Tổng quan về beta secretase và các chất ức chế beta secretase hướng điều trị bệnh alzheimer

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

PHẠM THỊ THU HẰNG

TỔNG QUAN VỀ BETA-SECRETASE VÀ

CÁC CHẤT ỨC CHẾ BETA-SECRETASE
HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ALZHEIMER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2018


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

PHẠM THỊ THU HẰNG

TỔNG QUAN VỀ BETA-SECRETASE VÀ CÁC CHẤT
ỨC CHẾ BETA-SECRETASE
HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ALZHEIMER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:
1. PGS.TS.Đinh Thị Thanh Hải
2. TS.Phạm Thế Hải
Nơi thực hiện:
1. Bộ môn Hóa hữu cơ
2. Bộ môn Hóa dược

HÀ NỘI - 2018


LỜI CẢM ƠN
Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành nhất tới các
thầy cô giáo, gia đình, bạn bè và những người đã giúp đỡ, ủng hộ em trong thời gian
vừa qua.
Trước hết, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đinh
Thị Thanh Hải - Bộ môn Hóa hữu cơ và TS. Phạm Thế Hải - Bộ môn Hóa
Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời gian
học tập và thực hiện đề tài. Cảm ơn thầy cô vì ngoài những kiến thức chuyên môn
em còn được dạy phương pháp làm việc khoa học, hiệu quả.
Em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới DS.Nguyễn Công Trường - Đại học quốc
gia Seoul và các thầy cô giáo, các anh chị kỹ thuật viên bộ môn Hóa hữu cơ đã tận
tình giúp đỡ, chỉ bảo, tạo điều kiện cho em được học tập, nghiên cứu và hoàn thành
khóa luận này.
Cuối cùng, em cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới những người thầy đã
dạy dỗ em trong suốt năm năm học tập tại trường Đại học Dược Hà Nội, cám ơn các
thầy cô vì sự tận tâm với nghề, luôn là tấm gương sáng cả về lối sống và đạo đức
nghề nghiệp đối với sinh viên chúng em.
Hà Nội, tháng 5 năm 2018
Sinh viên

Phạm Thị Thu Hằng


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH
DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC SƠ ĐỒ

ĐẶT VẤN ĐỀ ---------------------------------------------------------------------------------1
CHƯƠNG 1: BỆNH ALZHEIMER VÀ VAI TRÒ CỦA BETA-SECRETASE
TRONG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BỆNH ALZHEIMER -------------------------3
1.1. BỆNH ALZHEIMER -----------------------------------------------------------------3
1.1.1. Sơ lược về bệnh Alzheimer -----------------------------------------------------3
1.1.2. Dịch tễ -----------------------------------------------------------------------------3
1.1.3. Nguyên nhân gây bệnh ----------------------------------------------------------4
1.1.4. Tiêu chuẩn chẩn đoán -----------------------------------------------------------5
1.1.4.1. R \l "_Toc5166682 ----------------------------------------------------------5
1.1.4.2. R \l "_Toc516668294" erTuan. -------------------------------------------5
1.1.4.3. Các thay đ516668295" er. -------------------------------------------------5
1.1.4.4. M \l "_Toc516668296". ----------------------------------------------------6
1.1.4.5. Các bi.NK \l "_Toc5166682. ----------------------------------------------6
1.1.4.6. Đ1.4.6.NK. -------------------------------------------------------------------6
1.1.5. Phân loại theo các giai đoạn bệnh. ---------------------------------------------6
1.1.5.1. Giai đoNK \l . ----------------------------------------------------------------7
1.1.5.2. Giai đoToc5166. ------------------------------------------------------------7
1.1.5.3. Giai đoNK \l ". --------------------------------------------------------------7
1.1.6. Điều trị -----------------------------------------------------------------------------8
1.1.6.1. Ch\l "_Toc5 cholinesterase ------------------------------------------------8
1.1.6.2. Thuốc kháng thụ thể NMDA (N-methyl-D-aspartat) -------------------9
1.2. VAI TRÒ CỦA BETA-SECRETASE TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH
ALZHEIMER ----------------------------------------------------------------------------- 10
1.2.1. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH BỆNH ALZHEIMER -------------------------- 10


1.2.2. Sự hình thành mảng bám amyloid do β-secretase ------------------------- 12
1.2.3. Sự hình thành đám rối sợi thần kinh (NFTs) do protein Tau ------------- 13

1.2.3.1. Protein Tau và phosphoryl hóa quá mNFTs) do prote -------------- 13
1.2.3.2. Quá trình hình thành đám rhóa qu thần kinh (NFTs) ---------------- 14
1.2.4. GIẢ THUYẾT AMYLOID TRONG HÌNH THÀNH BỆNH
ALZHEIMER -------------------------------------------------------------------------- 14
1.2.4.1. S \l "_Toc516668313" G HÌ --------------------------------------------- 14
1.2.4.2. Cơ s "_Toc516668314" -------------------------------------------------- 16
1.2.5. BETA-SECRETASE LÀ MỤC TIÊU PHÂN TỬ TIỀM NĂNG
TRONG ĐIỀU TRỊ ALZHEIMER ------------------------------------------------- 17
1.3. CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA BETA-SECRETASE -------------------------- 18
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CHẤT ỨC CHẾ ENZYME BETA-SECRETASE HƯỚNG
ĐIỀU TRỊ ALZHEIMER ĐƯỢC NGHIÊN CỨU GẦN ĐÂY ----------------------- 20
2.1. CHẤT ỨC CHẾ DỰA TRÊN CẤU TRÚC ------------------------------------- 20
2.2. CÁC CHẤT ỨC CHẾ GIẢ PEPTIDE ------------------------------------------- 22
2.2.1. Mục đích thiết kế --------------------------------------------------------------- 22
2.2.2. Khó khăn trong thiết kế chất ức chế mang khung peptid ----------------- 24
2.3. CÁC CHẤT ỨC CHẾ NON-PEPTID -------------------------------------------- 25
2.3.1. Chất ức chế BACE-1 chứa khung acyl guanidin--------------------------- 25
2.3.2. Chất ức chế BACE-1 chứa khung 2-Aminopyridin ----------------------- 27
2.3.3. Chất ức chế BACE-1 chứa khung Aminoimidazol ------------------------ 29
2.3.4. Chất ức chế BACE-1 chứa khung aminohydantoin ----------------------- 31
2.3.5. Chất ức chế BACE-1 khung Dihydroquinazolin --------------------------- 34
2.3.6. Chất ức chế BACE-1 chứa khung Aminoquinolin ------------------------ 36
2.3.7. Chất ức chế enzyme BACE-1 chứa khung pyrrolidin --------------------- 38
2.3.8. Các chất ức chế BACE-1 có nguồn gốc tự nhiên -------------------------- 40
2.4. CÁC CHẤT ỨC CHẾ BACE-1 GIAI ĐOẠN THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG
----------------------------------------------------------------------------------------------- 41
KẾT LUẬN----------------------------------------------------------------------------------- 44


KIẾN NGHỊ ---------------------------------------------------------------------------------- 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc của các chất ức chế enzyme cholinesterase ...................................... 9
Hình 1.2. Quá trình phân giải APP tạo ra amyloid β……………...……………….12
Hình 1.3. Quá trình tích tụ Aβ thành các oligomer ....................................................... 13
Hình 1.4. Quá trình hình thành đám rối sợ thần kinh ................................................... 14
Hình 1.5. Giả thuyết amyloid trong bệnh Alzheimer .................................................... 15
Hình 1.6. Độc tính của Amyloid beta. .......................................................................... 16
Hình 1.7. Cấu trúc bậc 2 cuả dạng nắp mở và nắp đóng............................................... 19
Hình 1.8. Cấu trúc bậc 3 của dạng nắp mở và nắp đóng............................................... 19
Hình 2.1. Các vị trí hoạt động của beta-secretase. ........................................................ 20
Hình 2.2. Cấu trúc và các vị trí liên kế của OM99-2 với enzyme. ............................... 21
Hình 2.3. Chất ức chế OM00-3. .................................................................................... 22
Hình 2.4. Cơ chế của enzyme BACE-1 cắt đứt liên kết peptide. .................................. 23
Hình 2.5. Các khung sử dụng trong chất ức chế chứa peptide...................................... 23
Hình 2.6. Các khung sử dụng trong chất ức chế không peptide ................................... 25
Hình 2.7. Công thức cấu tạo hợp chất 1a ...................................................................... 26
Hình 2.8. Cấu tạo một số chất ức chế chứa khung 2-aminopyridin .............................. 28
Hình 2.9. Công thức cấu tạo hợp chất 3a ...................................................................... 29
Hình 2.10. Cấu trúc hóa học hợp chất 4a-d................................................................... 33
Hình 2.11. Cấu trúc hóa học hợp chất 5a ...................................................................... 34
Hình 2.12. Cấu trúc hóa học hợp chất 6a,6b ................................................................. 34
Hình 2.13: Cấu trúc hóa học của dẫn xuất chứa khung pyrrolidine.............................. 40
Hình 2.14. Cấu trúc hóa học các hợp chất có nguồn gốc curcumin .............................. 42
Hình 2.15. Cấu trúc hóa học các hợp chất có nguồn gốc terpenoid .............................. 42
Hình 2.16. Cấu trúc hóa học các hợp chất có nguồn gốc alkaloid ................................ 43

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thuốc ức chế cholinesterase điều trị Alzheimer .......................................... 08
Bảng 2.1. Cấu trúc hóa học và hoạt tính của các hợp chất 1c-g ................................... 27
Bảng 2.2. Cấu trúc hóa học và hoạt tính các hợp chất 2e-h .......................................... 28
Bảng 2.3. Cấu trúc hóa học và hoạt tính các chất ức chế 3b-m .................................... 30
Bảng 2.4. Cấu trúc hóa học và hoạt tính các hợp chất 4h-w ......................................... 32
Bảng 2.5: Cấu trúc và hoạt tính của các chất ức chế 5e-m ........................................... 35
Bảng 2.6: Cấu trúc hóa học và hoạt tính của các chất ức chế 6c-g ............................... 36
Bảng 2.7: Cấu trúc hóa học và hoạt tính của các hợp chất 7b-m .................................. 39
Bảng 2.8. Các chất ức chế β-seretasetrong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng ................. 41


DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ bệnh sinh chứng sa sút trí tuệ ............................................................ 13
Sơ đồ 2.1. Quy trình tổng hợp các dẫn xuất chứa acyl guanidin .................................. 26
Sơ đồ 2.2. Quy trình tổng hợp các dẫn xuất chứa 2-aminopyridin ............................... 27
Sơ đồ 2.3.Quy trình tổng hợp các dẫn xuất của 2-aminoimidazol ................................ 29
Sơ đồ 2.4. Quy trình tổng hợp dẫn xuất chứa aminohydantoin .................................... 32
Sơ đồ 2.5: Quy trình tổng hợp các dẫn xuất chứa dihydroquinazolin .......................... 34
Sơ đồ 2.6. Quy trình tổng hợp các dẫn xuất chứa aminoquinolin................................. 36


ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh Alzheimer (AD) là bệnh đặc trưng bởi triệu chứng sự suy giảm trí nhớ
và chức năng nhận thức, và là hình thức phổ biến nhất của chứng sa sút trí tuệ ảnh
hưởng đến hơn 44 triệu người trên toàn thế giới. Bệnh nhân Alzheimer trong giai
đoạn cuối thường xuất hiện nhiều triệu chứng nặng, hoạt động thể chất suy yếu và
cuối cùng dẫn đến cái chết. Chính vì vậy, năm 2012, tổ chức Y tế Thế giới (WHO)
đã đưa chứng sa sút trí tuệ trở thành vấn đề sức khỏe cộng đồng cần được ưu tiên
[1], [36], [39], [55].

Đã có rất nhiều giả thuyết khác nhau về cơ chế bệnh sinh của Alzheimer, giả
thuyết cholinergic, giả thuyết amyloid…Các thuốc điều trị Alzheimer thường sử
dụng hiện nay như donepezil (Aricept), rivastigmine (Exelon), galantamine
(Razadyne), memantine (Namenda)…dựa trên giả thuyết cholinergic [1]. [20], [21].
Tuy nhiên, giả thuyết này không được ủng hộ gần đây, vì các thuốc chỉ làm chậm
tiến triển của bệnh mà không có khả năng điều trị bệnh dứt điểm [58].
Năm 1991, giả thuyết amyloid về sự tích tụ của amyloid beta đã được rất
nhiều ủng hộ [19]. Giả thuyết amyloid cho rằng tích tụ amyloid beta là nguyên nhân
cơ bản của bệnh. Dấu hiệu của bệnh Alzheimer bao gồm sự lắng đọng ngoại bào
của β-amyloid (Aβ) và các đám rối nội bào (NFTs). Mặc dù cơ chế sinh bệnh
Alzheimer chưa rõ ràng, nhưng bằng chứng cho thấy sự tích tụ bất thường của
amyloid liên quan đến rối loạn nhận thức, tạo thành các triệu chứng bệnh. Các βamyloid được sinh ra từ protein tiền chất amyloid do sự phân giải protein của βsecretase [11], [13], [14], [18], [33], [41] . Vì lý do này, bằng cách ức chế sự sản
xuất β-amyloid được coi là đầy hứa hẹn trong điều trị Alzheimer. Ức chế βsecretase 1 là một phương pháp trị liệu quan trọng để điều trị Alzheimer bằng cách
làm giảm sự hình thành β-amyloid.
Trên thực tế, có nhiều chất ức chế β-secretase có đặc tính peptid ức chế rất
mạnh hoạt tính của β-secretase. Nhưng hiệu lực trong tế bào lại rất thấp. Do kích
thước lớn và tính linh hoạt cao của tâm hoạt động β-secretase, hướng nghiên cứu
phát triển các thuốc ức chế β-secretase không peptid với tính thấm tốt và tăng cường
tính chất dược lý là nhu cầu cấp thiết hiện nay.
1


Từ các phân tích nêu trên, để có cái nhìn tổng thể về hướng nghiên cứu này,
chúng tôi thực hiện đề tài “Tổng quan về beta-secretase và các chất ức chế betasecretase hướng điều trị Alzheimer” với 2 mục tiêu chính sau:
1. Bệnh Alzheimer và vai trò của beta-secretase trong quá trình hình thành
bệnh Alzheimer.
2. Trình bày được một số chất ức chế beta-secretase hướng điều trị bệnh
Alzheimer đang được nghiên cứu gần đây.

2

CHƯƠNG 1: BỆNH ALZHEIMER VÀ VAI TRÒ CỦA BETA-SECRETASE
TRONG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH BỆNH ALZHEIMER
1.1. BỆNH ALZHEIMER
1.1.1. Sơ lược về bệnh Alzheimer
Thuật ngữ bệnh Alzheimer đầu tiên được đặt tên bởi Alois Alzheimer (1907)
tại cuộc họp lần thứ 37 của Hiệp hội các nhà tâm thần học tổ chức tại Tübingen,
vùng Tây Nam nước Đức vào năm 1906. Một trường hợp của một bệnh nhân nữ 50
tuổi tên là Auguste đã được mô tả sau 5 năm theo dõi với tình trạng rối loạn giấc
ngủ, hoang tưởng và rối loạn trí nhớ đến khi bà tử vong. Người phụ nữ này đã được
chẩn đoán mắc một dạng bệnh mất trí nhớ bao gồm một nhóm các triệu chứng chủ
yếu là liên quan đến suy giảm trí nhớ [1], [21], [29].
Báo cáo của Alois Alzheimer đã lưu ý đặc biệt sự xuất hiện các mảng bám
(plaques) và đám xơ rối (neurofibrillary tangles) trong mô não. Năm 1910,
Kraepelin đã lấy tên ông đặt cho tên bệnh (bệnh Alzheimer) trong cuốn Tâm thần
học (Psychiatrie) tái bản lần 8 của mình.
Trong các năm từ 1909-1911, Alois Alzheimer công bố thêm ba trường hợp
tương tự như phát hiện năm 1906 và một trường hợp biến thể (Josef F.) chỉ xuất
hiện mảng bám (plaque-only). Từ hai trường hợp Auguste và Josef, ông đã chỉ ra
mảng bám cũng như đám xơ rối là biểu hiện của các giai đoạn khác nhau của cùng
một quá trình phát triển bệnh lý [21].
1.1.2. Dịch tễ
Sau hơn 1 thập kỷ phát hiện, Alzheimer đã trở thành một bệnh lý rất phổ biến
trong nhóm bệnh sa sút trí tuệ. Con số bệnh nhân được báo cáo có xu hướng gia
tăng nhanh chóng trong hơn một thập kỷ qua.
Theo số liệu thống kê của Hiệp hội Alzheimer thế giới 2015, tỉ lệ mắc
Alzheimer tăng dần theo tuổi, từ khoảng 5% của người dưới 75 lên đến 40-50% của
người sau 85 tuổi. Bệnh Alzheimer luôn đi kèm với một khoảng ngân sách điều trị
khổng lồ và một gánh nặng về thể chất cũng như tinh thần lên bệnh nhân và người

thân của họ [1], [21], [29], [58].

3


- Dân tộc: Các dân tộc khác nhau có tỷ lệ mắc bệnh cũng khác nhau. Người
da trắng ít mắc bệnh hơn người Mỹ gốc Phi hoặc Tây Ban Nha. Người châu Á cũng
ít mắc bệnh hơn ở những nơi khác. Một số quan điểm còn cho rằng bệnh chịu ảnh
hưởng của yếu tố môi trường. Ví dụ: người Nhật sống ở Mỹ có tỷ lệ mắc bệnh cao
hơn người Nhật sống tại Nhật.
Tăng huyết áp tâm thu và tăng cholesterol máu sẽ có nguy cơ cao bị
Alzheimer hơn những người bình thường.
Hội chứng Down: người bị chứng này sẽ bị Alzheimer khi sống đến 40 tuổi
và những và mẹ sinh con bị Down sẽ có nguy cơ cao bị Alzheimer [1].
1.1.3. Nguyên nhân gây bệnh
Yếu tố di truyền, đến nay đã được xác nhận là một trong các nguyên nhân
gây bệnh Alzheimer. Yếu tố di truyền được thấy ở 5% các bệnh nhân Alzheimer và
là bệnh Alzheimer khởi phát sớm. Các biến đổi về nhiễm sắc thể đã được di truyền
theo kiểu gen trội, tự thân. Tuy nhiên, trong gia đình người mang các biến dị nhiễm
sắc thể gây bệnh Alzheimer vẫn có sự khác nhau về tuổi khởi phát bệnh cũng như
biểu hiện các triệu chứng [1], [2], [21], [29], [58]..
Các biến đổi ở nhiễm sắc thể 21 : các biến đổi về gen của Protein tiền chất
amyloid (APP) trên nhiễm sắc thể 21 đã được mô tả ở bệnh nhân Alzheimer khởi
phát sớm có tính chất gia đình. Các biến đổi này xuất hiện ở gần đầu và ở phần cuối
của chuỗi peptid. Các biến đổi này tác động đến quá trình dị hóa APP và làm tăng
sản xuất ra các amyloid β đặc biệt là dạng có 42 acid amin gây chết nơ ron. Các
biến đổi trên preseniline 1 và preseniline 2 cũng dẫn đến tăng sản xuất ra protein
Aβ42.
Hiện có 3 kiểu gen được mô tả là dễ gây ra ở các trường hợp Alzheimer khởi
phát muộn. Đặc biệt là gen Apolipotein (ApoE). Đây là gen kiểm soát việc tổng hợp

3 loại protein ApoE2, ApoE3 và ApoE4.ApoE4 được xác định là có tác động làm
tăng lắng đọng protein Aß, thay đối sự kết tập các Amyloid để tạo ra các mảng lão
suy. Gen ApoE mang allen ΨF4 được thấy ở 50% trong số các bệnh nhân bị bệnh
Alzheimer.
Ngoài các nguyên nhân trên, còn một số yếu tố khác dẫn đến hình thành AD.

4


-Yếu tố nhiễm độc nhôm: tình trạng nhiễm độc nhôm dường như có liên quan đến
sự tăng lắng đọng protein Amyloid β và số lượng các đám rối sợi thần kinh trong
não bệnh nhân Alzheimer.
- Yếu tố nhiễm trùng (virus chậm) giống như bệnh creutzfeld-Jakob.
- Các rối loạn chuyển hoá: phản ứng oxy hoá quá mức dẫn đến tăng các gốc tự do.
Các gốc tự do này cũng được cho là có liên quan đến sự kết hợp và tăng lắng
đọng protein Aβ gây chết tế bào thần kinh. Sự giảm lưu lượng máu não, rối loạn
sinh tổng hợp các yếu tố dinh dưỡng thần kinh... cũng được giả định là có vai trò
trong cơ chế gây bệnh Alzheimer.
1.1.4. Tiêu chuẩn chẩn đoán
1.1.4.1. Rối loạn trí nhớ.
Là triệu chứng sớm nhất và thường gặp hơn so với quá trình sa sút trí tuệ liền
lão khác. Tiến triển của rối loạn trí nhớ trong bệnh Alzheimer thường theo quy luật
Ribot. Các thông tin mới thu nhận được bị quên trước các thông tin đã thu nhận
được từ quá khứ. Bệnh nhân có thể nhớ rõ các sự kiện từ nhiều năm trước xong
không nhớ các sự kiện xảy ra 5 phút trước đó.
Ở giai đoạn nặng, bệnh nhân mất cả trí nhớ lâu năm. Ví dụ như quên các kỷ
niệm thời thơ ấu, quên cả tên vợ hoặc chồng, quên mình đã từng làm gì, ở đâu....
[1], [2], [21], [29], [58].
1.1.4.2. Rối loạn ngôn ngữ giác quan.
Là những triệu chứng rất thường gặp trong tiến triển của bệnh Alzheimer.

Một số bệnh nhân có rối loạn định hướng phải trái. Rối loạn ngôn ngữ có thế xuất
hiện sóm bằng các biểu hiện mất tính trôi chảy, lưu loát khi nói chuyện,
hiện tượng nói lặp từ, nói dị ngữ, ngập ngừng khi nói chuyện [1], [2], [21], [29],
[58].
1.1.4.3. Các thay đổi về cảm xúc.
Có thế có các biểu hiện đờ đẫn hoặc lo âu, dễ bị kích thích. Các triệu chứng
này được thấy ở hầu hết các bệnh nhân dưới 59 tuổi. Các triệu chứng bàng quan,
trầm cảm, vô cảm cũng đựơc quan sát thấy ở 3/4 bệnh nhân Alzheimer. Có quan
niệm cho rằng trầm cảm là triệu chứng phổ biến và xuất hiện sớm trong bệnh

5


Alzheimer - khi mà bệnh nhân vẫn còn duy trì được khả năng tự nhận thức về bệnh
của mình [1], [2], [21], [58].
1.1.4.4. Mất tri giác về bệnh.
Thường xuất hiện ở giai đoạn về sau của bệnh và thường được coi là có liên
quan trực tiếp với các tổn thương vùng thái dương - đỉnh. Đây có thể là biếu hiện
của cơ chế bảo vệ thần kinh. Bệnh nhân mất toàn bộ khả năng tự đánh giá về bệnh
tật cùa mình và thường kết họp với rối loạn ngôn ngữ nặng dần dẫn đến khó khăn
trong giao tiếp [1], [2], [58].
1.1.4.5. Các biến đổi về nhân cách.
Các biến đổi về nhân cách của bệnh nhân là những triệu chứng gây khó khăn
rất lớn cho gia đình trong việc chăm sóc và chịu đựng đối với người bệnh. Có thể là
các nét nhân cách tiền bệnh lý được nhấn mạnh lên trong quá trình phát triển bệnh.
Bệnh nhân trở nên thu mình lại, ít hoặc không quan tâm đến hậu quả của các hành
vi mà họ gây ra [1], [2], [21], [58].
1.1.4.6. Động kinh.
Đôi khi được dùng để chẩn đoán phân biệt và được ghi nhận ở 75% các
trường hợp bệnh Alzheimer. Các cơn co giật nhẹ ở giai đoạn sớm. Các cơn lớn chu

yếu thấy ở giai đoạn phát triển về sau của bệnh. Các cơn co giật thường có nguồn
gốc từ thuỳ thái dương với các đặc tính: nhai, chép môi, liếm môi [1], [2], [21],
[58].
1.1.5. Phân loại theo các giai đoạn bệnh.
Các triệu chứng của bệnh Alzheimer thường nặng hơn theo thời gian, mặc dù
tốc độ tiến triển không đồng đều giữa các nhóm bệnh nhân. Trung bình, một người
mắc bệnh Alzheimer có thể tử vong sau 4 đến 8 năm từ khi được chuẩn đoán, hoặc
cũng có thể kéo dài đến 20 năm sau, tùy vào các yếu tố khác [1], [2], [21], [58],
[59].
Bệnh Alzheimer thường trải qua ba giai đoạn: giai đoạn sớm (mức độ nhẹ),
giai đoạn giữa (mức độ vừa phải) và giai đoạn muộn (mức độ nặng), với các triệu
chứng được mô tả như sau

6


1.1.5.1. Giai đoạn sớm.
Trong giai đoạn đầu của Alzheimer, một người vẫn có thể hoạt động độc lập
như lái xe hoặc tham gia hoạt động xã hội. Tuy nhiên, họ gặp các vấn đề về trí nhớ
và sự tập trung như:
- Khó khăn trong sử dụng ngôn ngữ
- Khó khăn khi nhớ tên
- Mau quên
- Dễ làm mất hoặc thất lạc đồ vật
1.1.5.2. Giai đoạn giữa.
Trong giai đoạn này, thường là giai đoạn dài nhất trong quá trình tiến triển,
các triệu chứng có thể kéo dài trong nhiều năm. So với giai đoạn sớm yêu cầu mức
độ chăm sóc đối với bệnh nhân tại thời điểm này sẽ cao hơn. Các triệu chứng tương
đối dễ nhận thấy, bao gồm:
- Quên các sự kiện hoặc thông tin của bản thân mình.

- Hay ủ rũ hoặc chán nản
- Không thể nhớ lại địa chỉ hoặc số điện thoại, lẫn lộn về nơi họ đang ở hoặc nhầm
lẫn giữa các ngày tháng
- Khó kiểm soát tiểu tiện và đại tiện ở một số cá nhân
- Rối loạn giấc ngủ, chẳng hạn như ngủ nhiều ban ngày và bồn chồn vào ban đêm
- Thay đổi tính cách và hành vi, bao gồm nghi ngờ, ảo tưởng hoặc lặp đi lặp lại một
hành vi.
1.1.5.3. Giai đoạn muộn.
Trong giai đoạn cuối của bệnh, bệnh nhân mất khả năng phản ứng với môi
trường. Họ vẫn có thể nói những từ hoặc cụm từ, nhưng giao tiếp trở nên khó khăn.
Khi trí nhớ và kỹ năng nhận thức tiếp tục kém đi, những thay đổi nhân cách đáng kể
có thể xảy ra và bệnh nhân cần được trợ giúp trong các hoạt động hàng ngày.
Ở giai đoạn này, bệnh nhân có thể:
- Cần hỗ trợ trong các hoạt động hàng ngày và chăm sóc cá nhân.
- Mất nhận thức về những trải nghiệm gần đây cũng như môi trường xung quanh.
- Thay đổi về khả năng thể chất, bao gồm khả năng đi bộ, ngồi và nuốt.
- Giao tiếp khó khăn.
7


- Dễ mắc các bệnh viêm nhiễm, đặc biệt là viêm phổi.
1.1.6. Điều trị
Trong lâm sàng, hiện nay chưa có cách điều trị bệnh Alzheimer. Nhưng
những liệu pháp điều trị dùng thuốc hay không dùng thuốc đều hữu ích với cả hai
loại triệu chứng liên quan đến nhận thức và hành vi. Hiệp hội Quản lý Thuốc và
Thực phẩm (FDA) Hoa Kỳ đã phê chuẩn lưu hành hai loại thuốc dùng để điều trị
các triệu chứng liên quan đến nhận thức của bệnh Alzheimer [1], [2], [58].
Chất ức chế Cholinesterase gồm ba loại thường được kê trong đơn thuốc là :
- Donepezil (Aricept), được cấp phép dùng để điều trị trong tất cả các giai đoạn của
bệnh Alzheimer.

- Rivastigmin (Exelon), được cấp phép dùng để điều trị bệnh Alzheimer's trong giai
đoạn nhẹ và vừa.
- Galantamin (Razadyne), được cấp phép dùng để điều trị bệnh Alzheimer's trong
giai đoạn nhẹ và vừa
Memantin (Namenda) - một loại chất chuyển dẫn truyền thần kinh khác liên
quan đến quá trình ghi nhớ và học hỏi. Loại thuốc này được cấp phép dùng để điều
trị bệnh Alzheimer's trong giai đoạn vừa và nặng.
Ngoài ra, theo thống kê của Hiệp hội Alzheimer, đến năm 2017 đã có 236
chất hiện đang thử nghiệm trong điều trị Alzheimer [58].
1.1.6.1. Chất ức chế cholinesterase
Bảng 1.1. Thuốc ức chế cholinesterase điều trị Alzheimer
Tên hoạt chất

Biệt dược

Năm cấp phép đăng ký (FDA)

Tacrin

Cognex

1993 (đã bị rút số đăng ký)

Donepezil

Aricept

1996

Rivastigmin

Exelon

2000

Galantamin

Razadyne

2001

Acetylcholin là một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng cho quá trình ghi
nhớ và học hỏi. Chất ức chế Cholinesterase giúp ngăn ngừa sự giảm hàm lượng
acetylcholin. Bằng cách giữ cho hàm lượng acetylcholin ở mức cao, những loại
thuốc này sẽ hỗ trợ cho quá trình truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh.
8


Galantamin

Donepezil

Rivastigmin

Hình 1.1: Cấu trúc của các chất ức chế cholinesterase
Trong số các thuốc kháng cholinesterase, tacrin là loại thuốc sử dụng đầu
tiên điều trị AD, tuy nhiên do gây nhiều tác dụng phụ trên gan nên hiện nay không
còn được dùng [1].
1.1.6.2. Thuốc kháng thụ thể NMDA (N-methyl-D-aspartat)

Memantin
Hình 1.2. Cấu trúc hóa học của memantin
Memantin là chất đối kháng không cạnh tranh trên receptor NMDA (Nmethyl-D-aspartat). Việc sản xuất glutamat quá mức khiến các receptor NMDA
hoạt động quá mức, gây tăng nhập calci vào tế bào, dẫn đến các trạng thái kích thích
do nhiễm độc (excitotoxicity) và có liên quan đến suy giảm trí nhớ trong AD. Do
phụ thuộc vào điện thế và có động lực học nên memantin tăng cường ức chế
receptor này khi sản xuất glutamat quá mức, do đó cải thiện trí nhớ và chức năng
nhận thức [20].
Năm 2002, memantin lần đầu tiên được cấp số đăng ký ở châu Âu để điều trị
cho các trường hợp Alzheimer giai đoạn cuối. Đến năm 2005, thuốc này được thay
đổi chỉ định cho điều trị Alzheimer cho cả hai giai đoạn: giữa và cuối. Năm 2003,
memantin được cấp phép lưu hành ở Hoa Kỳ. Các bằng chứng lâm sàng cho thấy
memantin cải thiện đáng kể chức năng nhận thức, hành vi, và các hoạt động trong
cuộc sống hàng ngày ở bệnh nhân Alzheimer mức độ vừa và nặng. Tuy nhiên
memantin không cải thiện chức năng và hành vi tổng thể cũng như tình trạng nhận
thức của bệnh nhân [20].
9


1.2. VAI TRÒ CỦA BETA-SECRETASE TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH
ALZHEIMER
1.2.1. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH BỆNH ALZHEIMER
Alzheimer phát sinh chủ yếu là do sự xuất hiện của hai loại tổn thương trong
não, mảng bám amyloid β (Aβ) ở ngoại bào và đám rối sợi thần kinh (NTFs) ở nội
bào [1], [39]. Từ đó làm suy giảm chức năng của các tế bào thần kinh và gây chết tế
bào thần kinh.
Sự thoái hoá thần kinh được ước tính bắt đầu từ 20-30 năm trước khi người
bệnh có bất kỳ biểu hiện lâm sàng nào. Cấu trúc giải phẫu cho thấy thay đổi bệnh lý
lan rộng khắp vỏ não và các cấu trúc xung quanh, đặc biệt là vùng đồi thị [1], [2],
[39].

Alzheimer được xác định nguyên nhân là do sự tích tụ protein amyloid β có
các gấp nếp bất thường . Đây là những peptid ngắn được kết hợp thành các mảng
amyloid. Sự tích tụ của các vi sợi (fibril) amyloid, được coi là dạng có độc tố làm
ngăn cản cân bằng ion canxi trong tế bào, kích hoạt sự chết tế bào theo chương trình
(apoptosis). Tuy nhiên mật độ và vị trí của mảng bám amyloid không tương quan
với các triệu chứng hoặc mức độ nghiêm trọng của Alzheimer [1], [3], [24], [33],
[38], [39], [40], [42], [47].
Các nghiên cứu cho thấy: Nồng độ amyloid β trong dịch não tủy giảm trước
khi khởi phát bệnh khoảng 25 năm . Sự tích tụ amyloid β xuất hiện ở não khoảng 15
năm trước khi có triệu chứng. Vì vậy, suy giảm ký ức theo giai đoạn xuất hiện 10
năm trước triệu chứng. Cuối cùng suy giảm nhận thức xảy ra khoảng 5 năm trước
triệu chứng [1], [3], [24], [33], [38], [39], [40], [42].
Alzheimer cũng được coi là một chứng bệnh do sự phosphoryl hóa quá mức
của protein tau. Tau là một protein liên kết với tubulin để ổn định cấu trúc vi ống
sợi trục, đóng vai trò quan trọng trong bệnh Alzheimer [1], [2].

10


Các protein tau tách khỏi vi ống khiến quá trình phosphoryl hóa bất thường,
các vi ống xoắn lại hình thành các đám rối sợi thần kinh (NFTs). Các sợi này có ảnh
hưởng nhiều đến chức năng nội bào [1], [2].
- Di truyền (NST: 21, 14, 1)
- Gen gây co địa dễ bị bệnh
(ApoE4)

- Yếu tố biểu sinh: tuổi già, chấn
thương sọ não, trí tuệ…
- Nhiễm độc (nhôm, gốc tự do…)
- Nhiễm trùng (virus chậm)

- Di truyền (NST: 21, 14, 1)
- Gen gây cơ địa dễ bị bệnh

(ApoE4)

Aβ
(Aβ42)

Đám rối sợi
xoắn kép- Tau

Sự kết tập Aβ

Chết neuron
Các mảng lão suy viêm thần kinh

Nền não trước và các
hạt nhân ở thân não

Thiếu hụt chất dẫn
truyền thần kinh
(Acetyl cholin)

Vỏ
não

Chứng sa sút
trí tuệ

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ bệnh sinh chứng sa sút trí tuệ
11


1.2.2. Sự hình thành mảng bám amyloid do β-secretase
Mảng bám Aβ hình thành do phân giải protein tiền chất amyloid (APP) - một
glycoprotein xuyên màng gồm 770 acid amin. Protein này xuất hiện trong nhiều mô
nhưng nhiều nhất trong các khớp thần kinh của các neuron. APP bị phân cắt bởi 3
enzym : α, β và γ-secretase (hình 1.2) [1], [2], [16], [18], [39], [40].

Hình 1.2. Quá trình phân giải APP tạo ra Amyloid β.
Trước hết, APP bị phân cắt đồng thời bởi β-secretase và α-secretase tương
ứng với hai con đường amyloidogenic và non - amyloidogenic. Quá trình phân cắt
APP bởi α-secretase chủ yếu xảy ra chiếm hơn 90% trong cơ thể con người. Nhiều
nghiên cứu cho thấy stress oxy hóa làm giảm hoạt tính của α-secretase , làm tăng
cường biểu hiện và kích hoạt β-secretase. Phân cắt bởi α-secretase tạo ra sAPPα và
C83. Các sAPPα hòa tan này liên quan đến sự dẫn truyền thần kinh bình thường ở
synap. Còn phân cắt bởi β-secretase tạo ra sAPPβ và C99.
Các sản phẩm C83 và C99 này bị cắt một lần nữa nhờ γ-secretase (γsecretase là một phức hợp đa enzyme có chứa presenilin 1,2. Đột biến presenilin
được tìm thấy ở bệnh nhân Alzheimer di truyền). Riêng với C99 dưới tác dụng của
γ-secretase sẽ tạo thành hai phân đoạn không hòa tan Aβ40 và Aβ42. Aβ42 có tính
chất độc hơn và được sản xuất nhiều hơn Aβ40 [1], [2], [9], [16], [18], [39], [40]…
12


Các monomer này sau đó kết tụ lại thành các oligomer (là dimer hoặc trimer)
là các chất độc thần kinh. Các oligomer này không tan và bám xung quanh tế bào
thần kinh, dần dần hình thành nên các mảng amyloid beta (hình 2.2)

Hình 1.3. Quá trình tích tụ Aβ thành các oligomer.

Ngoài Amyloid beta, mảnh protein tiền chất vùng nội bào (amyloid precursor
protein intracellular domain – AICD) cũng có tác dụng phá vỡ sự truyền tin giữa
các nơ-ron trong quá trình tiến triển của bệnh Alzheimer [1], [39], [40].
1.2.3. Sự hình thành đám rối sợi thần kinh (NFTs) do protein Tau
1.2.3.1. Protein Tau và phosphoryl hóa quá mức protein Tau
Protein Tau là một protein liên kết được tìm thấy trong hầu hết các mô và tồn
tại với hàm lượng lớn trong hệ thần kinh trung ương và ngoại vi. Nó là thành phần
quan trọng của tế bào thần kinh để ổn định các vi ống. Vi ống rất cần thiết cho việc
duy trì cấu trúc của neuron, vận chuyển của sợi trục và sự dẻo dai của synap.
Protein Tau có 6 đồng phân, phụ thuộc vào sự tồn tại của ba hoặc bốn vị trí
liên kết với tubulin, được quy định bởi trạng thái phosphoryl hóa, có khoảng 79 vị
trí có khả năng phosphoryl hóa trên đồng phân Tau dài nhất . Ở protein Tau bình
thường có khoảng 30 vị trí phosphoryl hóa. Thông qua các đồng phân của protein
Tau , sự phosphoryl hóa của nó tương tác với tubulin để ổn định sự lắp ráp vi ống.
Mặt khác, ở người trưởng thành, protein Tau được dephosphoryl hoá (một quá trình
ngược lại) để ổn định của vi thể, duy trì cân bằng nội môi tế bào.
Trong não bình thường, Tau có sự cân bằng giữa phosphoryl hóa ( bởi các
enzyme kinase) với quá trình O-GlcNAcyl hóa. Nhiều yếu tố trong Alzheimer như
môi trường, hoặc di truyền gây ra thiếu glucose hoặc giảm chuyển hóa glucose dẫn
đến giảm O-GlcNAcyl, quá trình phosphoryl hóa Tau sẽ tăng [1], [2].

13


1.2.3.2. Quá trình hình thành đám rối sợi thần kinh (NFTs)
Các protein Tau bị phosphoryl hóa quá mức sẽ không còn gắn kết bền vững
với các tubulin. Chúng sẽ tách rời khỏi các vi ống trùng hợp thành oligomer, tạo
thành kẹp đôi xoắn ốc (PHFs), PHFs kết hợp với các sợi thẳng tạo thành đám rối
sợi thần kinh NFTs ( hình 1.4).
Cấu trúc này phá hoại các chức năng của tế bào chất và cản trở vận chuyển

của sợi trục. Cuối cùng dẫn đến sự sụp đổ của bộ khung tế bào, mất khả năng sống
của tế bào dẫn đến sự chết của tế bào.

Hình 1.4. Quá trình hình thành đám rối sợ thần kinh.
1.2.4. GIẢ

THUYẾT

AMYLOID

TRONG

HÌNH

THÀNH

BỆNH

ALZHEIMER
1.2.4.1. Sự xuất hiện các đột biến
Năm 1991, John Hardy và David Allsop đã công bố giả thuyết Amyloid cho
rằng sự tích tụ amyloid beta là nguyên nhân căn bản của bệnh. Giả thuyết này cho
thấy khởi đầu của bệnh Alzheimer là do đột biến trên APP hoặc đột biến trên γsecretase. Đột biến của hai acid amin gần đầu N chuỗi Aβ của APP được gọi là
K670N và M671L [7], [11], [17]. Nằm gần β-secretase, các đột biến làm cho APP
trở thành cơ chất tốt hơn cho β-secretase, do đó tạo ra C99 nhiều hơn [53] dẫn đến
mức APP bình thường tăng ba đến sáu lần [24]. Những người mang đột biến này sẽ
có nồng độ Aβ tăng lên trong suốt cuộc đời, ngay cả trước khi xuất hiện các dấu
hiệu của Alzheimer [11]. Có 5 vị trí đột biến khác nhau có thể xuất hiện ngay sau vị
trí cắt γ-secretase. Mỗi đột biến ảnh hưởng đến sự phân chia bởi γ-secretas dù hơi
14

khác nhau, tuy nhiên kết quả chung là Aβ42 được sản xuất nhiều hơn. Phổ biến nhất
là đột biến presenilin. Có khoảng 75 đột biến ở presenilin 1 (PS1) và 3 đột biến ở
presenilin 2 (PS2) dẫn đến sự gia tăng AD sớm hơn, một số trường hợp có biểu hiện
lâm sàng AD sớm nhất ở tuổi 30. Những đột biến này dẫn đến Aβ42 tăng gấp 3 lần,
và sau đó dẫn đến sự gia tăng các mảng bám Aβ. Sự phát hiện ra những đột biến
này, cùng với sự hình thành các mảng Aβ trong AD, đã dẫn tới sự phát triển của giả
thuyết amyloid về sự tiến triển của bệnh Alzheimer [11], [24 - 27], [30], [32], [43],
[44], [46].
Đột biến PS1, PS2 hoặc
APP
Kết tụ Aβ

Lắng đọng mảng Aβ
Kích hoạt tế bào sao và
phản ứng viêm
Suy giảm chức năng synap do
sự xuất hiện của các phân tử
oligomers
Thay đổi hoạt động của kinase
và phosphatase
Rối loạn chức năng, mất kiểm
soát synap; làm mất nơ ron
thần kinh
Sa sút trí tuệ/Alzheimer
Hình 1.5. Giả thuyết amyloid trong bệnh Alzheimer

15

1.2.4.2. Cơ sở của giả thuyết
Giả thiết amyloid cho thấy sự hình thành các mảng bám Aβ cuối cùng đều
dẫn đến chứng sa sút trí tuệ ở bệnh nhân AD [11], [19], [20], [26]. Năm 1989,
Yanker và cộng sự đã tiến hành nuôi cấy mô và cho kết quả rằng các sợi Aβ gây
độc nặng đối với các tế bào thần kinh. Các tế bào chết hoàn toàn trong vòng 24 giờ
sau khi phơi nhiễm .
Amyloid chia thành một số loại ngoại bào và nội bào, bao gồm các dạng
monomer, oligomer và vi sợi (fibril). Sự tích tụ các vi sợi amyloid – một dạng có
độc tố làm ngăn cản quá trình oxy hóa trong tế bào, kích hoạt tế bào chết theo chu
trình.
Sự cân bằng giữa các loại amyloid nội bào và ngoại bào qua cơ chế xâm
nhập vi mô dẫn đến tổn thương các khớp thần kinh (hình 2.5). Đồng thời, Aβ cũng
tích tụ nhiều hơn trong ti thể ở tế bào của não bệnh nhân Alzheimer, và nó cũng ức
chế chức năng của một số enzym và sử dụng glucose trong nơ ron. Một số quá trình
viêm có thể đóng vai trò trong cơ chế sinh bệnh Alzheimer. Viêm là dấu hiệu chung
của việc mô bị hủy hoại hoặc là quá trình sau khi mô bị hủy hoại.

Hình 1.6. Độc tính của Amyloid beta.

16