3.8 thử N N O O NHOH OH R R (IC50)1 SW6202 PC-33 AsPC-14 (µg/ml) (µM) (µg/ml) (µM) (µg/ml) (µM) 3a H 0,761 2,26 0,450 1,33 0,322 0,95 3b 5-F 0,322 0,91 0,459 1,29 0,517 1,46 3c 5-Cl 0,336 0,90 0,174 0,47 0,302 0,81 3d 7-Cl 0,832 2,24 0,723 1,94 0,626 1,68 SAHA 0,976 3,26 0,426 1,75 0,665 3,19
Ghi chú: :1Nồng độ (µM) làm ức chế 50% sự phát triển của tế bào. Các kết quả được lấy trung bình qua 3 lần thử nghiệm với độ sai lệch không quá 10%; 2Nồng độ ức chế 50% sự phát triển của tế bào ung thư SW620; 3Nồng độ ức chế 50% sự phát triển của tế bào ung thư PC- 34Nồng độ ức chế 50% sự phát triển của tế bào ung thư AsPC-1.
Thử nghiệm tiến hành trên 3 dòng tế bào ung thƣ đạ
t PC-3 AsPC-1cho thấy IC50 của các
3a-d đều nhỏ hơn 1 µg/ml, tức là cả 4 chất đều có hoạ ế bào ung thƣ SW620, PC-3, AsPC-1.
Dựa vào số liệu của bảng 3.8 ta thấy:
- Trên dòng tế bào ung thƣ đại tràng SW620: Chất 2b, 3c có hoạt tính mạnh nhất lần lƣợt với IC50 là 0,91 và 0,90 µM.
-3: Chất 3c có hoạt tính mạnh nhất với IC50 = 0,47 µM.Trên dòng AsPC-1: Chất 3c có hoạt tính mạnh nhất, chất 3a hoạt tính gần với 3c. 3.3.2.3: Phân tích mối liên quan giữa tác dụng ức chế HDAC và hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của các chất tổng hợp đƣợc
Bảng3.9: Khả năng ức chế HDAC2 và các tế bào ung thư SW620, PC-3,AssPC-1.
N N O O NHOH OH R Chất R Tỷ lệ IC50 (µM): SAHA/dẫn chất HDAC2 (IC50)1 LogP SW620 PC-3 AsPC-1 3a H 1,44 1,32 3,36 0,116 2,77 3b 5-F 3,58 1,35 2,18 0,152 2,97 3c 5-Cl 3,63 3,72 3,94 0,086 3,41 3d 7-Cl 1,46 0,90 1,90 0,447 3,41 SAHA 1 1 1 1,840 1,84
:1Nồng độ (µM) làm ức chế 50% sự phát triển của tế bào
* Nhận xét:
Dựa vào bảng 3.9ta thấy:
Khả ứng ức chế HDAC2 mạnh nhất là chất 3c, chất 3a và 3b gần nhƣ tƣơng tự
3c, chất có khả năng ức chế HDAC2 yếu nhất là 3d.
Chất 3c luôn có hoạt tính kháng ung thƣ cao nhất ở cả 3 dòng tế bào.Chất 3d
có hoạt tính kháng ung thƣ gần nhƣ thấp nhất ở cả 3 dòng tế bào. Chất 3b có hoạt tính kháng ung thƣ cao hơn chất 3a ở 2 dòng tế bào SW620 và PC-3, hoạt tính cao hơn hoặc tƣơng tự chất 3d.Ta thấy khả năng ức chế HDAC2 của các chất này lớn hơn 6 lần so với SAHA, tuy nhiên hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của các chất trên so với SAHA tối đa không quá 4 lần, thậm chí đối với chất 3d hoạt tính kháng tế bào ung thƣ PC-3 còn kém hơn SAHA. Nhƣ vậy khả năng ức chế HDAC tốt không đồng nghĩa với hoạt tính kháng tế bào ung thƣ cao, và nó phụ thuộc vào từng loại tế bào ung thƣ.
3.3.2.4. Phân tích mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng ức chế HDAC2 của các chất tổng hợp đƣợc các chất tổng hợp đƣợc
Kết quả thử độc tính tế bào cũng cho thấy sự thay đổi nhóm thế R làm thay đổi tác dụngức chế HDAC2 khá rõ rệt. Lấy số liệu từ bảng 3.7 và 3.9 cho ra kết quả nhƣ sau:
Nhận thấy mối liên hệ giữa vị trí nhóm thế và nhóm thế có ảnh hƣởng tới khả năng ức chế HDAC2 nhƣ sau: thế nhóm thế vào vị trí số 5” đa số cho hoạt tính cao hơn so với không thế;thay F bằng Cl ở vị trí 5” làm tăng tác dụng kháng HDAC2; thế ở vị trí 7” làm giảm rõ rệt khả năng ức chế HDAC2.
Giả thiết do các nguyên nhân sau đây:
Vị trí 7” có cấu trúc không gian không phù hợp với cấu trúc không gian trung tâm hoạt động của HDAC và vị trí 5” lại phù hợp với cấu trúc không gian trung tâm hoạt động của HDAC cho nên thế ở vị trí 5” cho tác dụng ức chế tốt hơn khi thế ở vị trí 7” .Dẫn chất cloro kích thƣớc lớn hơn dẫn chất fluoro do đó làm tăng lực Van der Waals với kênh enzym vì vậy thế bẳng 5-Cl cho tác dụng ức chế tốt hơn khi thế bằng 5-F. Việc thế hydro ở nhân thơm bằng các nhóm hút điện tử nhƣ -Cl, -F tạo nên hệ số phân bố dầu-nƣớc thích hợp, dẫn tới chúng dễ thấm qua màng tế bào vào trong tế bào gây ra tác dụng.
3.3.2.5. Đánh giá sự khác nhau về độc tính trên tế bào ungthƣbằng việc thay đổi cấu trúc PXD-101 ở nhóm khóa hoạt động và cầu nối. đổi cấu trúc PXD-101 ở nhóm khóa hoạt động và cầu nối.
3 chấ - - -
6 carbon trong báo cáo của Trần Thị Lan Hƣơng và cộng sự trên Tạp chí Nghiên cứu dƣợc & Thông tin thuốc, năm 2014, số 6[2], kết quả so sánh đƣợc hiển thị trong bảng 3.10 và bảng 3.11.
Bảng 3.10: Kết quả thử độc tính trên tế của bào ung thư của các chất 4a,4b,4c,4d N O NOCH3 O NHOH R 4a: R = H 4b: R = 5-F 4c: R= 5-Cl 4d: R =7-Cl Chất R / SW620 (IC501µM) 4a H 0,64 4b 5-F 0,11 4c 5-Cl 0,65 4d 7-Cl 1,05 SAHA 3,70
: 1Nồng độ (µM) làm ức chế 50% sự phát triển của tế bào. Các kết quả được lấy trung bình qua 3 lần thử nghiệm với độ sai lệch không quá 10%.
Bảng 3.11 :So sánh tác dụng kháng tế bào ung thư SW620 của 2 dãy 4a, 4b, 3c,4d và 3a, 3b, 3c, 3d. N N O O NHOH OH R N O NOCH3 O NHOH R 4a,b,c,g 3a-d 4a: R = H 4b: R = 5-F 4c: R= 5-Cl 4d: R =7-Cl 3a: R = H 3b: R = 5-F 3c: R = 5-Cl 3d: R =7-Cl TT Chất SW620 1 4a / 3a 4,0 2 4b / 3b 9,4 3 4c / 3c 1,6 4 4d / 3d 2,4
: 1Nồng độ (µM) làm ức chế 50% sự phát triển của tế bào. Các kết quả được lấy trung bình qua 3 lần thử nghiệm với độ sai lệch không quá 10%.
Nhận xét: Kết quả so sánh cho thấy sự thay đổi cầu nối từ mạch 6 carbon sang mạch (4-methylphenyl)vinyl dựa trên cấu trúc của PXD-101 có sự giảm hoạt tính trên tế bào ung thƣ SW620, hoạt tính của chất 3c và 4c không thay đổi nhiều. Tất cả các chất đều có độc tính trên SW620 mạnh hơn SAHA. Nhƣ vậy việc thay đổi nhóm khóa hoạt động dựa trên PXD-101 vẫn cho kết quả khá khả quan về khả năng ức chế HDAC và khối u. Với những kết quả thu đƣợc có thể việc thay đổi cầu nối carbon mạch thẳng có độ dài 6C giữa nhóm khóa hoạt động và nhóm NHOH của SAHA bằng cầu nối có chứa nhân thơm cũng nhƣ việc thay thế nhân phenyl của SAHA bằng khung 3-hydroxyimino-2oxoindolin là phù hợp để mang lại hoạt tính ức chế HDAC cũng nhƣ độc tính trên tế bào ung thƣ. Những sự thay thế này mang lại nhiều triển vọng sẽ là những hƣớng đi mới nhằm tìm ra các chất ức chế HDAC có hoạt tính tốt.
3.3.3. Đánh giá mức độ giống thuốc theo quy tắc Lipinski
Các quy tắc của Lipinski bao gồm các tiêu chí về cấu tạo để một thuốc có khả năng đạt đƣợc sự hấp thu và thấm tốt qua màng tế bào. Theo thống kê, khoảng 80% thuốc đang sử dụng đạt các tiêu chí của quy tắc Lipinski [41]. Nhƣ vậy, nếu một dẫn chất có hoạt tính sinh học tốt và thoả mãn quy tắc Lipinski, tỷ lệ thành công trở thành thuốc sẽ cao hơn nhiều lần so với các chất không thoả mãn quy tắc này.Kết quả đánh giá mức độ giống thuốc của các chất 3a-d theo qui tắc Lipinski (bảng 3.12)
Nhận xét: Tất cả các chất đều thỏa mãn đƣợc 4 yêu cầu của qui tắc Lipinsky về mức độ giống thuốc. Cùng với kết quả thử hoạt tính sinh học in vitro tốt, các chất có nhiều triển vọng cho việc nghiên cứu cứu cận lâm sàng và lâm sàng của các chất sau này.
Bảng 3.12: Đánh giá mức độ giống thuốc của các chất 3a-dtheo qui tắc Lipinski
N N O O NHOH OH R Chất R LogP KLPT Số NH, OH Số N, O 3a H 2,77 337 3 7 3b 5-F 2,97 355 3 7 3c 5-Cl 3,41 371 3 7 3d 7-Cl 3,41 371 3 7
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. KẾT LUẬN
Từ các kết quả nghiên cứu đã trình bày có thể rút ra một số kết luận sau:
1.1. Về tổng hợp và khẳng định cấu trúc
* Đã tổng đƣợc 4 chất nhƣ dự kiến, trong đó 4 chất 3a-d chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ tài liệu nào:
-N-hydroxy-3-(4-((3-(hydroxyimino)-2-oxoindolin-1-yl)methyl) phenyl)acrylamid (3a). -3-(4-((5-fluoro-3-(hydroxyimino)-2-oxoindolin-1-yl)methyl)phenyl)-N- hydroxyacrylamid(3b). -3-(4-((5-chloro-3-(hydroxyimino)-2-oxoindolin-1-yl)methyl)phenyl)-N- hydroxyacrylamid(3c). -3-(4-((7-chloro-3-(hydroxyimino)-2-oxoindolin-1-yl)methyl)phenyl)-N- hydroxyacrylamid(3d).
* Đã khẳng định cấu trúc các chất tổng hợp đƣợc nhờ phân tích các dữ liệu phổ IR, MS, 1H-NMR, 13C-NMR.
1.2. Về hoạt tính sinh học
* Đã thử tác dụng ức chế HDAC2 và hoạt tính kháng tế bào ung thƣ của các chất tổng hợp đƣợc, kết quả cho thấy:
- Về tác dụng ức chế HDAC2: cả4 chất đều có tác dụng ức chế HDAC với nồng độ dƣới 1µM..
- Về tác dụng kháng tế bào ung thƣ: cả4 chất đều có hoạt tính ức chế vớ 3
dòng tế bào ung thƣ đạ -
AsPC1. Trong đó chất 3c có tác dụng mạnh nhấ , mạnh gấp 3- 4 lần so với SAHA; chất 3d có hoạt tính kháng ung thƣ gần nhƣ thấp nhất trong 4 chất.
II. KIẾN NGHỊ
- Tiến hành thử hoạt tính kháng tế bào ung thƣin vitro của các chất tổng hợp đƣợ ế bào ung thƣ khác, tìm ra chất có tác dụng mạnh làm cơ sở cho việc thử tác dụng in vivo.
- Nghiên cứu tổng hợp thêm các dẫn chất khác, xác định hoạt tính kháng HDAC và hoạt tính kháng tế bào ung thƣ tại 3 dòng tế bào SW620, Pc-3, AsPC1.
- Nghiên cứu tổng hợp dãy chất thay thế khung3-hydroxyimino-2-oxoindolin bằng các nhóm đẳng cấu điện tử
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. , (2013),
hydroxamic mang khung 1,3,4-thiadiazol,
, tr. 1-3.
2. TrầnThị Lan Hƣơng và cộng sự, (2014), Tổng hợp và thử độc tính tế bào của một số acid hydroxamic mang khung 3-hydroxyimino-2-oxoindolin, Tạp chí Nghiên cứu dƣợc & Thông tin thuốc, 6, tr. 207-212.
3. , (2007),
, , 1(tr. 26-48); 2(tr. 16-59).
4. Nguyễn Hải Nam, (2010), Liên quan cấu trúc và tác dụng sinh học, Tài liệu sau đại học, NXB Y học.
5. , (2013),
ase,
.
6. Trần Thị Lan Phƣơng, (2013), Tổng hợp một số acid hydroxamic mang khung 3- oxim-isatin hướng ức chế histon deacetylase, Khóa luận Dƣợc sĩ Đại học, Đại học Dƣợc Hà Nội.
7. Đào Đình Thức, (2007), Một số phương pháp phổ ứng dụng trong hóa học,
NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
8. Nguyễn Đình Triệu, (2001), Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý, NXB Khoa học kỹ thuật, tr. 29-100; 195-228.
9. Trƣơng Thanh Tùng, (2012), Tổng hợp một số acid hydroxamic hướng ức chế histon deacetylase, Khóa luận Dƣợc sĩ Đại học, Đại học Dƣợc Hà Nội, tr. 12-15.
Tiếng Anh
10.American FDA, (2006), "FDA Approves New Drug for Skin Cancer, Zolinza",
Food and Drug Administration Press Announcements.
11.Agda KB Lucio-Eterovic, Maria AA Cortez2, Elvis T Valera, et al., (2008), “Differential expression of 12 histone deacetylase (HDAC) genes in
astrocytomas and normal brain tissue: class II and IV are hypoexpressed in glioblastomas”, BMC Cancer, 8(243), p. 1471-2407.
12.American FDA, (2014), "FDA approves Beleodaq to treat rare, aggressive form of non-Hodgkin lymphoma", Food and Drug Administration Press Announcements.
13.Andrianov V., et al., (2009), “Novel amide derivatives as inhibitors of histone deacetylase: Design, synthesis and SAR”, European Journal of Medicinal Chemistry, 44(3), p. 1067-1085.
14.Archer SY, Meng S, Shei A, Hodin RA., (1998), "p21(WAF1) is required for butyrate-mediated growth inhibition of human colon cancer cells", Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 95, 6791– 6796.
15.Bolden JE, Peart MJ, Johnstone RW., (2005), “Anticancer activities of histone deacetylase inhibitors”, Nat Rev Drug Discov, 5, p. 769–84.
16.Bradbury R.H. and Angibaud P., (2007), Cancer: Topics in medicinal chemistry, Springer Berlin, New York.
17.Buchwald M., et al., (2009), "HDACi-targets beyond chromatin", Cancer Lett, 280(2), p. 160-7.
18.Changning Wang, Thomas E Eessalu, et al., (2014), “Design, synthesis, and evaluation of hydroxamic acid-based molecular probes for in vivo imaging of histone deacetylase (HDAC) in brain”, Am J Nucl Med Mol Imaging, 4(1), p.29- 38.
19.Changning Wang, Thomas E Eessalu, et al., (2014), “Design, synthesis, and evaluation of hydroxamic acid-based molecular probes for in vivo imaging of histone deacetylase (HDAC) in brain”, Am J Nucl Med Mol Imaging, 4(1), p.29- 38.
20.Choi JH, Kwon HJ, Kim DY, et al., (2001), “Expression profile of histone deacetylase 1 ingastric cancer tissues”, Jpn. J. Cancer Res, 92, p. 1300-1304.
21.Cooper GM, (2000), The Cell: A Molecular Approach, 2nd edition, Sunderland (MA): Sinauer Associates.
22.Dallavalle S., et al., (2009), "Design, synthesis, and evaluation of biphenyl-4-yl- acrylohydroxamic acid derivatives as histone deacetylase (HDAC) inhibitors",
European Journal of Medicinal Chemistry, 44(5), p. 1900-1912.
23.Dokmanovic M, Clarke C, Marks PA, (2007), “Histone Deacetylase Inhibitors: Overview and Perspectives”, Mol Cancer Res, 5, pp. 981–9.
24.Dow G.S., et al., (2008), “Antimalarial activity of phenylthiazol- bearing hydroxamate-based histone deacetylase inhibitors”, Antimicrobial agents and chemotherapy, 52, p. 3467-3477.
25.Edward S, Douglas WC, (2000), "Histone deacetylases, transcriptional control, and cancer", Journal of Cellular Physiology, 184(1), p. 1–16.
26.Finin MS, Donigian JR, Cohen A, et al., (1999), “Structures of a histone deacetylase homologue bound to the TSA and SAHA inhibitors”, Nature, 401, p. 188-193.
27.Giuseppe Giannini, Mauro Marzi, et al., (2009), “N-Hydroxy-(4-oxime)- cinnamide: A versatile scaffold for the synthesis of novel histone deacetilase (HDAC) inhibitors”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 19, p. 2346– 2349.
28.Gregogetty I.V., (2004), “Molecular evolution of the histone deacetylase family : functional implications of phylogenetic analysis”, J.Mol.Biol., 338, p. 17-31. 29.Halkidou K, Gaughan L, Halkidou K, et al., (2004), “Upregulation and nuclear
recruitment of HDAC1 in hormone refractory prostate cancer”, The Prostate, 59, p. 177–89.
30.Hanessian S., et al., (2007), “ω-Alkoxy analogues of SAHA (vorinostat) as inhibitors of HDAC: A study of chain-length and stereochemicaldependence”,
Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 17(22), p. 6261-6265.
32.Huang BH, Laban M, Hooi SC, et al., (2005), “Inhibition of histone deacetylase 2 increases apoptosis and p21Cip1/WAF1 expression, independent of histone deacetylase 1”, Cell Death Differ, 12, p. 395–404.
33.Jones P., et al., (2006), "A series of novel, potent, and selective histone deacetylase inhibitors", Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 16(23), p. 5948-5952.
34.Jonhstone R.W., (2002), “Histone deacetylase inhibitors: Novel drugs for the treatment of cancer”, Nature, 1, p. 287-299.
35.Karen M.V., et al., (2011), "Romidepsin (Istodax, NSC 630176, FR901228, FK228, depsipeptide): a natural product recently approved for cutaneous T-cell lymphoma", The Journal of Antibiotics, 64, p. 525-531.
36.Kawamata N., Chen J., Koeffler HP., (2007), "Suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA; vorinostat) suppresses translation of cyclin D1 in mantle cell lymphoma cells", Blood journal, 110(7), p. 2667-2673.
37.Khosravi-Far R., et al., (2008), “Programmed cell death in cancer progression and therapy, Advances in experimental medicine and biology”, Springer: Berlin, 615.
38.Kim D., et al., (2003), “Synthesis and biological evaluation of 3-(4-substituted- phenyl)-N-hydroxy-2-propenamides, a new chass of histone deacetylse inhibitors”, J.Med.Chem, 46, p. 4745-5751.
39.Kim H.J, Bae S.C., (2011), “Histone deacetylase inhibitors: molecular mechanisms of action and clinical trials as anti-cancer drugs”, Am J Transel Res, 3(2), p. 166-179.
40.Lee H.Y., et al., (2014), “Azaindolyl sulfonamides with a more selective inhibitory effect on histondeacetylase 6 activity, exhibit antitumor activity in colorectal cancer HCT116 cells”, Journal Medical Chemistry, 57, p. 4009-4022. 41.Lipinski C.A., et al., (1997), “Experimental and computational approaches to
estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings”, Advanced Drug Delivery Reviews 46(3-26), p. 3-26.
42.Lu A, Luo H, Shi M, Wu G, Yuan Y, Liu J., (2011), “Design, synthesis and docking studies on benzamide derivatives as histone deacetylase inhibitors”,
Bioorg Med Chem Lett, 21, p. 4924–7.
43.Mann BS, Johnson JR, Cohen MH, Justice R, Pazdur R., (2007), “FDA Approval Summary: Vorinostat for Treatment of Advanced Primary Cutaneous T-Cell Lymphoma", The oncologist,12, p. 1247-1252.
44.Marks P.A. et al, (2007), "Dimethyl sulfoxide to vorinostat: development of this histone deacetylase inhibitor as an anti cancer drug", Nature biotechnology, 25, p.84-90.
45.Marks PA, Rifkind RA, Richon VM, et al., (2001), "Histone deacetylases and cancer: causes and therapies", Nature Rev Cancer, 1, p. 194-202.
46.Mazitschek R., et al., (2008), "Development of a fluorescence polarization based