Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não
GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Mục lục HỆ NANO DẪN TRUYỀN THUỐC CHO NÃO .......................................................................... 2 1 Giới thiệu ................................................................................................................................. 2 2 Cấu tạo hàng rào máu não ........................................................................................................ 3 2.1 Lịch sử : ............................................................................................................................. 3 2.2 Cấu tạo ............................................................................................................................... 4 3 Kiểm soát thời gian giải phóng thuốc ...................................................................................... 5 3.1 Giải phóng thuốc dạng Extended-Release formulation ..................................................... 6 3.2 Giải phóng thuốc dạng Sustained-Release formulation .................................................... 7 3.3 Giải phóng thuốc dạng Pulsatile-Release formulation ...................................................... 7 4 Kiểm soát vị trí giải phóng thuốc theo cơ chế chủ động .......................................................... 8 4.1. Con đường dẫn truyền absorptive-mediated transcytosis ............................................... 10 4.2 Con đường dẫn truyền transporter-mediated transcytosis ............................................... 18 4.3 Con đường dẫn truyền receptor-mediated transcytosis ................................................... 23 4.4 Hệ dẫn tryền thuốc nhạy cảm môi trường ....................................................................... 28 5 Kiểm soát vị trí giải phóng thuốc theo cơ chế thụ động (hiệu ứng EPR) .............................. 31 6 Ví dụ về thiết kế một hệ dẫn truyền thuốc vào não điển hình ................................................ 34 6.1 Khái niệm Dendrimer ...................................................................................................... 34 6.2 Đặt vấn đề. ....................................................................................................................... 35 6.3 Phương thức tổng hợp và cơ chế dẫn truyền ................................................................... 36 6.4 Kết quả thực nghiệm ........................................................................................................ 38 7 Kết luận .................................................................................................................................. 40 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................................ 42 Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 1 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan HỆ NANO DẪN TRUYỀN THUỐC CHO NÃO 1 Giới thiệu . Glioma là loại ung thư não thường gặp nhất, chiếm 29% của tất cả khối u thần kinh trung ương và 80% các khối u não ác tính. Thời gian sống trung bình bệnh nhân glioblastoma (GBM) chỉ khoảng 14,6 tháng sau khi điều trị phẫu thuật cắt bỏ kết hợp hóa trị và xạ trị đồng thời [1]. Một lý do liên quan trực tiếp đến vấn đề khó chẩn đoán và tái phát nhanh sau khi điều trị là sự phát triển thâm nhiễm của gliomas gây khó khăn cho việc loại bỏ hoàn toàn mô bệnh hoặc khu vực ung thư xâm nhập mà không ảnh hưởng đến sự hoạt động bình thường của não. Hơn nữa, tác dụng phụ của xạ trị và hậu quả xấu của các phương pháp hóa trị thông thường cũng là nguyên nhân dẫn đến sự thất bại trong điều trị [2]. Thuốc truyền thống dựa trên đặc tính hấp thụ của thuốc đối với cơ thể, do đó sinh khả dụng phụ thuộc nhiều yếu tố như độ tan, pKa, khối lượng phân tử, số lượng liên kết hydrogen của phân tử, độ bền hóa học, tất cả những yếu tố đó tác động không nhỏ đến khả năng điều trị bệnh. Thông thường bản chất thuốc truyền thống là có khối lượng phân tử nhỏ, khả năng vượt qua màng ngăn của cơ thể và thâm nhập vào các bào quan cũng như các tế bào. Do đó thuốc phù hợp cho việc chữa bệnh ung thư. Tuy nhiên hạn chế về phân bố thuốc dẫn đến hiệu ứng phụ không mong muốn khi phải sử dụng thuốc với liều lượng cao để thuốc có thể đáp ứng tốt khả năng chữa bệnh. Bên cạnh đó do khối lượng phân tử nhỏ, thuốc dễ bị đào thải ra khỏi cơ thể qua đường thận, có nghĩa là phải sử dụng một liều lượng cao để chữa trị [3]. Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm ra các phương pháp mới để đưa các tác nhân điều trị đến khu vực khối u hiệu quả và giảm tích lũy thuốc không cần thiết trong tế bào não bình thường và các mô ngoại vi. Nhiều nghiên cứu được tiến hành để có thể đảm bảo tốt đáp ứng thuốc với một liều lượng nhỏ hơn và hiệu ứng phụ là nhỏ nhất. Do đó, thuốc cần phải cải thiện sinh khả dụng. Sinh khả dụng ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm tính chất vật lý và tính chất hóa học của thuốc, liều lượng và nồng độ sử Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 2 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan dụng thuốc cũng như chu kỳ sử dụng. Đối với các khối u não, cáchệ thống phân phối thuốc định hướng mục tiêu theo cơ chế chủ động đã thu hút được sự quan tâm rộng rãi trong nhiều thập kỷ gần đây. Vì khối u não có nhiều đặc điểm phức tạp khác biệt với các khối u ngoại vi, nhiều yếu tố phải được xem xét để phân phối thuốc hiệu quả, chẳng hạn như các rào cản trong toàn bộ quá trình, môi trường trong khối u và đặc điểm các tế bào khối u [4]. Hiện nay nhiều định hướng mục tiêu khác nhau đã được khai thác để đạt được hiệu quả điều trị cùng với việc sử dụng hệ thống phân phối kích thước nano. Ở đây , tác giả sẽ cung cấp một đánh giá ngắn gọn về một số mục tiêu chiến lược có thể dùng để phân phối thuốc tới các khối u não. 2 Cấu tạo hàng rào máu não 2.1 Lịch sử : Hàng rào máu não (Blood-Brain Barrier BBB) là một màng sinh học. Chúng có hai chức năng cơ bản: cung cấp các chất dinh dưỡng (sinh học) để nuôi tế bào não và ngăn cản các chất có hại cho tế bào não. + Chức năng dinh dưỡng: cho phép vận chuyển qua hàng rào máu não những chất sinh học giúp quá trình chuyển hóa của tế bào não. + Chức năng bảo vệ: ngăn các chất có hại vận chuyển qua hàng rào máu não. Hàng rào máu não bao gồm các tế bào nội mô (endothelial cell), tế bào hình sao (astroglia), tế bào ngoại mạch (pericyte), các đại thực bào ngoại mạch (perivascular macrophage) và màng đáy (basal lamina), chúng liên kết chặt chẽ với nhau. Với đặc tính đó, chúng hạn chế chặt chẽ sự di chuyển các chất từ máu vào não, trong khi các tế bào nội mô mao mạch ở các bộ phận khác của cơ thể lại không có được đặc tính đó. Một cấu trúc của tế bào hình sao (astrocyte cell) nhô ra, được gọi là chân tế bào hình sao (astrocytic feet) bao bọc xung quanh các tế bào nội mô của hàng rào máu não, tạo nên các đặc tính sinh hóa của chúng. Hàng rào máu não có thể phân biệt với các hàng rào tương tự như chúng là hàng rào dịch não tủy- máu (blood-cerebrospinal fluid barrier: một chức năng của các tế bào màng mạch thuộc đám rối mạch mạc), và hàng rào võng mạc - máu Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 3 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan (blood- retinal barrier). Sự phát hiện hàng rào máu não trong một thời gian dài và cũng hết sức tình cờ. Đầu tiên, vào cuối thế kỷ 19 nhà khoa học Paul Ehrlich trong khi tiến hành thí nghiệm đã có sự chú ý đến hàng rào máu não. Paul Ehrlich là một nhà vi trùng học, chuyên nghiên cứu các cấu trúc có thể thấy được bằng phương pháp nhuộm màu. Khi ông tiêm các chất màu vào cơ thể, các chất màu có thể nhuộm tất cả các bộ phận của cơ thể ngoại trừ não bộ. Vào thời điểm đó, Ehrlich đơn giản cho rằng não không nhận các chất nhuộm màu. Sau đó, trong một thí nghiệm vào cuối năm 1913, Edwin Goldmann tiêm trực tiếp chất nhuộm màu vào dịch não tủy. Ông ta phát hiện rằng, trong trường hợp này não trở nên nhuộm màu, trong khi các bộ phận còn lại của cơ thể thì không bắt màu. Điều này chứng tỏ có sự tồn tại một hàng rào giữa não và các bộ phận còn lại của cơ thể. Vào thời điểm đó người ta cho rằng, chính hệ thống mạch máu đóng vai trò là hàng rào và hiển nhiên hàng rào máu não vẫn chưa được phát hiện. Khái niệm về hàng rào máu não được đề nghị bởi Lina Stern vào năm 1921. Nhưng mãi cho đến năm 1960, khi phát hiện ra kính hiển vi điện tử, hàng rào máu não mới được mô tả một cách đầy đủ. Người ta cho rằng, các tế bào hình sao chứ không phải các tế bào biểu mô, đóng vai trò cơ bản của hàng rào máu não, bởi vì chân tế bào hình sao bao bọc dày đặc quanh các tế bào biểu mô của hàng rào máu não. Năm 1959, Hugh Davson phát hiện ra hàng rào máu- dịch não tủy. 2.2 Cấu tạo Hàng rào máu não hình thành do các tế bào thần kinh hình sao (astrocyte), chân của tế bào này bao bọc lấy mạch máu dẫn truyền lên não. Bên cạnh đó, mật độ của pericite cao (một thành phần của màng mạch máu) hình thành nên các tight junctions làm cho màng mạch máu dẫn truyền lên não sắp xếp rất khít, hạn chế sự di chuyển của các chất tan (hình 1) . Theo nghiên cứu, màng mạch máu chỉ cho các chất dinh dưỡng đi qua như CO2, O2, glucose, các chất ưa lipid, hạn chế các protein và các polymer mạch dài thâm nhập qua màng máu. Bên cạnh đó, các chất có khối lượng phân tử dưới 50kDa cũng có khả năng cao qua màng máu não [5]. Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 4 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Hình 1: Cấu tạo hàng rào máu não 3 Kiểm soát thời gian giải phóng thuốc Thông qua điều khiển thời gian, cho phép thuốc đạt nồng độ điều trị trong tế bào. Hình 2 thể hiện nồng độ thuốc trong cơ thể theo thời gian của các loại thuốc thông thường. Ban đầu nồng độ thuốc tăng nhanh sau đó do quá trình đào thải qua thận và sự chuyển hóa, trao đổi chất (thực bào,.enzyme..) nồng độ thuốc giảm nhanh. Do đó cần phải chú ý đến vấn đề đào thải thuốc [6]. Nồng độ hiệu quả là nồng độ nhỏ nhất để thuốc đạt hiệu quả điều trị. Trong khi đó, nồng độ giới hạn an toàn là giá trị nồng độ mà khi vượt qua nó sẽ gây độc và tác dụng phụ không mong muốn cho cơ thể. Do việc thuốc bị đào thải, ta phải sử dụng nhiều liều để đảm bảo thuốc luôn đạt nồng độ trị liệu (hình 2). Tuy nhiên nếu sử dụng không đúng liều lượng, gây ra sự tích lũy vượt quá nồng độ giới hạn an toàn sẽ gây tác dụng phụ[6]. Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 5 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Hình 2 : Nồng độ giải phóng thuốc theo thời gian của liều đơn (trái) và liều đa (phải) 3.1 Giải phóng thuốc dạng Extended-Release formulation Sự giải phóng của các tác nhân điều trị trong các công thức ban đầu tạo ra một lượng vừa đủ để đạt nồng độ điều trị và sau đó tiếp tục giải phóng thuốc. Trong quá trình giải phóng thuốc, nồng độ thuốc giải phóng không nhất thiết là hằng số nhưng phải kéo dài được thời gian duy trỉ nồng độ hiệu quả ( hình 3) . Có hai loại công thức extendedrelease formulations. Thứ nhất là dạng polymeric matrix (hình 3) có chứa các tác nhân điều trị, sự giải phóng thuốc được kiểm soát bằng cách khuếch tán qua các khe hở giữa các chuỗi polymer hệ thống mạng matrix (sự trương nở và mật độ liên kết ngang quyết định đến khả năng giải phóng thuốc). Những công thức được áp dụng cho hydrogel và nano particles. Thứ hai là dạng polymeric capsules , sự phân hủy của lớp phủ polymer quyết định việc giải phóng của thuốc[7]. Hình 3: Các dạng giải phóng thuốc và đường động học giải phóng thuốc của Extended-Release formulation Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 6 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan 3.2 Giải phóng thuốc dạng Sustained-Release formulation Đường động học của quá trình giải phóng thuốc trong trường hợp này là bậc không (nồng độ giải phóng của thuốc là hằng số trong khoảng thời gian điều trị), hiệu quả thuốc duy trì trong thời gian dài. Hệ thống dẫn truyền thuốc này bao gồm một lớp polymer bán thấm chứa thuốc (hay các tác nhân điều trị khác) và hệ polymer đẩy . Hệ kiểm soát quá trình giải phóng thuốc bằng gradient đẩy xuyên qua lớp polymer bán thấm. Khi gặp nước, polymer đẩy này (polymeric osmotic system) bị hydrate hóa, trương lên dẫn đến tăng áp suất và giải phóng thuốc ( hình 4). Người ta điều chỉnh gradient thấm của màng bán thấm và mức độ hydrate hóa của polymeric osmotic system để kiểm soát thời gian giải phóng thuốc[8]. Hình 4 : Cơ chế giải phóng thuốc và đường động học giải phóng thuốc của Extended-Release formulation 3.3 Giải phóng thuốc dạng Pulsatile-Release formulation Một dạng kiểm soát thời gian là hệ dẫn truyền thuốc đáp ứng , thuốc chỉ được giải phóng khi cơ thể “yêu cầu”. Do đó, thuốc sẽ được giải phóng gián đoạn sau những khoảng thời gian nhất định và lặp đi lặp lại liên tục đến khi lượng thuốc hết. Hệ dẫn truyền loại này gồm 2 thành phần trong đó một cấu trúc đóng vai trò sensor phát hiện thay đổi của môi trường xung quanh và một cấu trúc đóng vai trò giải phóng thuốc (hình 5). Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 7 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Hệ dẫn truyền này cho phép nhả thuốc đúng vị trí, đúng thời gian (cơ thể cần) và đúng lượng tác nhân điều trị . Do đó, chúng phù hợp cho việc điều trị những căn bệnh mãn tính [9]. Một ví dụ trong trường hợp này là hệ thống dẫn truyền insulin điều trị tiểu đường với glucose oxidase đóng vai trò sensor, khi lượng đường trong máu tăng cao, lượng glucose oxidase sẽ chuyển glucose thành glucomic acid, làm giảm pH, khi đó lớp polymer sẽ trương lên và insulin sẽ được giải phóng ra bởi thuốc được bao bọc bởi loại polymer nhạy pH (hình 5). Khi lượng thuốc giải phóng đạt được hiệu quả điều trị lượng glucose trong máu giảm làm pH cũng giảm xuống (do quá trình chuyển glucose thành glucomic acid bởi glucose oxidase giảm), lớp polymer sẽ trở lại bình thường , quá trình giải phóng thuốc sẽ ngừng lại[10]. Hình 5: Một loại polymer nhạy pH và đường động học giải phóng thuốc của PulsatileRelease formulation 4 Kiểm soát vị trí giải phóng thuốc theo cơ chế chủ động Cấu tạo của u thần kinh đệm rất phức tạp với nhiều loại rào cản sinh lí khác nhau ngăn chặn thuốc đến vị trí khối u. Có hai rào cản chính cho việc điều trị khối u não: hàng rào máu não (BBB) và hiệu ứng EPR tương đối yếu [11]. Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 8 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Hàng rào máu não (BBB) là một hệ thống được cấu tạo đặc biệt với các tế bào nội mô mao mạch được bao phủ một phần bởi pericytes và màng nền và được bao quanh gần như hoàn toàn bởi chân của tế bào hình sao, nó ngăn chặn khoảng 98% của các phân tử nhỏ và gần như 100% các phân tử lớn bao gồm các protein tái tổ hợp , thuốc và gen được vận chuyển vào não để đến vị trí khối u. Hàng rào máu não kiểm soát nghiêm ngặt sự vận chuyển thuốc vào trong não bằng hàng rào vật lý (tight junctions) , sự chuyển hóa chất (metabolic enzyme) và hàng rào miễn dịch (immunological barrier)[12]. Để giải quyết thách thức này, nhiều loại chiến lược định hướng mục tiêu theo cơ chế chủ động đã được áp dụng để phát triển hiệu quả hệ thống phân phối thuốc đến não [13]. Các hệ thống nhắm mục tiêu theo cơ chế chủ động chủ yếu được chia thành: hấp thụ trung gian transcytosis (absorptive mediated transcytosis), vận chuyển trung gian transcytosis ( transporter-mediated transcytosis) và thụ thể trung gian endocytosis (receptor-mediated endocytosis) (hình 6). Hình 6: Các con đường dẫn truyền thuốc vào não Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 9 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan 4.1. Con đường dẫn truyền absorptive-mediated transcytosis Hấp thụ trung gian transcytosis là phương pháp phân phối thuốc qua hàng rào máu não bằng protein cation hoặc cell-penetrating peptides (CPPs). Qúa trình phân phối thuốc được thực hiện bởi tương tác tĩnh điện giữa những vị trí tích điện dương ở các gốc protein và bề mặt màng tế bào trên các tế bào nội mô não tích điện âm (cấu tạo các acid amine tích điện âm) (hình 7) [14]. Hình 7: Cấu trúc các acid amine tích điện Sự dẫn truyền thuốc qua hàng rào máu não (BBB) bằng cationic proteins Hệ dẫn truyền cationic bovine serum albumin (CBSA) kết hợp poly(ethyleneglycol)-poly(lactide) (PEG-PLA) nanoparticle (CBSA-NP) đã được tổng hợp bởi Lu và các đồng sự để dẫn truyền thuốc vào não theo cơ chế chủ động. CBSA đóng vai trò như một "brain targetor" đặc hiệu, được liên kết hóa trị với nhóm chức maleimide ở cuối của poly (ethyleneglycol) (PEG) bao quanh hạt nano. PEG được chọn làm phân khúc tạo vỏ bởi những đặc điểm lý hóa của nó bao gồm độ tan trong nước tốt , sự linh động của chuỗi lớn cũng như độc tính thấp , tăng thời gian tuần hoàn , cải thiện sự tích lũy thuốc , nhờ đó tăng cường hiệu ứng EPR. Mặt khác, copolymers có khả năng tạo hạt nano trong vùng kích thước mesoscopic (vài chục nm) với khoảng phân bố kích thước hẹp [15]. Các hạt nano (NPs) tạo thành từ hỗn hợp của MPEG-PLA và maleimide-PEGPLA (copolymers) được tổng hợp bằng phương pháp nhũ hóa / bay hơi dung môi. CBSA Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 10 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan được điều chế từ BSA qua quá trình cation hóa với ethylenediamine trong EDAC. CBSA sau đó đã được phản ứng với 2-iminothiolan (Traut’s reagent). Các thiolated CBSA (CBSA với nhóm SH vừa thu được) được trộn với các hạt nano theo tỷ lệ CBSA thiolated: maleimide lệ 1: 1 (gắn CBSA thiolated vào hạt nano phủ PEG thông qua maleimide). Các nhóm amino trong cấu trúc CBSA-NP có điểm đẳng điện cao nên trong môi trường sinh lí cơ thể chúng tồn tại ở dạng cation (hình 8) [15]. Hình 8: Cấu trúc PEG-PLA- CBSA-NP Kích thước hạt là một tính chất quan trọng của hệ nano có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng dẫn truyền thuốc, sự phân bố kích thước đường kính hạt thường được kiểm soát dưới 200 nm. Trong nghiên cứu này, kích thước hệ nano tổng hợp được có đường kính dưới 100 nm tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển thuốc qua hàng rào máu não Kích thước hạt nano không thay đổi đáng kể khi kết hợp CBSA , thậm chí cả sau khi nạp thuốc vào hạt nano (bảng 1). Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 11 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Bảng 1 : Sự phân bố kích thước của NPs và CBSA-NPs (có nạp hay không nạp 6coumarin) Khả năng thấm (permeability) của CBSA-NP trong môi trường nội bào được khảo sát và so sánh với bovine serum albumin (BSA) gắn với hạt nanoparticles (BSA-NP). CBSA-NP không ảnh hưởng đến cấu trúc của kênh ( tight junctions ) trong hàng rào máu não. CBSA-NP có độc tính thấp đối với tế bào nội mô mao mạch não ( BCECs). Khả năng thấm của CBSA-NP cao hơn khoảng 7,76 lần so với của BSA-NP , trong khi quá trình transcytosis bị ức chế với lượng dư CBSA tự do (bảng 2). Có thể kết luận rằng CBSA-NP có khả năng vượt qua BBB tốt với độc tính thấp, tạo điều kiện thuận lơi để cung cấp các tác nhân trị liệu tới thần kinh trung ương [15]. Bảng 2: Khả năng thấm của BSA-NP và CBSA-NP qua hàng rào máu não. Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 12 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Khả năng giải phóng thuốc của các hạt CBSA-NP chứa 6- coumarin được xác định bởi thí nghiệm thử leaching của thuốc nhuộm trong muối sinh lí PBS 0,1M ở điều kiện khác nhau (pH 4.0 và 7.4). Kết quả thực nghiệm cho thấy khoảng 0,48% của thuốc nhuộm đã được giải phóng từ CBSA-NP ở pH 4,0 so với khoảng 0,72% ở pH 7.4 trong 72 giờ khi ngâm trong dung dịch muối sinh lí (hình 9). Điều này cho thấy lượng thuốc giải phóng thuốc xảy ra tốt trong môi trường pH nội bào và thời gian giải phóng được kéo dài đáng kể [15]. Hình 9: Đường động học giải phóng 6- coumarin từ CBSA-NP ở pH=4 và pH=7.4 Tác giả dùng phương pháp phát xạ huỳnh quang để xác định khả năng các hạt nano vượt qua được hàng rào máu não, sự phân bố của 6- coumarin trong vùng đồi ở não của chuột được theo dõi liên tục 4 h sau khi tiêm . BSA-NP và NPs không thể vượt qua hàng rào máu não (mũi tên trắng). Ngược lại, CBSA-NP có khả năng vượt qua hàng rào máu não và tập trung xung quanh các hạt nhân của tế bào thần kinh ( các mũi tên trắng) (hình 10). Các hạt nano không thâm nhập vào nhân tế bào của tế bào thần kinh có thể vì kích thước của các hạt nano rất lớn , trong khi BSA-NP không thể qua hàng rào máu não do chúng không tích điện [15]. Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 13 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Hình 10: Khảo sát khả năng dẫn truyền vào não của BSA-NP (hình trên) và CBSA-NP (hình dưới) bằng phát xạ huỳnh quang Sự dẫn truyền thuốc qua hàng rào máu não (BBB) bằng cell penetratingpeptides (CPPs) Hệ thống dẫn truyền thuốc dựa vào AMT-type cell-penetrating peptide (CPP) cho thấy khả năng phân phối thuốc qua hàng rào máu não rất tốt . CPPs được sử dụng để vượt qua những rào cản lipophilic của màng tế bào và mang theo một lượng lớn các tác nhân điều trị, trong đó có peptide / protein, DNA / oligonucleotide, kháng thể, và các hệ thuốc nano như liposomes, micelles,... CPPs không đồng nhất về kích thước và trình tự chuỗi tích điện dương. Một số đặc tính năng phổ biến của CPPs như một chuỗi amphipathic và khả năng tương tác với màng lipid.CPPs thường có nguồn gốc từ protein tự nhiên bao gồm transcription-activating factor Tat , penetratin và Syn-Bvectors, trong đó Tat được sử dụng thường xuyên nhất [16]. Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 14 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Chuỗi peptide TAT là một loại CPP chứa nhiều nhóm arginine. TAT từ bên ngoài có thể nhập cả các tế bào không bị nhiễm và bị nhiễm . Tuy nhiên các cơ chế phân tử chính xác mà theo đó TAT đi vào các tế bào vẫn còn chưa rõ ràng. TAT liên kết với bề mặt tế bào heparin sulphate và các liên kết giữa toàn bộ chiều dài protein TAT với cả proteoglycans heparin sulphate và họ low - density lipoprotein receptor đã được chứng minh. Chuỗi TAT cơ bản gồm một cụm cation gồm 6 arginine và lysine 2 đóng vai trò quan trọng trong sự vận chuyển của các protein qua màng sinh học; quá trình chuyển vị được hỗ trợ bởi sự kết dính mạnh mẽ của các tế bào với cấu trúc khung này, sự ràng buộc tế bào độc lập với tế bào thụ thể và nhiệt độ. Các nhóm đầu guanidinium của arginine cần thiết cho sự hấp thu peptide và tích điện dương mạnh hơn các nhóm cation khác (do sự khác nhau của điểm đẳng điện), chẳng hạn như lysine, histidine hoặc ornithine (hình 11). Hình 11: Cấu trúc arginine TAT peptide (TAT-PEG-b-Col) đã được tổng hợp bởi Liu và các đồng sự để dẫn truyền kháng sinh qua hàng rào máu não. Cholesteryl cloroformat hòa tan trong DCM được thêm từ từ ,đồng thời khuấy mạnh vào một dung dịch chứa TEA và NH2-PEGCOOH. Hỗn hợp này để phản ứng trong 2 ngày. Sản phẩm thô được tinh chế bằng Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 15 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan phương pháp thẩm tách loại bỏ DCM trong 6 ngày sử dụng màng với khối lượng phân tử 2000 DA. TAT peptide với chuỗi NH2-YGRKKRRQRRR được liên kết với PEG thông qua nhóm carboxylic acid (hình 12) [17]. Hình 12: Cấu trúc TAT-PEG-b-Col Các hạt nano được tổng hợp có một lõi kỵ nước của cholesterol chứa thuốc và một lớp vỏ ưa nước của PEG có chứa các phân tử TAT để tăng cường sự hấp thu thuốc vào não. Nano polyme có cấu trúc lõi / vỏ là hệ dẫn truyền đầy tiềm năng để phân phối thuốc . Copolymer có khả năng tạo hạt với kích thước nhỏ ([...]... (p ... kết cho thấy TPM hệ dẫn truyền nano tiềm cho não (hình 23) [21] Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 27 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Hình 23: Khảo sát thời gian sống chuột mang khối u não. .. loại thuốc dựa hệ nano Tính chất hóa học hệ Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 40 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan dẫn truyền thuốc "thông minh" tạo điều kiện cho phân phối tương tác thuốc với mô... khả dẫn truyền vào não hệ khác qua phát xạ huỳnh quang Hệ nano dẫn truyền thuốc cho não Trang 39 GVHD: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Kết thực nghiệm cho thấy khả tích lũy thuốc dtACPPD / shVEGF-DOX não