2 SỬDỤNG CHẤT ức CHẾPROTEASE TRONG ĐlÊU TRỊ
2.2.2.Bệnh Chagas (Chagas’disease)
Đây là một căn bệnh thường thấy ở các nước châu Mỹ do kí sinh trùng nguyên sinh Trypanosoma cruzi gây ra. Sau khi vào cơ thể kí sinh trùng gây
viêm trầm trọng ở tim và hệ thần kinh. Do đó, Chagas’disease có tỷ lệ mắc bệnh và tử vong cao[30]. Bệnh này hiện nay chưa có thuốc điều trị hiệu quả. Vì độc tính cao, liệu pháp hoá học với nifurtimox và benzniclazole cẩn phải được dùng dưới sự giám sát chặt chẽ. Mặc dù cả hai thuốc này đều có tác dụng quan trọng trong com ác tính và giảm nguy cơ tử vong của bệnh nhưng chúng không thể loại bỏ hoàn toàn kí sinh trùng trên bệnh nhân cũng như không được sử dụng trong thời kì bệnh mạn tính[30][37].
Mới đây, một vũ khí mới khả quan của liệu pháp hoá học là phát triển những chất ức chế đặc hiệu cruzain. Nghiên cứii sự ức chế cruzain (một cyStein protease của của kí sinh trùng), ngăn chặn sự lớn lên và biến đổi của T.
cruzi trong tế bào nuôi cấy đã chỉ ra rằng cruzain một mục tiêu điều trị đầy
hy vọng[30]. Những chất ức chế có cấu trúc tương tự cơ chất gắn kết với cruzain làm giảm cruzain trưởng thành trong nội bào. Những bằng chứng thử nghiệm trên cả vivo lãn vitro đều cho thấy PI là liệu pháp quan trọng điều trị
cả thể cấp và mạn tính của bệnh[30][37].
K11777 (N-methyl-piperzine-Phe-homoPhe-vinylsulfone-phenyl)
KI 1777 là chất ức chế không thuận nghịch các cyStein protease như cathepsin B (E.c.3.4.22.1), L (E.c.3.4.22.15) và cruzain. Vì vậy, việc nghiên cứu sâu về KI 1777 đang được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm, nhất là sự chuyển hoá và tác dụng của nó trong cơ thể thông qua nghiên cứii và so sánh nó vói các chất chuyển hoá của nó qua gan[62].
Protease của vi sinh vật đang trở thành mục tiêu nghiên cúli của các nhà khoa học. Các chất ức chê protease đang là một phác đồ điều trị vi sinh vật gây bệnh có nhiều hy vọng trong tương lai.
2.3. S ử dụ ng ch ấ t ức chê protease tron g điều trị ung th ư 2.3.1. Bệnh ung thư và thuốc điều trị
* Sơ lược về hệnh ung thư
- Ung thư là một bệnh ác tính do sự tăng sinh bất thiíófng tế bào và mô
của cơ thể. Trong bệnh ung thư các tế bào sinh sản một cách vô hạn độ, không tuân theo cơ chế kiểm soát về phát triển cơ thể.
- Bệnh ung thư có quá trình phát sinh, phát triển lâu dài mà không có triệu chứng bệnh. Khi khối u phát triển nhanh mới có biểu hiện rối loạn chức năng của cơ thể. Đau dữ dội thường xuất hiện vào giai đoạn cuối của bệnh.
- ưng thư (u ác tính) khác với u lành là ở chỗ chúng không chỉ phát triển tại chỗ mà xâm lấn vào các mô lành xung quanh và di căn tới các hạch bạch huyết, huyết hoặc các tạng ở xa hình thành khối u mới.
- Có 2 loại ung thư thường gặp;
+ ưng thư biểu mô (carcinom): xuất phát từ các tế bào biểu mô của các tạng, các cơ quan. Ung thư biểu mô thường di căn theo đường bạch huyết.
+ ưng thư tổ chức liên kết (sarcom); xuất phát từ các tế bào biểu mô của tổ chức liên kết của cơ thể. Ung thư tổ chức liên kết thường di căn theo đường máu[l][2][3].
Phác đồ điều trị uno thư hiện nay - Phẫu thuật cắt bỏ khối u.
- Dùng vật lý trị liệu - Dùng thuốc
* Thuốc điều tri uns thư
Hiện nay có rất nhiều thuốc điều trị ung thư được kru hành trên thị trường. Tuỳ theo từng cách phân loại mà ta có các loại thuốc khác nhau[2][3]:
Dựa vào vị trí tác động trên chu kỳ tế bào:
- Thuốc tác độiiíĩ đặc hiệu trên một pha: gồm các thuốc:
+ Tác động đặc hiệu trên pha M: alcaloid dừa cạn, các dẫn xuất taxan, epidophyllotoxin.
+ Tác động đặc hiệu trên pha S; nhóm kháng chuyển hoá.
- Thuốc tác động trên nhiều pha: gồm các thuốc alkyl hoá, các kháng sinh...
Dựa vào cấu trúc và cơ chế: chia thành các nhóm:
- Nhóm kháng chuyển hoá; như Methotrexat, Fluouracil... - Nhóm alkyl hoá: như cyclophosphamid, carmustin,...
- Nhóm chống phân bào: các alcaloid dừa cạn (vincristin,...) paclitaxen,... - Nhóm kháng sinh: như các anthracyclin, bleomycin.
- Nhóm hormon và kháng hormon: như các glucocorticoid, estrogen,... - Nhóm enzym; như asparaginase. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nhóm thay đổi đáp ứng miễn dịch: như interferon, interleukinll. - Các thuốc khác: Như Hydroxy Lire, Procarbazin,...
Do tính chất của thuốc tác động vào tế bào, không phân biệt tế bào ác hay lành nên tác dụng không mong muốn trên các cơ quan trong cơ thể của thuốc điều trị ung thư là rất lổfn như:
+ Tuỷ xương (giảm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu). + Hệ tiêu hoá (tiêu chảy, liệt ruột, loét miệng,...). + Hệ thần kinh (dị cảm, rối loạn hành vi,...). + Da, tóc (xạm da, rụng tóc, hói đáu ...)
Chính những tác dụng này của thuốc cũng góp phần làm cho cuộc sống của bệnh nhân ung thư trở nên khó khăn hơn.
Cho đến nay, ung thư vãn là một căn bệnh nan y khó điều trị và ngày càng gia tăng. Điều này một mặt là do đặc điểm khó phát hiện bệnh ở giai đoạn đầu, di căn; mặt khác là do thuốc điều trị chống di căn chưa đặc hiệu. Do đó, việc tìm ra những thuốc điều trị đặc hiệu với tế bào ác tính, giảm tác dụng không mong muốn là rất cần thiết.
2.3.2. M ôi liên quan giữa PI và bệnh ung thư
Các protease có thể hoạt động như các yếu tố phát triển của cả tế bào ác tính và tế bào bình thường. Khi so sánh tế bào bình thường và tế bào ác tính, người ta nhận thấy các tế bào ác tính chứa nhiều protease hơn tế bào bình thườns;. Sự tăns của các enzym protease đã được phát hiện thấy ở các tế bào ác
tính cũng như ở máu, dịch tổ chức khác nhau của nhiều động vật mang khối LI
ác tính. Tế bào các khối u nuôi cấy bài tiết một protease đặc hiệu (chất hoạt hoá plasminogen) có hoạt tính tăng từ 10- 100 lần so với tế bào bình thường. Protease này nằm ở bề mặt màng tế bào, được bài tiết và xuất hiện rất sớm trong các tế bào chuyển dạng ác tính.
Phân đoạn màng tế bào tách chiết từ tế bào sợi (fibroblast) bào thai gà được gây chuyển dạng bởi virus Rouss Sarcoma có hoạt tính protease cao hơn 40 lần so với phân đoạn màng tế bào bình thường. Sự tăng hoạt tính của enzym này có liên quan rõ rệt với sự di căn của tế bào ác tính. Một số tác giả khác cũng đã tìm thấy mối liên quan giữa sự tăng hoạt tính của collagenase và sự di căn của tế bào carcinoma VX-2 thỏ nuôi cấy.
Hoạt tính cathepsin B-1 huyết thanh cũng tăng cao hơn 45 lần ở phụ nữ bị ung thư phần phụ. Kết quả điều trị tốt các loại ung thư này (bằng ngoại khoa hoặc hoá chất) đã giảm hoạt tính của cathepsin B-1 về mức bình thường. Một dạng cathepsin B khác ồ dịch màng phổi cũng có hoạt tính tăns cao ở
những phụ nữ bị ung thư vú.
Đã có báo cáo về sự tăng hoạt tính của một protease phụ thuộc calci ở tổ chức gan chuột bị ung thư và tiền ung thư so với tổ chức gan chuột bình thường.
Sự tăng hoạt tính các loại protease được giải thích trên cơ sở tác dụng sinh học của chúng. Các protease được bài tiết bởi các tế bào khối LI có khả năng phá huỷ sự gắn của tế bào vào những bề mặt rắn. Các protease như collagenase, cathepsin B, chất hoạt hoá plasminogen có vai trò phá huỷ rào
chắn là màng tế bào bao quanh các tế bào khối u. Khả năng của tế bào khối u phá huỷ màng nền và khuôn ngoại bào đã được chứng minh là có liên quan rõ rệt vói khả năng di căn của các khối u. Rochefort đã tách chiết thành công một protease được bài tiết bởi dòng tế bào ung thư vú di căn ở người (MCF 7, ZR 75-1) và xác định đó là aspartyl protease giống procathepsin D. Hàm lượng của enzym này ở bào tương liên quan rõ rệt với sự xâm lấn của tế bào khối u và oestrogen kích thích sự tăng cường tổng hợp enzym này ở tế bào khối u.
Những kết quả trên cho thấy sự liên quan rõ rệt giữa khối u di căn và các loại protease khác nhau. Khi khối u mới phát sinh không phát hiện thấy tăng các protease, điều này cho thấy protease có vai trò chủ yếu ở giai đoạn di căn. Các protease này từ bề mặt màng tế bào 11 sẽ phá hiiỷ màng tế bào bình thường cũng như khuôn ngoại bào tạo ra sự xâm lấn của tổ chức LI vào tổ chức lành, và đó là bước đầu tiên của quá trình di căn.
Dựa trên sự liên quan mật thiết giữa protease và bệnh ung thư cho phép đưa ra hệ thống thuốc điều trị ung thư bằng cách sử dụng các chất ức chế protease. Các chất ức chế protease sẽ làm mất hoặc giảm hoạt tính của protease, giúp cho quá trình di căn ung thư gặp khó khăn. Vì vậy, việc nghiên cứu cấu trúc của protease trong từng tổ chức ung thư là cần thiết để có thể cìưa ra được một chất ức chế protease đặc hiệu, hiệu lực mạnh được dùng trong điều trị [10].
2.3.3. Cơ ch ế tác dụng chông ung thư của các PI
Chính việc phân tích và những thử nghiệm đã cho thấy mối liên quan của protease với khối u. Vì vậy, vai trò của các chất ức chế protease trong quá trình phát sinh khối LI đã được xác định chắc chắn[10][38]. Tuy nhiên, cơ chế tác dụng của chúng phức tạp và có nhiều giả thuyết được đưa ra để giải thích. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằnc quá trình sinh u có liên quan tói sự hoạt hoá một chuỗi liên tục các tiền chất của chúng và các chất ức chế protease tác
dụng ở bất cứ bước nào của chuỗi phản ứng cũng có tác dụng chống ung thư. Như vậy, các chất ức chế protease có mặt trong cơ thể sống hoặc được đưa từ bên ngoài vào có khả năng chống ung thư theo các cơ chế có thể sau:
- PI ức chế hoạt động của protease ngăn cản quá trình di căn và xâm lấn của tế bào ung thư[10][47].
- Khoá receptor Ah ở tế bào gan, vì vậy ức chế việc chuyển các chất có khả năng gây ung thư thành dạng có tác dụng gây ung thư thật sự.
Một cơ chế khác liên quan đến việc bảo vệ cơ thể chống ung thư là sự gắn của các chất ức chế protease vào receptor Ah ở tế bào gan. Rất nhiều chất có hại xâm nhập vào cơ thể được biến đổi thành chất gây ung thư mạnh bởi hệ thống enzym oxy hoá phức họfp ở gan bao gồm cả cytocrom P-450 và có liên quan đến receptor Ah gan. Sự gắn của các thành phần gây ung thư (ví dụ TCDD- dioxin) vào receptor Ah gan ở chuột bị ức chế bởi vài chất ức chế serin protease. Các chất ức chế sẽ cạnh tranh với chất gây ung thư ở vị trí gắn của các receptor này. Nếu các chất có thể gây ung thư không gắn được vào thì sẽ không chuyển hoá được thành các chất gây ung thư thật sự và cơ thể giảm khả năng bị ung thư. Tuy nhiên, một khi TCDD đã gắn vào receptor thì chất ức chế sẽ không thể đẩy được TCDD ra khỏi receptor.
- Chống lại sự hình thành các gốc tự do mà các gốc này có khả năns kích thích sự chuyển dạng tế bào dẫn tới ung thư.
Các gốc tự do có khả năng làm tổn thương DNA dẫn tới đột biến DNA và ung thư . Các chất ức chế protease có khả năng làm giảm sự hình thành gốc tự do do đó giúp cơ thể chống lại những tác động có hại. Vì tác động gây ung thư của các tia ion hoá là qua các gốc chứa oxygen của nước trong tê bào, và hoạt động bảo vệ cơ thể của các chất ức chế protease có lẽ theo cách này. Một vài chất ức chế protease (chất ức chế từ khoai tây, chất ức chế Chymotrypsin...)
Các chất ức chế protease loại chymotrypsin có khả năng tốt nhất trong việc ức chế hình thành H2O0.
- ức chế sự giải phóng yếu tố phát triển cần thiết cho sự phát triển tế bào ung thư từ tiền chất[10].
2.3.4. M ột sô P I sử dụng trong điều trị ung thư
Exemestance
Exmestance thuộc nhóm serin protease inhibitor, là chất ức chế hoạt động của enzym aromatase steroid. Exemestance liên kết không thuận nghịch với enzym aromatase làm bất hoạt enzym này, dẫn đến ức chế ổn định quá trình tổng hơp estrogen[26]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Qua các nghiên cứu và thử nghiệm trên bệnh nhân, exemestance đã được chứng minh là có hiệu quả điều trị trên những bệnh nhân ung thư vú tiến triển ở thời kỳ hậu mãn kinh[26] [50].
Liều giới thiệu của exemestance là 25mg một lần/ngày. Mặc dù liều trên 600mg/ngày đã được thử nghiệm nhưng trên lâm sàng liều lớn nhất dung nạp được ở đường tiêu hoá vẫn chưa được nghiên cứu.
Các tác dụng không mong muốn của exemestance thường là bỏng đỏ (21%), nôn (19%), gầy yếu ( 12%), hoa mắt chóng mặt ( 12%), tăng tiết mồ hôi (12%), phù nề ngoại vi(9%).
Exemestance là một thuốc an toàn, khả năng hấp thu tốt ở đường tiêu hoá, lựa trọn trong điều trị bệnh ung thư vú tiến triển ở phụ nữ hậu mãn kinh[26].
EPI-hNE4
EPI-hNE4 thuộc nhóm ức chế alpha-trypsin, được dùng để kiểm soát hoạt động thuỷ phân protein quá mức ở những bệnh nhân LI xơ. Người ta đã tiến hành phân tích khả năng ức chế protease tại vị trí viêm trong vivo. EPI-
hNE4 chống lại sự thuỷ phân do các enzym được giải phóng từ bạch cầu trong các tổ chức viêm xúc tác, đó là các matrix metalloprotease (MMP) gồm
MMP-8, MMP-9 và cả elastase protease 3, cathepsin G. NÓ cũng chống lại sự thoái hóa tế bào biểu mô phổi. Các nhà khoa học cũng nghiên cúti tính chất ức chế của EPI-hNE4 tại bề mặt của tế bào bạch cầu tinh chế trong máu và trong nước bọt của bệnh nhân u xơ nơi mà elastase bạch trung tính tồn tại ở cả dạng hoà tan và gel. Elastase trên bề mặt bạch cầu bị ức chế hoàn toàn bởi EPI- hNE4 và hình thành dạng phức họp hoà tan.
EPI-hNE4 nhanh chóng bị phá huỷ bởi enzym thuỷ phân pepsin đường tiêu hoá. Vì vậy, nó được dùng dưới dạng bình xịt cho bệnh nhân u xơ[22][64].
Urinary trypsin inhỉbitor(UTI)
UTI là chất ức chế trypsin được tinh lọc từ nước tiểu của người. Các nhà khoa học đã tiến hành thử tác dụng của UTI trên chuột Lewis ung thư phổi. Các thí nghiệm trên chuột đã cho thấy UTI có thể ức chế sự di căn của tế bào ung thư sau khi đã phẫu thuật. Vì vậy, phác đồ điều trị kết hợp liệu pháp chống di căn và chống ung thư hứa hẹn mang lại hiệu quả điều trị cao[40].
Một số nghiên CÚII khác đã cho thấy mối liên quan giữa UTI và enzym cyclooxygenase-2 (COX-2) một enzym cần thiết cho quá trình chuyển acicl arachidonic thành prostagladin gây viêm. Yì vậy, UTI có thể được sử dụng trong điều trị chống viêm[35 .
Kunitz trypsin inhibỉtor(KTI)
KTI là chất ức chế enzym trypsin được tách chiết từ đậu tương. KTI có tác dụng ngăn chặn sự tăng quá mức của urokinase- type plasminogen activator (uPA), dẫn tới chặn HR A (Hyaluronic acid) Ian tràn nên có vai trò trong việc chống di căn của tế bào ung thư buồng trứng[41].
Stefín A (cystatin A)
Stefin A thuộc nhóm ức chế cystein protease. Trong những thử nghiệm trên chuột ung thư (ung thư tổ chức liên kết bạch huyết (LS), tổ chức liên kết gan(HA) và Line thư phổi Lewis), nồng độ stefin A được xác định tronc suốt
quá trình tác dụng của phác đồ chống khối u. ở những con chuột này, nồng độ stefin A trong huyết thanh tăng trong khi nồng độ của cystatin c (một chất ức chế cystein protease ngoài tế bào) lại giảm. Nồng độ của stefin A tronc ung thư biểu mô phổi cao hofn trong ung thư tổ chức liên kết bạch huyết và tổ chức liên kết gan, điều này có thể được giải thích qua mức độ ác tính của khối LI.
Từ những nghiên cứu trên động vật có thể thấy rằng stefin A là một điểm quan trọng của khối u ác tính và là một chất chỉ thị cho phác đồ điều trị ung