Nghiên cứu tạo hạt nano polymer bọc alpha mangostin và bước đầu đánh giá hoạt tính kháng ung thư in virtro của hạt tạo được

Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

LỜI CẢM ƠN
--------------Trong qua trình thực hiện luận văn khoa học, tôi đa nhận được rất
nhiều sư giúp đỡ, khích lê va động viên của cac Thầy, Cô giao, cac bạn
đồng nghiêp, bạn bè va những người thân trong gia đình. Qua đây, tôi xin
được gửi lời cảm ơn sâu sắc của mình đến những ca nhân va tập thể đa
hết lòng giúp đơ để tôi có thể hoàn thành bản luận văn này.
Trước hết, tôi xin bày to lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn
Thi Mai Phương, phòng Sinh hóa Thực vật, Viên Công nghê sinh học, Viện
Han lâm Khoa học va Công nghê Viêt Nam đa tận tình hướng dẫn, tạo mọi
điều kiện tốt nhất để tôi có thể tìm hiểu, nâng cao kiến thức trong suốt qua
trình học tập, thực hiên nghiên cứu va hoan thiên bản luận văn này.
Tôi xin cảm ơn Đảng ủy, lãnh đạo, chỉ huy va can bô phòng Kỹ thuật
hình sư - Công an thanh phố Ha Nội đa tạo điều kiên giúp đơ trong thời
gian tôi đi học.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình thân yêu, bạn bè, người thân va
đồng nghiệp - những người đa luôn luôn ở bên tôi, luôn động viên, khích lê
va la chô dựa vững chắc cho tôi trong suốt qua trình học tập va nghiên
cứu.

Ha Nội,

thang

năm 2017

Học viên

Nguyễn Trung Hợp
1


Luận văn Thạc sỹ Khoa
Nguyễn Trung
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Hợp
học

2


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

AMG

Alpha – magostin

DLS

Dynamic light scattering

EPS

Exopolysaccharide

FESEM

Field emission scanning electron microscopy

HPLC

High performance liquid chromatography

NMG

Nanomagostin

NMR

Nuclear magnetic resonance

TLC

Thin layer chromatography

DMEM

Dulbecco’s Modified Eagle’s media

FBS

Fetal Bovine Serum

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 8
3


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 9
1.1. Bệnh học ung thư ................................................................................... 9
1.1.1. Các giai đoạn phát triển của bệnh ung thư.................................... 10
1.1.2. Nguyên nhân gây ung thư ............................................................. 11
1.1.3. Các liệu pháp điều tri ung thư ....................................................... 11
1.1.4. Tình hình bệnh ung thư trên thế giới và Việt Nam ....................... 13
1.2. Công nghệ nano và ứng dụng .............................................................. 15
1.2.1. Hệ dẫn thuốc cấu trúc nano ........................................................... 16
1.2.2. Đặc điểm của hạt nano .................................................................. 17
1.2.3. Nghiên cứu về vật liệu nano phục vu y học tại Viêt Nam ............ 18
1.3. Khái quát về β-cyclodextrin ................................................................. 19
1.3.1 Cấu trúc của β-cyclodextrin ........................................................... 19
1.3.2 Tính chất của β-cyclodextrin.......................................................... 20
1.3.3 Ứng dụng của β-cyclodextrin......................................................... 22
1.4. Alpha-mangostin, chất kháng ung thư tiềm năng tư vỏ quả măng cụt
(Garcinia mangostana L.) ............................................................................ 23
1.4.1. Đặc điểm sinh học ......................................................................... 23
1.4.2. Các chất xathone trong măng cụt .................................................. 24
1.4.3. Tác dụng sinh học của các chất xanthone trong cây măng cut ..... 25

1.4.4. Alpha- mangostin tư vỏ của quả măng cụt (Garcinia mangostana
L) ............................................................................................................. 27
1.5. Y tưởng nghiên cứu của đề tài ............................................................. 28
Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP........................................ 29
2.1. Dòng tế bào ưng thư và các điều kiện nuôi.......................................... 29
2.2. Nguyên liệu thực vật ............................................................................ 30
2.3. Hóa chất, thiết bị. ................................................................................. 30
2.3.1. Hóa chất ........................................................................................ 30
2.3.2. Thiết bi .......................................................................................... 30
2.4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 31
3


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

2.4.1. Tinh sạch AMG tư vỏ quả măng cụt ............................................. 31
2.4.2. Tạo hạt nano polyme micelle bọc AMG (nanomangostin) và đánh
giá các đặc trưng của hạt ......................................................................... 32
2.5. Hoạt tính gây độc lên dòng tế bào ung thư phổi A549 ........................ 33
2.6. Đánh giá sự thâm nhập của hạt NMG vào tế bào ................................ 34
2.7. Đánh giá ảnh hưởng của NMG đến kích thước nhân tế bào................ 34
2.8. Xư ly thống kê...................................................................................... 34
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 34
3.1. Nghiên cứu quy trình tinh sạch AMG tư vỏ quả măng cụt.................. 34
3.1.1. Tách chiết phân đoạn có chứa AMG tư vỏ quả măng cụt ............ 34
3.1.2. Tinh sạch AMG tư vỏ quả măng cụt ............................................. 37

3.2. Chế tạo hạt nano polymer bọc mangostin (nanomangostin)-NMG ..... 46
3.2.1. Tổng hợp hạt NMG ....................................................................... 46
3.2.2. Tối ưu hóa các thông số tạo hạt NMG .......................................... 48
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................................. 56
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 56
ĐỀ NGHỊ......................................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 57
Tài liệu tiếng Việt........................................................................................ 57
Tài liệu tiếng Anh........................................................................................ 58
Nguồn trích dẫn URL.................................................................................. 61
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BÔ CỦA TÁC GIẢ................... 62
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 64

4


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng
Bảng 1.1. Công thức hóa học một số xanthone có trong vỏ quả
măng cụt

Trang
24

Bảng 3.1. Đô sạch của chế phẩm α-mangostine so với chất chuẩn

41

Bảng 3.2. Số liệu phân tích phô 1H và 13C của AMG đa tinh sạch

43

Bảng 3.3. Đánh giá hiệu quả mang AMG của các chất nghiên cứu

48

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của ti lệ trộn của chất mang β - cyclodextrin
và AMG lên các thông số hạt

49

5


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

DANH MỤC CÁC HÌNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Hình

Trang

Hình 1.1. Các ưu điểm của hệ dẫn thuốc nano

15

Hình 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới hệ dẫn thuốc

16

Hình 1.3. Hình minh họa cấu trúc các loại nano dẫn thuốc

17

Hình 1.4. Hình ảnh minh họa cấu trúc phân tư β-cyclodextrin

19

Hình 1.5. Quả măng cụt

23

Hình 1.6. Công thức cấu tạo alpha – mangostin

27

Hình 3.1. Sắc ky đô phân đoạn chiết vỏ quả măng cụt trong ethanol
và n-hexane sư dụng phương pháp sắc ky lớp mỏng
Hình 3.2. Sắc ky đô phân đoạn n-hexane sư dụng phương pháp sắc
ky lớp mỏng
Hình 3.3. Sắc ky cột silica gel phân đoạn chiết n-hexane của vỏ quả

măng cụt với hệ dung môi rửa chiết n-hexane: acetone theo ti lệ (3:1)

37

38

39

Hình 3.4 A. Sắc ky đô AMG tinh sạch tư vỏ quả măng cụt với hệ
dung

40

môi hexane: acetone (3:1 v/v).
Hình 3.4 B. Sắc ky đô AMG tinh sạch tư vỏ quả măng cụt với hệ
dung

40

môi TEAF (5:3:1:1 v/v)
Hình 3.5. Sắc ky đô HPLC của chất tinh sạch sau khi qua các cột sắc

40

ky silicagel đo trên máy Hitachi – DAD L2455

6


Luận văn Thạc sỹ Khoa

học

Nguyễn Trung
Hợp

Hình 3.6. Phô Proton (A) và 13C (B) của chất AMG đo trên máy
NMR Bruker, Avance 500
Hình 3.7. Phô MS của chất AMG đo trên máy LC-MS, Avance
500

42

44

Hình 3.8. Cấu trúc hóa học của AMG (C24H26O6).

44

Hình 3.9. Sơ đô qui trình tinh sạch AMG tư vỏ quả măng cụt

45

Hình 3.10. Dung dịch NMG thu được sư dụng chất mang β-

49

cyclodextrin
Hình 3.11. Kích thước hạt NMG đo trên máy DLS

50

Hình 3.12 A. Ảnh chụp FE-SEM hạt NMG

50

Hình 3.12 B. Ảnh chụp kính hiển vi đồng tu quét laser hạt NMG

50

Hình 3.13. Thế zeta của hạt nanomangostin đo trên máy DLS 3.3

51

Hình 3.14. Hoạt tính gây độc tế bào của NMG tan trong nước lên

52

dòng tế bào ung thư A549
Hình 3.15. Khả năng xâm nhập của NMG vào tế bào ung thư phổi
(A). (B). (C)
Hình 3.16. Hình thái nhân tế bào khi xư ly với AMG và NMG

53
54

7


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

MỞ ĐẦU
Theo thống kê của Bô Y tế, hàng năm, Việt Nam có khoảng 150.000 200.000 người mắc bệnh ung thư mới và khoảng 75.000 - 100.000 người tư
vong vì căn bệnh này. Công bố của tô chức Y tế thế giới (WHO) 4/2014 cho
thấy Việt Nam thuộc thuộc nhóm thư hai các quốc gia dẫn đầu về ti lệ mắc
bệnh này. Phần lớn các bệnh nhân ung thư ở Việt Nam (khoảng 70%) chi đến
bệnh viện điều tri khi đa quá muộn, khiến cho cơ hội chữa khỏi bệnh rất thấp.
Theo thống kê, tỷ lệ chữa khỏi bệnh ung thư ở Việt Nam là 35%. Ung thư
đang là nguyên nhân thư hai gây tư vong ở Việt Nam và thực sự là mối quan
tâm của cả quốc gia.
Hiện nay, các loại thuốc điều tri ung thư thường không mang lại hiệu
quả mong muốn do một số nguyên nhân như tính hướng đích đặc hiệu chưa
cao và hiệu quả thâm nhập khối u kém vì khả năng hòa tan của thuốc thấp.
Đặc biệt, những thuốc tự nhiên đang được sư dụng hiện nay trong điều tri
ung thư như paclitaxel, doxorubixin, curcumin, có tính tan rất kém (ví du
curcumin chi đạt
0,001%), vì thế khả năng xâm nhập khối u cũng như điều tri bệnh rất hạn
chế.
Ứng dụng công nghệ nano vào y học bằng cách dùng các dạng vật liệu
ở kích thước nano để tương tác với yếu tố sinh học ở mức tế bào hay xuống
thấp hơn nữa ở cấp phân tử, ví du dẫn thuốc đến các tế bào bệnh và chẩn
đoán bệnh ở mức phân tư đa được chứng minh là tăng tính sinh khả dụng,
hướng đích, giảm liều dùng nhờ khả năng bảo vệ dược chất và giảm thải trư
thuốc trong cơ thể.
Măng cụt (Garcinia mangostana L) là thực vật được trồng phô biến ở
các nước Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Vỏ quả chứa hàm lượng lớn
các chất xanthone (có thể đạt đến 0,2%), là những chất thuộc nhóm phenol,

8


Luận văn Thạc sỹ Khoa
Nguyễn Trung
có
họcnhiều đặc tính sinh học quí. Alpha-mangostin (AMG)
Hợplà một dẫn xuất
xanthone tự nhiên phô biến nhất ở vỏ quả măng cụt. Chất này đa được chứng

9


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

minh là có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm và ức chế sự phát
triển của các dòng tế bào ung thư rất cao. Phân tích in vitro cũng khẳng định
chất này ức chế sự tăng sinh của tế bào ung thư ruột HT-29 với IC50 khoảng
6–12 μM đồng thời làm giảm sự biểu hiện của BcL-2 DNA β-catenin. AMG
cảm ứng apoptosis ở các tế bào ung thư đa được nhiều nghiên cứu khăng
định. AMG đưa vào cơ thể theo đường uống cũng làm giảm sự phát triển của
khối u ở chuột. Các nghiên cứu gần đây của Nguyen và cộng sự [20] cho thấy
AMG có khả năng ức chế có hiệu quả sự hình thành biofilm của vi khuẩn
gây sâu răng ở người là Streptococcus mutans. Ngoài ra, AMG còn có tác
dụng ức chế hoạt tính enzyme HIV-1 protease với nồng đô IC50 là khoảng 5,1
M. Vì thế, việc nghiên cứu và ứng dụng chất này đa và đang thu hút sự

quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trong suốt hơn một thập kỷ qua. Tuy
nhiên, cũng giống như curcumin và paclitaxel, khả năng hòa tan chất này
trong nước rất thấp (chi đạt 0,0002%), do đó đa hạn chế lớn hoạt tính sinh
học của nó. Cho đến nay, ngoài việc nghiên cứu tổng hợp những dẫn suất
mới của nó để tăng cường tính tan và hiệu quả tác dụng thì cũng đa bắt đầu
xuất hiện một số nghiên cứu trên thế giới về việc nâng cao tính tan của AMG
sư dụng phương pháp tạo hạt nano (nanomangostin) để xư ly các bệnh liên
quan đến ung thư. Các kết quả thu được là rất khả quan nhưng vẫn cần phải
có những nghiên cưu tiếp tục đi sâu hơn nữa nhằm tạo được hệ hạt tối ưu, có
tính sinh, khả dụng cao, có khả năng ứng dụng thực tiễn.
Đề tài luận văn này nhằm tạo hạt nano polymer bọc mangostin
(nanomangostin) để làm tăng tính tan và sinh khả dụng của chất AMG, tạo
cơ sở để ứng dụng chúng trong xư ly các bệnh ung thư.

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Bệnh học ung thư
9


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

Ung thư là căn bệnh của tế bào, đơn vi của cơ thể sống. Đây là một thuật
ngữ để chi một nhóm các bệnh liên quan đến việc các tế bào tăng trưởng một
cách bất thường, thoát khỏi mọi cơ chế kiểm soát của cơ thể, gây tổn hại đến
các tế bào bình thường và cuối cùng khiến cơ thể bi tư vong [14].
Bình thường, các tế bào của cơ thể phát triển, phân chia và chết một cách

trật tự theo quy định của cơ thể (gọi là chết theo chương trình - Apoptosis).
Khi bi ung thư, tế bào phân chia bất thường, không kiểm soát tạo thành các
khối u, di căn khắp cơ thể gọi là ung thư [12].
Ung thư là vấn đề sức khỏe của con người trên toàn thế giới và là một
trong nguyên nhân hàng đầu gây tư vong trên toàn câu. Hiện nay đa phân
thành
5 loại ung thư theo nguồn gốc tế bào: i)Ung thư biểu mô Carcinoma: là loại
ung thư phô biến nhất, chiếm tới 80% tổng số loại ung thư. Chúng được sinh
ra tư các tế bào biểu mô, là loại tế bào bao phủ các bề mặt của da và cơ quan
nội tạng; ii)Ung thư Sarcoma:là loại ung thư xuất hiện tư những thay đổi
trong tế bào của cơ bắp, xương, mỡ, hoặc mô liên kết; iii)Ung thư Leukaemia:
là dạng ung thư các tế bào bạch câu ác tính; iv)Ung thư Lymphoma va
Myelmas: là dạng ung thư của tế bào thuộc hệ thống miễn dịch như hệ bạch
huyết, tủy xương; v)Ung thư hê thống thần kinh: là dạng ung thư bắt nguồn tư
các mô của nao và tủy sống [12].
1.1.1. Các giai đoạn phát triển của bệnh ung thư
-Giai đoạn khởi phát
Bắt đầu tư khi tế bào gốc tiếp xúc với các tác nhân gây đột biến. Quá
trình này diễn ra rất nhanh, hoàn thành trong một vài giây và không thay đổi
được. Trong cuộc đời, con người có rất nhiều tế bào cơ thể trải qua giai đoạn
này, nhưng không phải tế bào nào cũng phát sinh bệnh. Đa số các tế bào khởi
phát hoặc là không tiến triển hoặc là chết đi, hoặc bi hệ miễn dịch của cơ thể
vô hiệu
hóa.
10


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học -Giai đoạn tăng trưởng, thúc đẩy, chuyển biển

Nguyễn Trung
Hợp

11


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

Ở giai đoạn này các tế bào ung thư còn ở mức đô nhỏ, cư trú ở một mô
nào đó trong cơ thể.
-Giai đoạn lan tràn
Giai đoạn này có thể kéo dài vài tháng hoặc vài năm. Các khối u tăng
sinh, gia tăng có thể tư 100 đến 1 triệu tế bào. Tuy nhiên khối u trong giai
đoạn này cón quá nhỏ để phát hiện bằng phương pháp phân tích được.
-Giai đoạn tiến triển – xâm lấn – di căn
Giai đoạn này là sự tăng lên kích thước của khối u. Đây là giai đoạn khối
u phát triển nhanh. Trong giai đoạn này các tế bào ung thư không chi phát
triển ở cơ quan đầu tiên xuất hiện, mà còn xâm lấn, di căn sang khác mô, tô
chức khác của cơ thể.
1.1.2. Nguyên nhân gây ung thư
Có rất nhiều tác nhân gây ung thư, tất cả đều liên quan đến sự đột biến
của các tế bào trong cơ thể dẫn đến sự tăng sinh mất kiểm soát của các tế bào
này.
Các tác nhân gây đột biến như hóa chất độc hại, tia phóng xạ, các virus
ung thư làm cho các tế bào bình thường bi đột biến gen hoặc nhiễm sắc thể.
Đâu tiên tế bào bi mất khả năng kiểm soát sự phân chia và liên kết tế bào. Vật

liệu di truyền (DNA) của một tế bào bi thay đổi hoặc hư hỏng, làm tăng sinh
vô tô chức các tế bào “lỗi”- tế bào ung thư. Các tế bào ung thư này không chết
đi theo chương trình được lập trình sẵn (apoptosis) như các tế bào bình thường
mà tiếp tục tăng sinh và nhân lên mất kiểm soát tạo thành một khối lớn gọi là
khối u. Các khối u có khả năng di căn sang các phần khác gọi là u ác tính hay
là ung thư.
1.1.3. Các liệu pháp điều tri ung thư
Điều tri ung thư có nhiều phương pháp, tùy thuộc vào từng loại ung thư
mà sư dụng phương pháp cho phù hợp hay kết hợp nhiều phương pháp điều tri
cùng một lúc. Theo Viện nghiên cứu ung thư quốc gia Mỹ (NCI), hiệp hội ung
12


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

thư Hoa Kỳ (ACS) điều tri ung thư có thể chia thành một số nhóm lớn phương
pháp sau [32]:
-Phương pháp phẫu thuật: Phẫu thuật có thể được sư dụng để chuẩn
đoán, điều trị, hoặc thậm chí ngăn ngừa ung thư trong một số trường hợp. Hâu
hết những người bi ung thư sẽ có một số loại phẫu thuật. Đây là phương pháp
phô biến và đem đến cơ hội lớn nhất để chữa bệnh, đặc biệt là nếu ung thư
chưa ở giai đoạn di căn đến các bô phận khác của cơ thể.
-Phương pháp xạ trị: Xạ tri sư dụng các hạt năng lượng cao hoặc sóng
để tiêu diệt tế bào ung thư. Nó là một trong những phương pháp điều tri phô
biến nhất đối với một số bệnh ung thư ở dạng không thể phẫu thuật hoặc hóa
trị. Phương pháp này có thể sư dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với các hình thức

điều tri khác.
-Phương pháp hóa trị: là sư dụng các loại thuốc để điều tri bệnh ung
thư. Hóa tri hoạt động bằng cách ngăn hoặc làm chậm, làm ngưng sự tăng
trưởng của tế bào ung thư. Hóa tri tiềm ẩn nhiều tác dụng phụ, không chi giết
chết tế bào ung thư mà còn có thể giết hoặc làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới
hoạt động của các tế bào khỏe mạnh.
-Phương pháp miễn dịch: Liệu pháp miễn dịch điều tri là sư dụng hệ
thống miễn dịch của cơ thể để chống lại bệnh ung thư. Có một số loại liệu
pháp miễn dịch, bao gồm các kháng thể đơn dòng (rituximab) và trastuzumab
(Herceptin), miễn dịch không đặc hiệu (interferon, interleukins, các cytokine)
và vắc xin ung thư.
-Phương pháp hướng đích: là một loại mới hơn của điều tri ung thư, sư
dụng thuốc để tấn công trực tiếp vào các tế bào ung thư, thường là không gây
tổn hại đến các tế bào bình thường. Liệu pháp này là nền tảng của y học chính
xác. Liệu pháp này nhằm vào những yếu tố dẫn tới sự thay đổi quan trọng
trong các tế bào ung thư bao gồm những yếu tố giúp chúng phát triển, phân
chia và lây lan. Thuốc của nhóm này chủ yếu là các thuốc phân tư nhỏ và
13


Luận văn Thạc sỹ Khoa
kháng
học thể

Nguyễn Trung
Hợp

14

Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

đơn dòng. Thuốc phân tư nhỏ là đủ nhỏ để dễ xâm nhập vào bên trong tế bào,
vì vậy chúng được sư dụng cho các đích bên trong tế bào. Ngược lại, các
kháng thể đơn dòng là loại thuốc mà không xâm nhập vào tế bào một cách dễ
dàng. Thay vào đó, chúng gắn với các mục tiêu cu thể trên bề mặt ngoài của
tế bào ung thư.
Hiện nay, trên thế giới có một số hệ nano polymer mang thuốc điều tri
ung thư đa và đang được thư nghiệm lâm sàng pha III được sư dụng trong
tiêm truyền tĩnh mạch như: Genexol-PM® là một dạng nano polymer
methoxypoly (ethylene glycol)-block-poly(D,L-lactic) (mPEG-PDLLA) (dùng
trong điều tri ung thư vú, ung thư buồng trứng, ung thư tuyến tiền liệt) đa và
đang được thư nghiệm ở lâm sàng pha II đối với ung thư tuyến tụy. Kết quả
bước đầu cho thấy, Genexol PM làm tăng hàm lượng paclitaxel trong máu,
cho phép xư dụng liều cao hơn dạng paclitaxel tự do [34]; ELIGARD® là một
hệ nano polymer dẫn truyền leuprolide acetate dùng để tiêm dưới da trên
những bệnh nhân ung thư tuyến tụy và ung thư vú. Các kết quả lâm sàng pha
III cũng đang được theo dõi [30]. Paclitaxel poliglumexvới tên thương mại là
Opaxio® đang sư dụng trong điều tri ung thư buồng trứng, ung thư phổi tế bào
không nhỏ và ung thư não là một loại thuốc dạng nano được tạo nên tư sự kết
hợp các phân tư paclitaxel với các phân tư polymer polyglutamate tan được
trong nước cũng đang được thư nghiệm lâm sàng ở pha III [33].
1.1.4. Tình hình bệnh ung thư trên thế giới và Việt Nam
Ung thư là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tư vong trên thế
giới, với khoảng 14 triệu trường hợp mới vào năm 2012.Số ca bệnh mới sẽ
tăng khoảng 70% trong vòng 2 thập kỷ tới.Ung thư đa gây tư vong cho 8,8

triệu người vào năm 2015.

15


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

Tác động kinh tế của ung thư là rất đáng kể và đang gia tăng. Tổng chi phí
kinh tế hàng năm cho ung thư trong năm 2010 ước tính khoảng 1,16 nghìn tỷ
đô la Mỹ [35].
Một điểm đáng lưu y khác là ti lệ người mắc bệnh ung thư ở các nước
phát triển (nước giàu) và các nước đang phát triển và các nước nghèo đa dần
dân thay đổi theo thời gian. Các nước nghèo có ti lệ mắc ung thư tăng dân lên
và giảm đi ở các nước giàu. Trong đó các loại ung thư đại trực tràng, tiền liệt
tuyến thường gặp ở các nước giàu. Nhưng ở các nước đang phát triển chủ yếu
gặp các loại ung thư cô tư cung, vòm họng, gan, thực quản…Một số loại ung
thư thường gặp xếp theo thư tự phô biến như sau: i) Ung thư phổi: (chiếm
khoảng 12,4% các loại ung thư); ii) Ung thư dạ day: ước tính có khoảng
934.000 bệnh nhân loại ung thư này mới mắc hàng năm; iii) Ung thư vu: là loại
ung thư thường gặp nhất ở nữ (chiếm khoảng 23% tổng số các loại ung thư);
iv) Ung thư đại trực trang: chiếm khoảng 9,4% tổng số các loại ung thư; v)
Ung thư gan: chiếm khoảng
5,7% tổng số các loại ung thư và có liên quan mật thiết với tiền sư viêm gan
virus B và C.
Ở Việt Nam, tỷ lệ mắc và tư vong hàng năm do căn bệnh này rất đáng báo
động. Theo thống kê, có đến hơn một nửa số bệnh nhân ung thư đi khám đa ở

giai đoạn muộn (khoảng 80%) hoặc quá muộn.
Tại Việt Nam, các loại bệnh ung thư hiện nay có tỷ lệ mắc và tư vong tùy
thuộc vào giới tính. Theo đó, ở nam giới 10 căn bệnh ung thư thường hay mắc
phải nhất đó là: ung thư phổi, dạ dày, da, đại trực tràng, thực quản, máu, tuyến
tiền liệt, khoang miệng. Còn ở phu nữ, 10 loại ung thư có tỷ lệ mắc cao nhất
đó là: ung thư vú, ung thư đại trực tràng, phế quản - phổi, cô tư cung, dạ dày,
giáp trạng, gan, buồng trứng, hạch và máu [31].
Tóm lại, tư những dẫn liệu trên có thể thấy rằng tỷ lệ mắc ung thư trên thế
giới cũng như ở nước ta ngày một gia tăng. Việc nghiên cứu đưa ra các kỹ
16


Luận văn Thạc sỹ Khoa
Nguyễn Trung
thuậ
việc phát hiện sớm,
học t và áp dụng các phương pháp điều tri mới, cũng như
Hợp
chẩn

17


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

đoán đúng và tăng cường công tác phòng chống căn bệnh này là rất cần thiết, có

y nghĩa thực tiễn cao.
1.2. Công nghệ nano và ưng dung
Công nghệ Nano là công nghệ sư dụng kỹ thuật phân tư để xư ly những
yếu tố mang tính chất siêu vi mô. Nói cách khác, công nghệ nano được coi là
công nghệ siêu nhỏ. Thậm chí, chúng được sư dụng chi với tỷ lệ bằng
1/80.000 so với bề dày của một sợi tóc. Công nghệ nano được coi như một
bước ngoặt của khoa học kỹ thuật thế giới.
Ứng dụng công nghệ nano vào y học bằng cách dùng các dạng vật liệu ở
kích thước nano để tương tác với yếu tố sinh học ở mức tế bào hay xuống thấp
hơn nữa ở cấp phân tử, ví du dẫn thuốc đến các tế bào bệnh và chẩn đoán bệnh
ở mức phân tư đa được chứng minh là tăng tính hướng đích, giảm liều dùng
nhờ khả năng bảo vệ dược chất và giảm thải trư thuốc trong cơ thể (Hình 1.1)
[8, 16].

Hình 1.1. Các ưu điểm của hê dẫn thuốc nano [16]
Nhằm kéo dài hiệu lực của thuốc và hạn chế các tác dụng phu do thuốc
gây ra, người ta có nhiều giải pháp khác nhau, trong đó có giải pháp quan
trọng là đưa thuốc vào các chất mang. Việc đưa thuốc vào chất mang sẽ cho
các ưu điểm sau: i) Có khả năng vận chuyển chọn lọc đến các tế bào mang
bệnh; ii)
18


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

Tăng thời gian bán thải của thuốc do vậy giảm số lần sư dụng thuốc; iii) Đôi

khi làm xuất hiện những tác dụng sinh học mới so với thuốc ban đầu (Hình
1.2).

Hình 1.2. Cac yếu tố ảnh hưởng tới hê dẫn thuốc: vật lý (kích thước, hình
thai, phân hủy của polyme), dược động học (tương tác thuốc-chất mang) va
sinh học (hấp phụ protein, tương thích, hướng đích).
1.2.1. Hệ dẫn thuốc cấu trúc nano
Các kết quả của các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy:
quá trình vận chuyển thuốc có thể được nâng cao hiệu quả nhờ những chất
mang thuốc (drug delivery system) có kích thước nano như polymer cấu trúc
nano, micelle, dendrimer, liposome, cấu trúc virut, và ống nano carbon (Hình
1.3). Để đảm bảo an toàn, những chất mang phải có dung lượng thuốc mang
lớn, thời gian lưu thông trong hệ tuần hoàn đủ dài và thuốc tập trung được
trong những khu vực có triệu chứng bệnh ly.

19


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

Hình 1.3: Hình ảnh minh họa cấu truc cac loại nano dẫn thuốc
Có rất nhiều nghiên cứu đa được thực hiện để phát triển các chất mang
dạng keo cho các dược chất, bao gồm polymer cấu trúc nano, micelle,
liposome và nhu tương lipid nhằm mở rộng các lợi ích của thuốc cho các ứng
dụng lâm sàng. Mặc dù vậy, nhu tương lipid và liposome không thể giữ thuốc
trong cơ thể trong thời gian dài. Ngược lại, hạt micelle và polymer thể hiện là

chất mang có triển vọng hơn trong việc ổn định thuốc [17,28].
1.2.2. Đặc điểm của hạt nano
Để dẫn thuốc đến đích (ví du như khối u) hiệu quả thì các hạt nano phải
có khả năng tồn tại trong mạch máu với thời gian tương đối dài mà không bi
đào thải. Các hạt nano có bề mặt không được biến đổi thường bi bắt giữ bởi hệ
lưới nội mô (reticuloendothelial) ở thận và lá lách. Mức đô bi bắt giữ phu
thuộc vào kích cỡ và bề mặt của hạt nano. Nghĩa là sự phân bố của các hạt
nano sau khi tiêm vào cơ thể phu thuộc vào kích thước và cấu trúc bề mặt của
hạt.
Một trong những ưu điểm của hạt nano là có thể chủ động điều chỉnh
kích cỡ. Chúng cần phải đủ lớn để tránh dò ri ra ngoài mao mạch nhưng phải
đủ nhỏ để thoát khỏi hoạt động của đại thực bào trong hệ Res ở gan, thận.
Kích cỡ của vòng huyết quản (sinusoid) trong lá lách và khe (fenestra), trong
tế bào Kuffer ở gan biến đổi tư 150 đến 200 nm và khoảng cách giữa các tế
20


Luận văn Thạc sỹ Khoa
bào
học của lớp nội

Nguyễn Trung
Hợp

21


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

mô trong khối u khoảng 100 đến 400 nm. Do đó, kích thước hạt nano phải
nằm trong khoảng kích cỡ này để có thể tiếp cận khối u.
Đặc điểm bề mặt của hạt nano cũng là yếu tố quan trọng xác định tuổi thọ
và sự phân bố của chúng trong hệ tuần hoàn liên quan đến sự bắt giữ của các
đại thực bào. Hạt nano ly tưởng phải có bề mặt ưa nước để phân tán tốt trong
môi trường cơ thể. Điều này có thể đáp ứng bằng cách bọc trên bề mặt của hạt
nano một lớp polymer ưa nước như PEG (polyethylene glycol), Vitamin ETPGS, O-carboxylmethyl chitosan, alginat, glucan... hoặc BSA (Bovine serum
albumin) để bảo vệ chúng khỏi sự opsonine hóa [17].
1.2.3. Nghiên cưu về vật liệu nano phuc vu y học tại Việt Nam
Tại Việt Nam, một số cơ sở nghiên cứu trong nước đa và đang nghiên
cứu, ứng dụng thư nghiệm các cấu trúc nano phục vu điều tri trong y học. Có
thể kể đến là Viện Khoa học vật liệu, Viện Hóa học, Viện Công nghệ sinh
học, Viện Khoa học vật liệu ứng dụng… thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam; Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thuộc Đại học
Quốc gia Hà Nội; Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Sinh y dược học thuộc
Học viện Quân Y [13]. Điều này mở ra triển vọng nghiên cứu phát triển và
ứng dụng công nghệ nano cho các nguồn nguyên liệu tự nhiên sẵn có khác tại
Việt Nam.
Đặc biệt, gần đây Phạm Hữu Ly và cộng sự (Viện Hoá học) đa sản xuất
thành công ở quy mô pilot nanocurcumin tư củ nghệ vàng (sư dụng sóng siêu
âm cao tân biến curcumin thành những phân tư kích thước nano và dùng các
polyme thân nước như Poly L- glutamic acid (PLGA) tương thích sinh học để
bảo vệ các hạt curcumin, giữ chúng ở kích thước khoảng 100 nm, phân tán tốt
trong môi trường nước, hấp thu tới 95%. Sản phẩm viên nang mềm
CumarGold đa được thư hoạt tính sinh học trên các dòng tế bào ung thư tại
Trung tâm ung thư thực nghiệm, Đại học Quốc Gia Hà Nội trước khi được
công ty Cô phần Dược Mỹ phẩm CVI tiếp thi và phân phối đưa ra thi trường.

22


Luận văn Thạc sỹ Khoa
học

Nguyễn Trung
Hợp

Nghiên cứu ứng dụng hạt Nano-Y dược (Redox Nano Particles – RNP)
trong điều tri bệnh viêm đại tràng, bệnh ung thư, bệnh tim mạch… cũng đa
được nhóm nghiên cứu của Vòng Bính Long, Trường Đại học Khoa học và Tự
nhiên Thành phố Hô Chí Minh thục hiện trong thời gian qua.
1.3. Khái quát về β-cyclodextrin
1.3.1 Cấu trúc của β-cyclodextrin
β-cyclodextrin là một trong những cyclodextrin thuộc họ oligosaccharide
vòng với lỗ hổng trung tâm ưa chất béo và bề mặt ngoài ưu nước. Phân tư βcyclodextrin chưa số lượng hydro cho và nhận tương đối lớn. β-cyclodextrin
được mô tả đâu tiên bởi Villier vào năm 1891. Các tên khác thường sư dụng là
cyclomylose, cyclomalto oligosaccharide, cyclomaltose hoặc Schardinger
dextrin.
Phân tư β-cyclodextrin chứa bảy đơn vi α-D-glucopyranose được liên kết
bằng liên kết α-1,4-glucoside. Cấu trúc của phân tư β- cyclodextrin được trình
bày ở hình 1.4

Hình 1.4: Hình ảnh minh họa cấu truc phân tử β-cyclodextrin
Do sự hình thành cấu tạo ghế của các đơn vi glucopyranose, phân tư βcyclodextrin có hình dạng giống như hình nón cụt. Các nhóm chức hydroxyl
định hướng ở mặt ngoài hình nón, trong đó những nhóm hydroxyl bậc một ở
rìa hẹp của hình nón và những nhóm hydroxyl bậc hai ở rìa rộng hơn. Lỗ hổng
trung tâm được bọc bởi khung carbon và nguyên tư oxygen thuộc ether của
23