Nghiên cứu tổng hợp hệ nano dendrimer poly(amidoamine) mang thuốc chống ung thư (carboplatin, oxaliplatin)

B

GIÁO D C VÀ

ÀO T O

VI N HÀN LÂM
KHOA H C VÀ CÔNG NGH VI T NAM

H C VI N KHOA H C VÀ CÔNG NGH
-----------------------------

H

MINH NH T

NGHIÊN C U T NG H P H NANO DENDRIMER
POLY(AMIDOAMINE) MANG THU C CH NG UNG TH
(CARBOPLATIN VÀ OXALIPLATIN)

LU N ÁN TI N S KHOA H C V T LI U

THÀNH PH

H

CHÍ MINH – 2021


B

GIÁO D C VÀ

ÀO T O

VI N HÀN LÂM
KHOA H C VÀ CÔNG NGH VI T NAM

H C VI N KHOA H C VÀ CÔNG NGH
-----------------------------

H

MINH NH T

NGHIÊN C U T NG H P H NANO DENDRIMER
POLY(AMIDOAMINE) MANG THU C CH NG UNG TH
(CARBOPLATIN VÀ OXALIPLATIN)
Chuyên ngành: V t li u cao phân t và t h p
Mã s : 9440125
LU N ÁN TI N S KHOA H C V T LI U
NG

IH

NG D N KHOA H C:

GS. TS. NGUY N C U KHOA
PGS. TS. NGUY N NG C VINH

Thành ph H Chí Minh – 2021

i

L I CAM OAN
Cơng trình

c th c hi n t i Vi n Khoa h c V t li u ng d ng − Vi n Hàn lâm

Khoa h c Công ngh Vi t Nam.
Tôi xin cam oan ây là cơng trình nghiên c u c a tơi và

cs h

ng d n

khoa h c c a GS. TS. Nguy n C u Khoa và PGS.TS. Nguy n Ng c Vinh. Các n i dung
nghiên c u, k t qu trong

tài này là trung th c,

c hoàn thành d a trên các k t

qu nghiên c u c a tôi và các k t qu c a nghiên c u này ch a

c dùng cho b t c

lu n v n cùng c p nào khác.
Tác gi lu n án

H Minh Nh t


ii

L IC M
L i

N

u tiên, tơi xin bày t lịng bi t n sâu s c t i GS.TS. Nguy n C u Khoa và

PGS.TS. Nguy n Ng c Vinh, nh ng ng
t n tình và nh ng

nh h

i Th y ã dành cho tôi s

ng viên giúp

ng khoa h c hi u qu trong su t quá trình th c hi n lu n án

này.
Tôi xin g i l i c m n

n H c Vi n Khoa h c và Công ngh Khoa ã t o i u

ki n cho tơi trong su t q trình h c t p, nghiên c u và hoàn thành lu n án này.
Tơi xin c m n s giúp

và khích l c a các Anh Ch , các B n trong Vi n Khoa

h c V t li u ng d ng – Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi t Nam.
Sau cùng, tôi xin c m n và th c s không th quên
các th y cô, b n bè, anh em xa g n và s

c s giúp

t n tình c a

ng viên, t o i u ki n c a nh ng ng

i thân

trong gia ình trong su t q trình tơi hồn thành lu n án này.
Thành ph H Chí Minh, tháng 10 n m 2020
Tác gi

H Minh Nh t


iii

M CL C
Trang
Trang ph bìa
L i cam oan

i

L ic m n

ii

M cl c

iii

Danh m c ký hi u và ch vi t t t

viii

Danh m c b ng

xi

Danh m c hình v và

th

xii

M

U

1

1.

tv n

1

2. M c tiêu

2

3. Ý ngh a khoa h c c a lu n án

3

4. óng góp m i c a lu n án

3

CH

4

NG 1. T NG QUAN

1.1. T ng quan v b nh ung th và ph

ng pháp tr li u b ng hóa tr

4

1.2. Thu c ch ng ung th d ng ph c platin

4

1.2.1. Carboplatin

5

1.2.2. Oxaliplatin

7

1.3. H ch t mang nano - dendrimer PAMAM

9

1.3.1. Gi i thi u h phân ph i thu c h

ng ích th

ng

9

1.3.2. C ch t ng tính th m và hi u qu l u tr EPR

10

1.3.3. Dendrimer PAMAM

10

1.3.4. M t s y u t
1.3.5. Các ph

nh h

ng

n tính ch t c a dendrimer

12

ng pháp t ng h p dendrimer

14

1.3.6. Bi n tính dendrimer PAMAM v i PEG

16

1.4. Tình hình nghiên c u

17

1.4.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i

17

1.4.1.1. H dendrimer PAMAM bi n tính v i PEG

17


iv

1.4.1.2. Các h mang thu c khác (hydrogel, micelle, liposom, nanogel, ng nano cacbon)

21

1.4.2. Tình hình nghiên c u trong n

22

CH

NG 2. PH

2.1. Ph

c

NG PHÁP NGHIÊN C U VÀ TH C NGHI M

ng pháp nghiên c u

2.1.1. Ph

26
26

ng pháp t ng h p dendrimer PAMAM

26

2.1.1.1. Ph n ng alkyl hóa (ph n ng Michael)

26

2.1.1.2. Ph n ng amid hóa

27

2.1.2. Ph

28

ng pháp bi n tính dendrimer PAMAM b ng PEG

2.1.2.1. Ph

ng pháp bi n tính PAMAM th h ch n b ng mPEG-NPC

28

2.1.2.2. Ph

ng pháp bi n tính PAMAM th h l b ng mPEG-NH2

29

2.1.3. Ph

ng pháp nang hóa

30

2.1.4. Ph

ng pháp phóng thích thu c

31

2.1.5. Ph

ng pháp kh o sát

t

ng h p sinh h c trên dòng t bào L929 và

c

trên 3 dòng t bào ung th (ung th vú MCF-7, ung th ph i A549 và ung th t
cung Hela)
2.1.6. Ph

31
ng pháp xác

2.1.6.1. Ph c ng h

2.1.6.2. Ph kh i l

nh c u trúc s n ph m

ng t h t nhân (1H-NMR)
ng (MS)

31
31
32

2.1.6.3. Ph t ngo i – kh ki n (UV-Vis)

32

2.1.6.4. Ph h ng ngo i (FT-IR)

32

2.1.6.5. Kính hi n vi i n t truy n qua (TEM)

32

2.1.6.6. Tán x ánh sáng

ng (DLS) và th zeta

33

2.1.7. Ph

ng pháp xác

nh gi m kh i l

33

2.1.8. Ph

ng pháp xác

nh hàm l

2.1.9. D

c

ng do làm khô

ng metanol t n d

ng h c q trình gi i phóng thu c

33
34

2.2. Hóa ch t và thi t b , d ng c nghiên c u

35

2.2.1. Hóa ch t

35

2.2.2. Thi t b , d ng c nghiên c u

36

2.3. T ng h p dendrimer PAMAM

36

2.3.1. T ng h p PAMAM G-0.5 t lõi etylene diamin

37


v

2.3.2. T ng h p PAMAM G0.0

37

2.3.3. T ng h p PAMAM G0.5

38

2.3.4. T ng h p PAMAM G1.0

38

2.3.5. T ng h p PAMAM G1.5

38

2.3.6. T ng h p PAMAM G2.0

39

2.3.7. T ng h p PAMAM G2.5

40

2.3.8. T ng h p PAMAM G3.0

40

2.3.9. T ng h p PAMAM G3.5

41

2.3.10. T ng h p PAMAM G4.0

41

2.4. Bi n tính dendrimer PAMAM v i PEG

42

2.4.1. T ng h p mPEG-NPC

42

2.4.2. T ng h p G3.0-PEG

42

2.4.2.1. L u tr dendrimer và chu n b dung d ch PAMAM G3.0

42

2.4.2.2. T ng h p G3.0-PEG

43

2.4.3. T ng h p mPEG-NH2

44

2.4.4. T ng h p G3.5-PEG

45

2.4.4.1. L u tr Dendrimer PAMAM G3.5 d ng r n và chu n b dung d ch

45

2.4.4.2. T ng h p G3.5-PEG

45

2.4.5. T ng h p G4.0-PEG

46

2.5. Nang hóa thu c oxaliplatin và cacboplatin b ng PAMAM-PEG

48

2.6. Phóng thích thu c ch m

48

2.7. Kh o sát

t

ng h p sinh h c và

c t bào c a h ch t mang thu c

2.7.1. Pha thu c
2.7.1.1. Kh o sát

48
t

ng h p sinh h c trên dòng t bào L929

2.7.1.2. Kh o sát

c trên các dịng t bào ung th

2.7.2. Ni c y t bào
2.7.3. Th nghi m

48
48
49
49

c

50

2.7.4. Nhu m màu t bào s ng/ch t (live/dead stain)

50

2.8.

50

ng chu n

nh l

ng cacboplatin và oxaliplatin b ng HPLC

vi

CH

NG 3. K T QU VÀ TH O LU N

51

3.1. T ng h p PAMAM dendrimer

n th h G4.0

51

3.1.1. T ng h p PAMAM dendrimer

n th h G2.5

51

3.1.1.1. Ph c ng h
3.1.1.2. Ph kh i l

ng t h t nhân (1H-NMR)
ng (MS)

51
52

3.1.2. T ng h p PAMAM dendrimer th h G3.0, G3.5 và G4.0

54

3.1.2.1. Ph t ngo i – kh ki n (UV-Vis), ph h ng ngo i (FT-IR) và ph c ng h

ng

t h t nhân ( 1H-NMR)

54

3.1.2.2. Tính toán kh i l

ng phân t PAMAM b ng 1H-NMR

56

3.1.2.3. Hình thái PAMAM

57

3.1.2.4. Th zeta

59

3.1.3. Hi u su t ph n ng t ng h p PAMAM dendrimer

59

3.2. Bi n tính PAMAM dendrimer b ng PEG

60

3.2.1. Ph t ngo i – kh ki n (UV-Vis)

61

3.2.2. Ph h ng ngo i (FT-IR)

61

3.2.3. Ph c ng h

ng t h t nhân (1H-NMR)

63

3.2.4. Hình thái PAMAM bi n tính PEG

66

3.2.5. Th zeta

69

3.3. Kh o sát nang hóa

70

3.3.1.

ng chu n

nh l

ng carboplatin và oxaliplatin b ng HPLC

70

3.3.2. K t qu nang hóa thu c carboplatin v i PAMAM-PEG

72

3.3.2.1. Ph FT-IR

73

3.3.2.2. nh TEM

74

3.3.2.3. Th zeta

75

3.3.3. K t qu nang hóa thu c oxaliplatin v i PAMAM-PEG

75

3.3.3.1. Ph FT-IR

77

3.3.3.2. nh TEM

78

3.3.3.3. Th zeta

79

3.4. Kh o sát phóng thích thu c Carboplatin và Oxaliplatin

80

3.4.1. Kh o sát phóng thích thu c Carboplatin

80


vii

3.4.2. Kh o sát phóng thích thu c Oxaliplatin

81

3.4.3. D

83

ốn mơ hình d

c

3.5. Kh o sát

t

3.6. Kh o sát

c tính t bào

ng h c h PAMAM-PEG mang thu c platin

ng h p sinh h c v i t bào s i chu t L929

86
89

3.6.1. Dòng t bào ung th t cung HeLa

89

3.6.2. Dòng t bào ung th ph i A549

93

3.6.3. Dòng t bào ung th vú MCF-7

97

3.6.4. T ng h p chung k t qu

99

c tính t bào ung th

K T LU N VÀ KI N NGH
DANH M C CÁC CƠNG TRÌNH
TÀI LI U THAM KH O

101
à CƠNG B

103
105


viii

DANH M C KÝ HI U VÀ CH

VI T T T

5-FU

: 5-fluorouracil, thu c i u tr ung th

A549

: Dòng t bào ung th ph i

ADP

: Adenosine diphosphat

ATP

: Adenosine triphosphat

BDA

: Butylen diamin

CAR

: Carboplatin

CM

: Ch t mang

DCC

: Ch t ho t hóa dicyclohexyl cacbodiimid

DLC

: Drug loading content, Kh n ng mang thu c c a ch t mang

DLE

: Drug loading efficiency, Hi u su t nang hóa

DLS

: Dynamic Light Scattering, Tán x ánh sáng

DLVO

: Mơ hình lý thuy t c a DLVO (theo tên các nhà khoa h c Derjaguin,

ng

Landau, Verwey và Overbeek)
DMEM

: Môi tr

ng Dulbecco's modified Eagle's medium

DMSO

: Dimethyl sulfoxide

DNA

: Deoxyribonucleic acid

DOPE

: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamin

DOT

: (–)- -d-(2r, 4r)-dioxolanethymine

DOX

: Doxorubicin, thu c i u tr ung th

DPBS

: Phosphate-buffered saline, N

EB

: Ethidium bromide

EDA

: Ethylene diamin

EDC

: 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide

EDTA

: Ethylenediaminetetraacetic acid

EPR

: Enhanced Permeability and Retention Effect, C ch t ng tính th m và

c mu i

t ng hi u qu l u gi
FA

: Folic axit

FBS

: Fetal bovine serum, Huy t thanh bò

m photphat


ix

FdA

: Dung d ch nhu m fluorescein diacetate

FDA

: Food and Drug Administration, C c Qu n lý Th c ph m và D

c ph m

M
FT-IR

: Fourier transform infrared spectroscopy, Ph

h ng ngo i bi n

i

Fourier
GPC

: Gel permeation chromatography, s c ký l c gel

HeLa

: Dòng t bào ung th t cung

HIV

: Human Immunodeficiency Virus, virus suy gi m mi n d ch

HPLC

: High-performance liquid chromatography, S c ký l ng hi u n ng cao

IC50

: Half maximal inhibitory concentration, N ng

ICD

: Quá trình t h y ho c ch t t bào mi n d ch

L929

: Nguyên bào s i c a chu t

MA

: Methylacrylate

MCF-7

: Dòng t bào ung th vú

MMR

: H th ng s a ch a không kh p DNA

mPEG

: Methoxy poly(ethylene glycol)

MS

: Mass spectroscopy, Kh i ph

MWCNT

: Multi-Walled Carbon Nanotubes, ng nano cacbon a thành

MWCO

: Molecular weight cut-off, màng bán th m cellulose

NCI-H460

: Dòng t bào ung th ph i NCI-H460

NER

: Nucleotide excision repair, s a ch a c t b nucleotide

NMR

: Nuclear magnetic resonance spectroscopy, Ph c ng h

NPC

: p-nitrophenyl chloroformate

OXA

: Oxaliplatin

PAMAM

: Poly(amidoamine)

PT

: Phóng thích

RNA

: Ribonucleic acid

RPM

: Round per minute, s vòng quay

siRNA

: RNA can thi p ng n siRNA

T-B

: Thu c ban

u

ng

i,

c ch 50%

ng t h t nhân

x

TEM

: Transmission electron spectroscopy, Kính hi n vi i n t truy n qua

THF

: Tetrahydrofuran

T-NH

: Thu c

T-TD

: Thu c t do

USP

: United States Pharmacopeia, D

UV-Vis

: Ultraviolet-visible spectroscopy, Ph t ngo i-kh ki n

WHO

: World Health Organization, T ch c Y t Th gi i

c nang hóa
c i n Hoa K


DANH M C B NG
B ng 1.1.

c tính c a dendrimer PAMAM có nhóm amin t n cùng

16

B ng 2.1. Kh i l

ng tác ch t s d ng t ng h p G3.0-PEG

44

B ng 2.2. Kh i l

ng tác ch t s d ng t ng h p G3.5-PEG

46

B ng 2.3. Kh i l

ng tác ch t s d ng t ng h p G4.0-PEG

47

B ng 3.1. Kh i l

ng phân t c a PAMAM dendrimer t ng h p v i lý thuy t

53

B ng 3.2. Các tín hi u
B ng 3.3. Kích th

c tr ng trên ph

1

H-NMR c a PAMAM

c h t trung bình c a PAMAM G3.0, G3.5, G4.0

55
57

B ng 3.4. Hi u su t c a ph n ng t ng h p PAMAM dendrimer

59

B ng 3.5. Kích th

c h t (DLS) c a PAMAM G3.0-PEG theo t l PEG

68

B ng 3.6. Kích th

c h t trung bình c a PAMAM-PEG G3.0, G3.5, G4.0

68

B ng 3.7. K t qu TEM, th zeta và hi u su t nang hóa DLE, DLC

71

B ng 3.8. Th

80

zeta c a PAMAM, PAMAM-PEG, PAMAM-PEG[CAR],

PAMAM-PEG[OXA] các th h G3.0, G3.5 và G4.0
B ng 3.9. K t qu phóng thích thu c carboplatin

80

B ng 3.10. K t qu phóng thích thu c oxaliplatin

81

B ng 3.11:

90

n ng

nh ch p t bào m u thu c platin, h PAMAM lai hóa mang thu c

10 ug/mL và 100 ug/mL sau 48 gi trên dòng t bào HeLa

B ng 3.12: K t qu

c trên dòng t bào ung th t cung HeLa

91

B ng 3.13: K t qu

c trên dòng t bào ung th ph i A549

94

B ng 3.14: K t qu

c trên dòng t bào ung th vú MCF-7

97


DANH M C HÌNH V VÀ
Hình 1.1.Thu c carboplatin th

TH

ng m i và c u trúc carboplatin

5

Hình 1.2. C ch chuy n hóa c a carboplatin

6

Hình 1.3.Thu c oxaliplatin th

7

Hình 1.4. C ch ho t

ng m i và c u trúc oxaliplatin

ng c a oxaliplatin

9

Hình 1.5. C ch EPR

10

Hình 1.6. M t s lo i k t h p gi a dendrimer và thu c

11

Hình 1.7. Hi n t

12

ng “n p g p ng

c” c a dendrimer

Hình 1.8. PAMAM th h ch n (G6.0)
Hình 1.9. PAMAM th h l

các pH khác nhau

các pH khác nhau

13
13

Hình 1.10. Ph

ng pháp t ng h p h i t

14

Hình 1.11. Ph

ng pháp t ng h p phân k

14

Hình 1.12. T ng h p dendrimer PAMAM

15

Hình 1.13. PAMAM G4.0 mang thu c 5-fluorouracil

18

Hình 2.1. C ch ph n ng Michael

27

Hình 2.2. C ch ph n ng amid hóa

27

Hình 2.3. Ph n ng t ng h p mPEG-NPC

28

Hình 2.4. Ph n ng t ng h p PAMAM G3.0-PEG

29

Hình 2.5. Ph n ng t ng h p mPEG-NH 2

29

Hình 2.6. T ng h p dendrimer PAMAM G-0.5

37

Hình 2.7. T ng h p dendrimer PAMAM G0.0

37

Hình 2.8. T ng h p dendrimer PAMAM G0.5

38

Hình 2.9. T ng h p dendrimer PAMAM G1.0

38

Hình 2.10. T ng h p dendrimer PAMAM G1.5

39

Hình 2.11. T ng h p dendrimer PAMAM G2.0

39

Hình 2.12. T ng h p dendrimer PAMAM G2.5

40

Hình 2.13. T ng h p dendrimer PAMAM G3.0

40

Hình 2.14. T ng h p dendrimer PAMAM G3.5

41

Hình 2.15. T ng h p dendrimer PAMAM G4.0

42


Hình 2.16. S

t ng h p G3.0-PEG

43

Hình 2.17. S

t ng h p G3.5-PEG

44

Hình 3.1. Ph

1

H-NMR c a PAMAM G-0.5 và G0.0

51

Hình 3.2. Ph

1

H-NMR c a PAMAM G0.5 và G1.0

51

Hình 3.3. Ph 1H-NMR c a PAMAM G1.5 và G2.0

52

Hình 3.4. Ph

52

1

H-NMR c a PAMAM G2.5

Hình 3.5. Ph MS c a PAMAM G-0.5 và G0.0

52

Hình 3.6. Ph MS c a PAMAM G0.5 và G1.0

53

Hình 3.7. Ph MS c a PAMAM G1.5

53

Hình 3.8. Ph

56

1

H-NMR c a PAMAM G3.0 và PAMAM G3.5

Hình 3.9. Ph 1H-NMR c a PAMAM G4.0

56

Hình 3.10. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a G3.0

58

Hình 3.11. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a PAMAM G3.5

58

Hình 3.12. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a PAMAM G4.0

59

Hình 3.13. Ph UV-Vis c a PAMAM và PAMAM-PEG th h G3.5 và G4.0

61

Hình 3.14. Ph FT-IR c a G3.0, mPEG-NPC và G3.0-PEG

62

Hình 3.15. Ph FT-IR c a mPEG-NPC, PAMAM G4.0 và PAMAM G4.0-PEG

62

Hình 3.16. Ph FT-IR c a mPEG-NH 2, PAMAM G3.5 và PAMAM G3.5-PEG

63

Hình 3.17. Ph

1

H-NMR c a PAMAM G3.0-PEG và mPEG-NPC

64

Hình 3.18. Ph

1

H-NMR c a PAMAM G4.0-PEG và mPEG-NPC

65

Hình 3.19. Ph

1

H-NMR c a PAMAM G3.5-PEG và mPEG-NH 2

65

Hình 3.20. K t qu GPC c a PAMAM G3.0 và PAMAM G3.0-PEG

66

Hình 3.21. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a PAMAM G3.0-PEG

67

Hình 3.22. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a PAMAM G3.5-PEG

67

Hình 3.23. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a PAMAM G4.0-PEG

67

Hình 3.24. Kích th

c h t c a PAMAM G3.5 – PEG và PAMAM G3.5

68

Hình 3.25. Kích th

c h t c a PAMAM G4.0 – PEG và PAMAM G4.0

68

Hình 3.26. Gi n

th zeta c a PAMAM G3.0-PEG

69

Hình 3.27. Gi n

th zeta c a PAMAM G3.5-PEG

70

Hình 3.28.

ng chu n

nh l

ng carboplatin và oxaliplatin

71


Hình 3.29. T

ng tác t nh i n gi a nhóm cacboxylat và amin trên thu c platin

72

v i nhóm amin và cacboxylat trên PAMAM
Hình 3.30. Ph FT-IR c a PAMAM-PEG[CAR] các th h G3.0, G3.5 và G4.0

73

Hình 3.31. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a G3.0-PEG[CAR]

74

Hình 3.32. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a G3.5-PEG[CAR]

74

Hình 3.33. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a G4.0-PEG[CAR]

74

Hình 3.34. T

ng tác t nh i n gi a nhóm cacboxylat và amin trên thu c platin

76

v i nhóm amin và cacboxylat trên PAMAM
Hình 3.35. Ph FT-IR c a PAMAM-PEG[OXA] các th h G3.0, G3.5 và G4.0

77

Hình 3.36. S

78

thay

i kích th

c h t c a PAMAM-PEG và PAMAM-

PEG[CAR], PAMAM-PEG[OXA] các th h G3.0, G3.5 và G4.0
Hình 3.37. nh TEM và th ng kê kích th

c h t c a G3.0-PEG[OXA]

Hình 3.38. nh ch p TEM và th ng kê kích th
Hình 3.39. nh TEM và th ng kê kích th

78

c h t c a G3.5-PEG[OXA]

c h t c a G4.0-PEG[OXA]

79
79

Hình 3.40. K t qu phóng thích thu c carboplatin

81

Hình 3.41. K t qu phóng thích thu c oxaliplatin

82

Hình 3.42. Mơ hình d

c

ng h c

83

Hình 3.43. Mơ hình d

c

ng h c c a PAMAM mang thu c carboplatin

ng tiêm c a carboplatin và oxaliplatin

84

Hình 3.44. Thu c carboplatin (màu vàng) n m trong khoang PEG và PAMAM

84

Hình 3.45. Mơ hình d

85

c

ng h c c a PAMAM mang thu c oxaliplatin

Hình 3.46. T l t bào s ng sau 24 gi (c t en) và 48 gi (c t s c)

các m u

86

ch ng (A), PAMAM G3.0 (B), PAMAM G3.0 – PEG t l 1:4 (C), PAMAM
G3.0 – PEG t l 1:8 (D), PAMAM G3.0 – PEG t l 1:16 (E). N ng

500

ug/mL
Hình 3.47.

nh t bào c a m u ch ng (bên trái), PAMAM G3.0 (gi a) và

PAMAM G3.0 – PEG t l 1:8 (bên ph i). M u o sau 48 gi , n ng

87

500

ug/mL
Hình 3.48.

t

ng h p sinh h c c a PAMAM G3.0 và G3.0-PEG, PAMAM

G3.5 và G3.5-PEG, PAMAM G4.0 và G4.0-PEG v i các t l PEG khác nhau,
n ng

và th i gian khác nhau.

88


Hình 3.49. Bi u

c t bào ung th HeLa c a PAMAM-PEG(CAR)

92

Hình 3.50. Bi u

c t bào HeLa c a PAMAM-PEG(OXA)

93

Hình 3.51. Bi u

c dịng t bào ung th A549 c a PAMAM-PEG(CAR) 95

Hình 3.52. K t qu

o

PAMAM-PEG(CAR)

c dịng t bào ung th ph i A549 c a carboplatin và 95
n ng

100 g/ml v i h G3.5-PEG(CAR) kém hi u

qu h n các h cịn l i
Hình 3.53. Bi u
Hình 3.54. K t qu

c dòng t bào ung th A549 c a PAMAM-PEG(OXA) 96

o

PAMAM-PEG(OXA)

c dòng t bào ung th ph i A549 c a oxaliplatin và 97
n ng

100

g/ml v i h

G3.5-PEG(OXA) và

oxaliplatin kém hi u qu h n các h cịn l i
Hình 3.55. Bi u
Hình 3.56. Bi u
PEG(OXA)

c dịng t bào ung th MCF-7 c a PAMAM-PEG(CAR) 98
c dòng t bào ung th

MCF-7 c a PAMAM- 99


1

M
1.

U

tv n

Hi n nay ung th là m t trong nh ng nguyên nhân gây t vong hàng
th gi i. Nhi u ph

ng pháp i u tr c n b nh nguy hi m này

u trên toàn

c bi t

n nh ph u

thu t, x tr , hóa tr và m t s khác g n ây là li u pháp mi n d ch (immunotherapy),
li u pháp h

ng m c tiêu (targeted therapy), li u pháp n i ti t (hormone therapy)... Hóa

tr là m t trong nh ng ph

ng pháp

c s d ng ph bi n nh t,

c bi t trong i u tr

ung th di c n [1].
Khi tr li u m t s lo i ung th nh sarcoma, ung th bi u mô (ung th ph i t
bào nh , ung th bu ng tr ng), u lympho và kh i u t bào m m thì các lo i thu c có

ch a kim lo i platin th

ng

khá ph bi n. Cisplatin

c s d ng [2]. Trong s các thu c ph c platin thì cisplatin
c C c Qu n lý Th c ph m và D

c ph m M (FDA) ch p

thu n trong i u tr ung th vào n m 1978 [3] và sau ó thu c này ti p t c
r ng rãi cho

c s d ng

n ngày nay. Tuy nhiên, thu c cisplatin t n t i nhi u tác d ng ph do

c

tính cao và ti m n nguy c kháng thu c c a t bào ung th . Vì v y, nhi u cơng trình
nghiên c u v n ti p t c t ng h p và phát tri n h n 3.000 h p ch t platin nh ng k t qu
ch có kho ng 35 h p ch t có ti m n ng d

c d ng. Hai h p ch t trong s

ó ã

c

ng ký l u hành và cho phép s d ng trong i u tr ung th v i nhi u thành qu to l n,
ó là carboplatin và oxaliplatin. Hai thu c platin này có
cisplatin. M c dù v y, kh n ng gây
h

c gi m h n h n so v i

c c a hai thu c này v n cao do tính ch n l c và

ng ích kém. M t s guyên nhân c a nh ng gi i h n còn t n t i khi hóa tr v i

carboplatin và oxaliplatin do
c th và kh n ng v

tan kém, gi i h n các kh n ng phân tán sinh h c trong

t qua màng t bào. i u này nh h

tr . Nh m kh c ph c các nh

c i m trên, nhi u h ph tr

thu c ch ng ung th ph c platin
m c tiêu lý t

n úng ích. T t c các h

ng

n kh d ng trong i u

c s d ng

ng ti p c n

ng là t o ra nh ng h mang - nh thu c ph c platin có

a các
u nh m

n

ch n l c cao

i v i các mô ung th , li u s d ng i u tr th p và ít tác d ng ph .
Trong các h dùng v i thu c ph c platin, h dendrimer có kh n ng mang thu c
b ng các liên k t d c t
th khi

t

nh thu c khi

n các mô ung th . B m t v i nhi u nhóm

c g n v i các thành ph n khác nhau s mang l i cho phân t dendrimer nhi u


2

tính ch t t

ng ng v i b n ch t các thành ph n g n lên phân t . M t trong các h

dendrimer ó là dendrimer poly(amidoamine) (PAMAM) v i s nhóm ch c b m t l n
và có ho t tính hóa h c cao. PAMAM có th

c bi n tính b ng các tác nhân h

ng

ích ho c các phân t thu c t o ra h ch t mang thu c thông minh giúp t ng hi u qu
i u tr .
PAMAM có nhi u nhóm ch c amin ho c cacboxylat b m t nên có i n tích b
m t l n,

c bi t là các nhóm ch c amin mang i n tích d

ng s t

ng tác v i màng t

bào mang i n tích âm gây ra s phá h y t bào khi n PAMAM có
ó h n ch kh n ng ng d ng c a PAMAM [4]. Gi i pháp hi u qu

c t bào cao do
kh c ph c nh

c

i m này là bi n tính các nhóm ch c b m t c a PAMAM b ng các phân t ít ho c

khơng mang i n nh m gi m i n tích b m t và t

ó gi m

Poly(ethyleneglycol) (PEG) là l a ch n r t t t
là m t lo i polyme m ch th ng có tính t
mi n d ch và tan t t trong n

c t bào.

bi n tính b m t PAMAM vì nó

ng h p sinh h c cao, không

c, không gây

c. Vi c g n PEG lên PAMAM không nh ng gi m thi u

c b ng cách ng n khơng cho các nhóm amin b c b n c a PAMAM ti p xúc v i
màng t bào, mà còn làm t ng

tan trong n

c và th i gian t n t i trong máu, c ng

nh gi m s tích l y trong gan và th n c a PAMAM. Ngoài ra, PEG cịn làm t ng khơng
gian n i phân t giúp t ng kh n ng nang hóa thu c,
ch n làm gi m t c

ng th i óng vai trị nh m t t m

phóng thích thu c c a PAMAM. Bên c nh ó, PEG cịn c i thi n

kh n ng th m xuyên màng t bào c a PAMAM giúp h ch t mang thâm nh p vào t
bào t t h n [5,6].
Trên c s

ó, chúng tôi

xu t lu n án: “Nghiên c u t ng h p h nano dendrimer

poly(amidoamine) mang thu c ch ng ung th (carboplatin và oxaliplatin)”.
2. M c tiêu
Nghiên c u t ng h p h nanodendrimer PAMAM mang thu c ch ng ung th
carboplatin (CAR) và oxaliplatin (OXA) nh m gi m
lành và c i thi n hi u qu tiêu di t t bào ung th nh t ng
thu c, nh h

ng thu c t i ích th

ng.

c c a thu c

i v i t bào

tan, t ng kh n ng l u tr


3

3. Ý ngh a khoa h c c a lu n án
- Bi n tính PAMAM (hai th h ch n G3.0 và G4.0 và m t th l l G3.5) b ng
PEG v i các t l khác nhau

t o h ch t mang thu c

nh h

ng

n t bào ung th .

- Các h ch t mang PAMAM-PEG t ng kh n ng mang thu c ch ng ung th
CAR và OXA ( t ng hi u su t nang hóa 2 thu c ch ng ung th CAR và OXA).
- Các h ch t PAMAM-PEG mang thu c ch ng ung th CAR và OXA có kh
n ng nh thu c ch m và n

nh (d

i 50% sau 24 gi ) trong i u ki n in vitro.

- Các h ch t mang PAMAM-PEG và các ph c PAMAM-PEG(CAR), PAMAMPEG(OXA) gi m

c tính c a thu c ch ng ung th CAR và OXA

ho t tính c ch hi u qu

ng th i v n th hi n

i v i s phát tri n c a t bào ung th (trên 3 dòng t bào:

ung th t cung HeLa, ung th ph i A549 và ung th vú MCF-7).
4. óng góp m i c a lu n án
S d ng v t li u PAMAM-PEG mang hai thu c ch ng ung th (CAR và OXA)
và kh o sát tính ch t mang, nh thu c, t
ung th : vú, ph i, t cung).

ng h p sinh h c,

c tính t bào (trên ba dịng


4

CH

NG 1. T NG QUAN

1.1. T ng quan v b nh ung th và ph

ng pháp tr li u b ng hóa tr

Theo t ch c y t th gi i (WHO), ung th là nguyên nhân gây t vong

ng

hàng th hai trên toàn c u và là nguyên nhân cho kho ng 9,6 tri u ca t vong trong n m
2018 [7]. Th ng kê trên th gi i cho th y g n 1 trong 6 tr

ng h p t vong do ung th

gây ra [8]. Kho ng m t ph n ba s ca t vong c a ung th b i vì n m nguy c hàng
v hành vi và ch

n u ng: ch s kh i c th cao, n ít rau và trái cây, thi u ho t

ng th ch t, s d ng thu c lá và s d ng r
quan tr ng nh t
V ph
hóa tr .

u

u. S d ng thu c lá là y u t nguy c

i v i b nh ung th và gây ra kho ng 22% ca t vong do ung th [9].

ng di n i u tr , ung th có r t nhi u ph

ây là ph

ng pháp s d ng thu c

ng pháp i u tr , trong ó có

tiêu di t các t bào ung th , làm cho các

kh i u không th phát tri n và t ng sinh [10]. C ch c a các lo i thu c hóa tr là làm
gián o n chu trình t bào và làm ch m (ho c ng ng) quá trình sao chép c a các t bào

ung th . Nh

ó, hóa tr cho phép tiêu di t các t bào ung th m t cách tri t

quá trình i u tr , ng

i ta th

. Trong

ng s d ng k t h p nhi u lo i thu c ch ng ung th nh m:

tiêu di t càng nhi u t bào ung th càng t t và c n cân nh c s k t h p không gây quá
nhi u t n th t cho các t bào kh e m nh ho c gia t ng các tác d ng ph khác; t ng c
h i tiêu di t các t bào ung th và i u tr nhi u lo i ung th cùng lúc; gi m nguy c
phát sinh thêm

t bi n và kháng thu c. Trong s các thu c hóa tr thì thu c platin nh

(cisplatin, carboplatin, oxaliplatin) khá ph bi n, chi m trên 25% phác

i u tr [11].

Thu c platin dùng cho 24 lo i ung th và có th k t h p v i 27 thu c hóa tr khác [12].
1.2. Thu c ch ng ung th d ng ph c platin
Trong vòng 30 n m tr l i ây, FDA ã phê chu n trên 700 lo i thu c i u tr
ung th [13], chia làm 5 nhóm chính là thu c nhóm ch t alkyl hóa (alkylating agent),
thu c ch ng d

ng (antimetabolites), ancaloit th c v t (plant alkaloids), kháng sinh

ch ng ung th (antitumor antibiotics) và hormon steroid.
Các lo i thu c hóa tr có ch a kim lo i platin thu c nhóm ch t alkyl hóa. Trong
ó, cisplatin

c dùng trong i u tr ung th t cu i th p niên 80. Hai lo i thu c t

t cisplatin v i ít tác d ng ph h n là carboplatin và oxapliplatin c ng
rãi t nh ng n m 1990 và 2000 v i nhi u k t qu

ng

c dùng r ng

áng ghi nh n [14,15]. B n thu c


5

platin khác là nedaplatin, heptaplatin, lobaplatin, and miriplatin
m t s n

c mà khơng r ng rãi

ph m vi tồn c u nh

c dùng h n ch

cisplatin, carboplatin và

oxaliplatin [16].
1.2.1. Carboplatin
Carboplatin (cis-diammine-1,1-cyclobutane dicacboxylat platinum II)
nghiên c u và phát tri n t i

i h c bang Michigan và Vi n nghiên c u ung th London.

N m 1989, FDA cho phép s n xu t carboplatin trên quy mô th
Paraplatin [17]. Thu c này

c

ng m i d

i tên

c s d ng trong i u tr ung th bi u mô bu ng tr ng,

ung th ph i, ung th n i m c t cung, th c qu n, bàng quang và ung th vú [18]. ây
là thu c platin th h th 2, có c u trúc t
clorit

ng t th h

u là cisplatin và thay th 2 g c

cisplatin b ng ligand bidentat dicacboxylat.

Hình 1.1.Thu c carboplatin th

ng m i và c u trúc carboplatin

Sau khi tiêm vào máu, carboplatin di chuy n kh p c th
T i ây, thu c

n các t bào ung th .

c h p thu qua kênh CTR1 trên v t bào, ti p ó thu c s b th y phân

c t i nhóm 1,1-cyclobutanedicacboxylat khi n h p ch t này mang i n tích d
Nh q trình th y phân, carboplatin có th t
DNA, RNA, protein

ng tác v i các phân t thân h ch nh

t o thành ph c platin. Quá trình này x y ra khi t o liên k t c ng

hóa tr v i N7 trên purin d n
nhân lên

ng.

n s sai h ng DNA khi n t bào b ch t ho c khơng th

c. Ngồi ra, thu c còn t

ng tác

c v i tâm l u hu nh trên glutathion,

metallothionein và xúc tác cho chuy n hóa ATP thành ADP. M t ph n thu c s

c

lo i kh i t bào qua kênh ATP7A, ATP7B, MPR2 sau ó s thanh th i vào máu

n

th n và theo

ng n

c ti u ra ngoài [19] . T l bài ti t carboplatin th p h n cisplatin,


6

cho th y nhi u carboplatin

c gi l i trong c th , và do ó tác d ng c a nó

dài h n (th i gian bán h y c a carboplatin là 30 gi
20 l n so v i cisplatin là t 1,5

c kéo

i, cao h n g p kho ng t 10

n

n 3,6 gi ) [20].

Hình 1.2. C ch chuy n hóa c a carboplatin [19]
Th c t so v i cisplatin, carboplatin ã có

c gi m h n h n,

c bi t là

c

tính cho th n (nephrotoxicity) do thay th 2 nguyên t clorit thành ligand bidentat
dicacboxylat. Tuy nhiên, thu c v n gây
l

c cao, áng k nh t là c ch t y làm cho s n

ng t bào máu và ti u c u gi m nghiêm tr ng có lúc
i u này có ph n do tính ch n l c và h

nd

i 10% m c thơng th

ng ích kém. Ngồi ra, thu c làm r i lo n

kênh v n chuy n cation SLC22A2 gây tích l y platin làm suy th n, suy t y, nh h
n ng n h th n kinh. Chính vì v y,
ph i có m t ch t mang hi u qu
gi m tác d ng ph c a thu c.

ng.
ng

nâng cao k t qu tr li u ung th thì c n thi t

gi m li u i u tr mà v n duy trì hi u l c, qua ó


7

1.2.2. Oxaliplatin
Oxaliplatin

c nghiên c u và phát tri n t n m 1976 t i tr

ph Nagoya b i giáo s Yoshinori Kidani,

c ch p thu n

ng

i h c thành

châu Âu vào n m 1996

và FDA c p phép s d ng lâm sàng trong i u tr ung th tr c tràng vào n m 2002. Tên
th

ng m i là Eloxatin c a công ty Sanofi-Aventis [21]. V m t c u trúc, oxaliplatin có

ch a m t nguyên t

platin t o ph c v i m t nhóm oxalat và m t nhóm

diaminocyclohexan, DACH [22].

Hình 1.3.Thu c oxaliplatin th
V c ch d

c

ng m i và c u trúc oxaliplatin

ng h c, oxaliplatin t o các liên k t gi a hai guanine li n k

ho c guanine và adenine, nh

ó làm gián o n q trình nhân b n và sao chép DNA

[23]. Nhi u nhóm nghiên c u cho r ng oxaliplatin và cisplatin có c ch ho t
nhau [24-28] m c dù cùng tác

ng ch y u lên DNA,

ng khác

c bi t là nguyên t N7 c a

guanine, và t o thành liên k t ngang và liên k t chéo.

Khác bi t có th
DNA, do kích th
ch liên quan

s v n chuy n và chuy n hóa thu c[29]; q trình ng ng t

c c a oxaliplatin l n h n nhi u so v i cisplatin hay carboplatin; c

n s a ch a DNA, ch y u x y ra thông qua s a ch a c t b nucleotit

(nucleotide excision repair, NER) b i h th ng s a ch a không kh p DNA (mismatchrepair, MMR) [30,31]; và s t i n p các tín hi u t n th

ng DNA nh kích ho t q

trình t h y ho c ch t t bào mi n d ch (ICD) [32, 33].
Thu c oxaliplatin

c s d ng r ng rãi trong i u tr ung th

nghiên c u ti n lâm sàng cho th y ti m n ng s d ng trong các tr

i tr c tràng. Các
ng h p kháng

cisplatin. Tuy nhiên, thu c này v n còn t n t i nhi u tác d ng ph , trong ó chính y u
là

c tính th n kinh [35-36].

8

Hình 1.4. C ch ho t

ng c a oxaliplatin [34]

Tr i qua h n 40 n m k t khi cisplatin
v n còn t n t i nhi u tác d ng ph do

c s d ng trong i u tr ung th mà

c tính m nh; bên c nh n l c t ng h p h n

3.000 ho t ch t m i nh m thay th cisplatin và ch có hai h p ch t

c phê chu n. H p

ch t g n ây nh t là oxaliplatin

ó

c ch p thu n t n m 1996 và t

24 n m mà ch a có thu c platin m i nào nh n
V n

n nay ã g n

c s ch p thu n trên tồn th gi i.

chính có th th y xu t phát t vi c thi u c i thi n hi u qu so v i các lo i thu c

hi n t i. M t ví d v
o n III

i u này là satraplatin ã k t thúc các th nghi m lâm sàng giai

i v i ung th tuy n ti n li t n m 2007. M c dù vi c dùng thu c

c coi là m t b

ng mi ng

c ti n cho b nh nhân so v i vi c truy n t nh m ch thông th

ng c a

t t c các thu c platin khác, nh ng nó khơng c i thi n k t qu c a b nh nhân. D a trên
i u này, satraplatin ã b rút

n

ng ký thu c m i ra kh i FDA [37].

i u ó cho

th y chi n l

c t ng h p thu c m i v i ít tác d ng ph không kh thi nhi u

m t so v i h

ng nghiên c u h ch t mang có tri n v ng c i thi n hi u qu , ít tác d ng

ph và có ti m n ng

c ch p thu n h n.

m ts