donatella Paolino và các cộng sự được công bố vào năm 2016, sử dụng
copolyme methacrylic có thể làm tăng độ tan cũng như sinh khả dụng đường
uống của curcumin [32].
1.3.3. Tác dụng hiệp đồng của Curcumin và Paclitaxel

Một số nghiên cứu đã được tiến hành nhằm tìm ra rằng liệu có bất cứ
tác dụng hiệp đồng nào giữa Cur và PTX hay không. Và kết quả của những
nghiên cứu này chỉ ra rằng thực sự giữa chúng có tác dụng hiệp đồng để làm
tăng hiệu quả ức chế khối u qua trung gian NF-kappa B (NF-κB ).
NF-κB là một protein phức tạp, có vai trò kiểm soát sự phiên mã của
ADN, sự sản xuất cytokin, đáp ứng miễn dịch, trong nhiễm trùng virus và khả
năng sống của tế bào.... chúng có mặt trong rất nhiều loại tế bào người và
động vật. Trong các tế bào bình thường, thì NF-κB không được hoạt hóa nên
đáp ứng của tế bào với quá trình apoptosis (quá trình tế bào tự chết theo
chương trình) vẫn diễn ra bình thường. Đó là bởi vì N -κB hoạt hóa sẽ kiểm
soát gen anti-apoptosis đặc biệt là T A 1 và T A 2, do đó loại bỏ hoạt động
của họ enzym caspase - đóng vai trò chính trong các quá trình apoptosis. Việc
ức chế NF-κB có thể làm tế bào ngừng phân chia, tăng trưởng, gây chết hoặc
trở nên nhạy cảm hơn với các thuốc điều trị ung thư [23].
Hầu hết các chất điều trị ung thư đều hoạt hóa NF-kappa B trong đó có
PTX. Và Cur thì đã ức chế PTX trong quá trình hoạt hóa N -kappa B và làm
tăng hiệu quả ức chế khối u tăng sinh của PTX trong dòng tế bào ung thư vú

Footer Page 21 of 116.

14

Header Page 22 of 116.

MDA-MB-231. Sự kết hợp của Cur và PTX cho phép suy ra sự ức chế tốt
hơn về sự tăng sinh tế bào, làm tế bào tự chết theo chương trình nhiều hơn khi
so sánh với việc chỉ dùng hoặc PTX hoặc Cur đơn thuần [18].
1.3.4. Tổng quan về hệ micel copolyme PLA-TPGS



PLA

Poly-lactic acid (PLA) (Hình 8) là một polyme phân hủy sinh học và
tương thích sinh học, được sử dụng rộng rãi trong y sinh học để làm cho chất
mang nano an toàn và phân hủy sinh học để điều trị ung thư. Cục Thực phẩm
và Dược phẩm Hoa Kỳ ( DA) đã chấp thuận sử dụng của chúng trong các hệ
thống phân phối thuốc. Các monome của PLA tức là, L-lactic acid (L-LA),
mà có thể được tạo ra một cách hiệu quả bởi việc lên men từ các nguồn tái tạo
được như tinh bột và đường. PLA phân hủy đến monome của nó, L-LA, là
một chất chuyển hóa bình thường của con người [46].

Hình 8. C u t úc củ L-LA


TPGS

TPGS (D- -tocopheryl polyethylen glycol 1000 succinat) (Hình 9)
được DA chấp thuận là dẫn xuất tan trong nước tự nhiên của Vitamin E
(PEGylated vitamin E). TPGS không tích điện và rất ưa nước, được sử dụng
như chất làm tăng độ tan, tăng cường hấp thụ và làm chất mang cho các công
thức khác nhau. TPGS chủ yếu được nghiên cứu trong liposom và hạt nano

Footer Page 22 of 116.

15


Header Page 23 of 116.

polyme, giúp tăng cường sự hấp thu của tế bào, tăng khả năng gây độc tế bào
và cho thấy thời gian lưu kéo dài [22,30].
TPGS dễ hấp thụ trong ống tiêu hóa, và ức chế P-glycoprotein là thụ
thể vận chuyển đa thuốc, ở trong ruột tăng cường khả năng gây độc của chất
chống ung thư như doxorubicin, vinblastin, paclitaxel và curcumin [49,50].
Tiềm năng quan trọng đã được chứng minh cho TPGS là trong ứng dụng hạt
nano và các công nghệ dựa trên lipid để phân phối thuốc. Cấu trúc hóa học
của vitamin E TPGS gồm cả phần thân dầu và phần thân nước, dẫn đến nó có
tính chất amphiphilic. Hơn nữa, đuôi alkyl ưa mỡ và phần đầu ưa nước là
cồng kềnh và có diện tích bề mặt lớn. Đặc điểm như vậy khiến nó trở thành
một chất nhũ hóa tốt, có khả năng nhũ hóa một loạt các hệ thống thân nướcdầu không thể trộn lẫn.

Hình 9. C ng th c của TPGS
Hệ micel PLA - TPGS được tổng hợp dựa trên sự kết hợp của monome
acid L-lactic (L-LA) đã được chứng minh là phân hủy sinh học nên an toàn
cho cơ thể [46] và D-a-tocopheryl polyethylen glycol 1000 succinat (TPGS)
có nguồn gốc từ vitamin E. Hệ có cấu trúc vỏ-lõi, với lớp vỏ ưa nước (TPGS)
và phần lõi kị nước (PLA) giúp làm tăng độ tan trong nước của các thuốc có
độ tan thấp. Copolyme PLA-TPGS (Hình 10) đã được ứng dụng vào nhiều hệ
phân phối thuốc nano bởi tính an toàn, phân hủy sinh học tự nhiên, khả năng

Footer Page 23 of 116.

16


Header Page 24 of 116.

hướng đích tốt, cũng như dễ dàng tổng hợp được. Thêm vào đó, TPGS được
hấp thu một cách dễ dàng trong đường tiêu hóa và cũng có khả năng ức chế Pglycoprotein, là một protein vận chuyển đa thuốc từ trong tế bào chất ngược
trở ra để bài tiết vào đường ruột. Do đó cải thiện khả năng gây độc tế bào của
nhiều hợp chất chống ung thư như doxorubicin, paclitaxel và curcumin [4,29].

Hình 10. C ng th c của copolyme PLA-TPGS


Cơ chế m ng thuốc và c p yme PLA- TPGS

Đối với các micel copolyme PLA- TPGS lõi kỵ nước gồm chuỗi PLA
và đuôi alkyl thân nước của TPGS nên có thể bọc nhiều phân tử trị liệu nhỏ kị
nước. Cur và PTX đã được đóng gói vào các lõi vì kị nước của nó thông qua
sự tương tác kỵ nước, lực Van der Waals, vv. cung cấp một bề mặt ổn định
giữa thuốc và môi trường nước ngoài [22] (Hình 11).

Footer Page 24 of 116.

17


Header Page 25 of 116.

PTX

Hình 11. Hình ảnh củ các h t nano (PTX+Cur)/PLA-TPGS

Footer Page 25 of 116.

18