3. THUỔC ĐIỂU TRỊ VIÊM
3.1.1. ức chế con đường chuyển hóa của acid arachỉdonic [50, 325-238] Hình
Sau khi được giải phóng từ phospholipid màng tế bào bởi những tác nhân kích
thích khác nhau, A A sẽ chuyển hóa theo hai con đường; con đường c o x để tạo ra các
prostaglandin và con đường LOX để tạo ra các leukotrien. Những sản phẩm chuyển hóa này tham gia tích cực vào phản ứng viêm. Do vậy hai con đường chuyển hóa của AA từ lâu đã là mục tiêu tác động của rất nhiều thuốc chống viêm.
ức chế con đường c o x
ủc chế c o x là cơ chế chống viêm kinh điển của một nhóm thuốc chống viêm được sử dụng rất phổ biến hiện nay là NSAIDs. Như chúng ta đã biết, PG là những chất trung gian hóa học quan trọng, có vai trò làm tăng và kéo dài đáp ứng viêm ở mô bị tổn thương. NSAIDs ức chế hoạt tính enzyme cyclo-oxygenase, do đó ngăn cản chuyển AA thành các PG viêm.
Tuy nhiên lí thuyết về tác động trên c o x của các NSAIDs không giải thích được tại sao; > Hiệu quả và tác dụng không mong muốn của các NSAIDs khác nhau đáng kể
giữa các nhóm và thậm chí giữa các chất trong cùng nhóm ở liều cùng hiệu lực. > Hiệu quả ức chế tổng hợp PG và TX của các thuốc rất khác nhau, nhiều thuốc ức
chế tổng hợp PG mạnh hơn TX và ngược lại [28, 49].
Khám phá về sự tồn tại 2 đồng dạng của cox (COX-1 và COX-2) và chức năng rất khác nhau của chúng đã làm sáng tỏ những vấn đề trên. Vị trí hoạt động của COX-2 chỉ khác của COX-1 duy nhất một acid amin nhưng COX-1 được xem là enzym “cấu tạo”, xúc tác phản ứng tạo ra các prostaglandin duy trì chức năng sinh lý của thận, dạ
dày-ruột và tiểu cầu. Còn COX-2 “cảưi úr.g” được coi là nguồn gốc của các PG trung gian dẫn truyền phản ứng viêm.
Khám phá về COX-2 đã mở ra những triển vọng tìm kiếm các chất ức chế chọn lọc trên COX-2 có khả năng ngăn chặn viêm và đau với tác dụng phụ trên đường dạ dày ruột ít hơn. Vì thế trong khoảng 10 năm trở lại đây, việc tìm kiếm các hoạt chất mới tác dụng chọn lọc trên COX-2 đã trở thành chiến dịch cạnh tranh của nhiều hãng dược phẩm lớn trên quy mô toàn thế giới. Trên thực tế, một số các thuốc tác dụng ưu tiên trên COX- 2 đã mang lại nhiều lợi ích điều trị các bệnh liên quan đến viêm nhưng độc tính của chúng có thực sự ít hơn so với các NSAIDs kinh điển hay không vẫn đang còn là vấn đề bàn cãi. Các thuốc ức chế chọn lọc COX-2 được biết đến hiện nay là các chất thuộc nhóm coxib như: celecoxib và roíecoxib (thế hệ I); valdecoxib (thế hệ II). Ngoại trừ trường hợp Vioxx (rofecoxib) bị rút khỏi thị trường, các thuốc còn lại đều đang được sử dụng hiệu quả trên lâm sàng.
^ ức chế con đường LOX
Các leukotrien là những chất trung gian tham gia rất mạnh vào phản ứng viêm và dị ứng. Vì vậy, ngăn cản sinh tổng hợp leukotrien bằng cách ức chế LOX là một trong những cơ chế chống viêm quan trọng, ức chế LOX có thể theo các cơ chế cụ thể sau:
• Chống oxy hóa: quá trình xúc tác bởi lypoxygenase là quá trình oxy hóa nên rất nhiều các chất chống oxy hóa có tác dụng ức chế LOX và nhiều chất ức chế 5-LOX cũng là những chất chống oxy hóa. Gần đây, người ta phát triển một thuốc mới là Zileuton dung nạp tốt ở người. Thuốc này ức chế 5-LOX do tương tác với ion Fe xúc tác của 5-LOX. Zileuton được đề nghị thay thế các steroid xịt liều thấp, cromoglycate hoặc nedocromil trong điều trị hen.
• ức chế những protein chịu trách nhiệm hoạt hóa 5-LOX (FLAP). Rất nhiều quinolin (trong đó có MK0591) tác động theo cơ chế này đang được nghiên cứu phát triển xa hon.
• Đối kháng receptor đặc hiệu của các leukotrien. Ngày nay, nhiều kháng receptor của các peptidoleukotrien (LTC4, LTD4, LTE4) đã cho thấy lợi ích lớn trong điều trị hen,
ví dụ như Zafirlukast. Cũng giống như Zileuton, Zafirlukast rất hiệu quả, dung nạp tốt ở người và được coi là thuốc đầu bảng trong phòng và chống hen. Nhiều chất ức chế chọn
lọc LTB4 được thiết kế dựa trên chính LTB4. Chúng là những chất chống viêm hiệu quả.
Hầu hết các thuốc này dung nạp rất kém nhưng một số thuốc vẫn đang được đánh giá trên lâm sàng. Tuy nhiên, do nhiều chất trung gian khác cũng tham gia vào quá trình hóa
hướng động các tế bào viêm nên rất khó dự đoán được hiệu quả của các chất đối kháng receptor của LTB4 trong các bệnh lý viêm .
Hình 8: Sơ đồ một số cơ chế tác động của thuốc chống viêm lên con đường giải phóng và chuyên hóa acid arachidonic
3.1.2. ứ c chếphospholipase A2 [50,328] (Hình 8)
Phospholipase A2 (PLA2) là enzym xúc tác giải phóng AA từ phospholipid màng tế bào. Các thuốc ức chế PLA2 khóa cả hai con đường chuyển hóa cox và LOX, do đó ngăn cản tổng hợp và giải phóng cả prostaglandin và leukotrien viêm. Chính vì thế các thuốc tác dụng theo cơ chế này (glucocorticoid) có hiệu quả chống viêm mạnh hơn các thuốc chỉ tác động lên một nhánh của con đường chuyển hóa acid arachidonic. Chi tiết về cơ chế tác dụng này được trình bày ở phần 3.2.1.
Ngày nay, người ta biết đến sự tồn tại một số đồng dạng của PLA2 và các chất ức chế chọn lọc của các đồng dạng đặc hiệu này có thể đem lại những lợi ích khác ngoài những lợi ích vốn có là ức chế trên phạm vi rộng của nhóm thuốc tác dụng theo cơ chế này.
Ngoài ngăn cản giải phóng AA, con đường ức chế phospholipase A2 còn ngăn cản giải phóng PAF-yếu tố hoạt hóa tiểu cầu có vai trò quan trọng trong các hiện tượng viêm cấp và nhiều bệnh lý viêm khác [54, 232].
3.1.3. Các cơ c h ế chống viêm khác
^ Ngăn cản tổng hơp và đối kháng PAF: Các chất ức chế PLA2, các chất đối kháng của PAF và các chất ức chế đặc hiệu lyso-PAF-acetyltransferase (enzym xúc tác tạo thành PAF) có thể là những thuốc chống viêm hiệu quả [54, 232].
^ Làm bền vững màng lysosom: Các đại thực bào trong quá trình thực bào sẽ giải phóng các enzyme của lysosom gây tăng quá trình viêm. Bằng cách làm bền vững màng lysosom, các thuốc chống viêm có thể ngăn cản giải phóng các enzyme phân giải, từ đó ức chế quá trình viêm.
^ ức chế enzyme NOS
Thông qua ức chế enzvme tổng hợp NO (iNOS), các thuốc chống viêm ngăn cản sản xuất NO tham gia vào phản ứng viêm.
^ ức chế tiết các chất hoạt mạch
Nhờ khả năng làm giảm tiết các chất trung gian hoạt mạch như histamine và serotonin do đó đối kháng với sự tãng tính thấm thành mạch mà nhiều thuốc có khả năng giảm đáp ứng viêm [28, 87],
3.1.4. Các cơ c h ế chống viêm mới
^ ức chế các protease kim loại ở khoảng gian bào (MMPs)
Các protein kim loại (metalloprotease) là những enzym có chứa kẽm trong cấu trúc. Chúng có khả năng phân hủy rất mạnh protein, kể cả các elastin và collagen [31]. Các protease kim loại ở khoảng gian bào gồm những enzym như collagenase, gelatinase... Chúng là những chất trung gian viêm có khả năng phá hủy mô và tham gia vào bệnh sinh một số bệnh như viêm khớp dạng thấp, viêm xương khófp và xơ cứng bì hệ thống. Từ lâu chúng là mục tiêu tấn công của những thuốc điều trị kiểm soát các bệnh này.
Collagenase-1 (cũng được gọi là metaloproteinase-1 ở gian bào, kí hiệu là MMP- 1) là enzym chính tham gia phá hủy sụn. Hầu hết các chất ức chế MMP-1 hiệu quả và các enzym thoái hóa ngoại bào khác là dẫn xuất của acid hydroxamic (đại diện là Ro232555). Các thuốc có thể ức chế các MMP theo nhiều cách như; ức chế vị trí hoạt động của MMP, ức chế quá trình biểu thị gen hoặc ức chế quá trình tổng hợp các protein này [57] [58],
ức chế các chất hoá ứng động (chemokine) và các cytokine [50, 328-330]
Con đường đáp ứng với tín hiệu tiền viêm phổ biến nhất của các tế bào là con đường thông qua các receptor gắn ở màng. Các receptor này có thể truyền tín hiệu theo hai hướng: ngoại bào hoặc nội bào. Truyền tín hiệu ngoại bào thông qua việc hình thành các chất trung gian hòa tan. Truyền tín hiệu nội bào (nhờ các chất truyền tin thứ hai) qua phản ứng dimer hóa hoặc biến đổi hình dạng. Ngoài ra còn có một con đường truyền tin phụ thông qua các receptor của bào tương hoặc nhân để gây đáp ứng trực tiếp lên hệ thống gen của tế bào. Cả hai con đường này đều khuyếch đại một cách hiệu quả các thông tin thu được. Đáp ứng của tê bào phụ thuộc chủ yếu vào tác nhân kích thích và tế bào đáp ứng. Việc truyền các tín hiệu tiền viêm giữa các tế bào do cytokin và các chemokin đảm nhiệm. Vì thế chúng là đích tác dụng quan trọng của các thuốc chống viêm.
• ức chế các chemokin
IL-8 và protein-1 hóa hướng động các bạch cầu đơn nhân (MCP-1) là hai chemokin được phát hiện đầu tiên. Đến nay, người ta tìm thấy khoảng 50 chemokin. Chúng được xem là những mục tiêu quan trọng trong nghiên cứu các thuốc chống viêm. Hai loại chemokin là cc (có hai nhóm cystein kề nhau), cxc (hai nhóm cystein cách nhau một acid amin không bảo toàn) và các receptor của chúng như CCR5 và CXCR3 là những đích tác dụng đang được quan tâm [51].
Khi nghiên cứu tương tác của chemokin với các receptor của chúng, người ta đã nhận thấy hai vùng trên các receptor của màng có tính quyết định tới hoạt tính của recetor. Vùng thứ nhất ở ngoài tế bào là vìmg nhận biết receptor mang tính chọn lọc. Vùng thứ hai nằm giữa bào tương và màng tế bào có vai trò khởi động hoạt hóa receptor. Những khám phá quan trọng này đã mở ra nhiều cơ hội cho việc tạo ra các chất đối kháng trên receptor của chemokin.
• ức chế các cytokin
TNF-a là một cytokin viêm mạnh. Nó tham gia vào các bệnh mạn tính như viêm khớp dạng thấp và xơ cứng bì hệ thống. Hoạt hóa receptor của TNF-a dẫn đến giải phóng yếu tố sao chép NF-kB từ phức hợp của nó với IkB, x ú c tiến sự hoán vị trong nhân của NF-kB từ đó làm tăng gen mã hoá các cytokin viêm, các phân tử kết dính và các enzyme phân giải protein. Trên receptor của TNF, kinase NIK (kinase cảm ứng NF- kB, bản chất là Ser/Thr kinase) được nhận dạng là một thành phần liên kết tiềm năng. Hai serin kinase khác là IKK-a (IkB kinase a) và IKK-ß ( I k B kinase ß) có thể hoạt hoá việc hình thành gen truyền tin phụ thuộc NF-kB hiệu quả. Phức hợp 3 thành phần gồm NIK kết hợp với 2 kinase IKK-a và IKK-ß có khả năng hoạt hoá trực tiêp NF-kB thông qua quá trình phosphoryl hoá IkB. Phức hợp này gợi ý rằng các thuốc điều chỉnh hoạt tính của phức hợp IKK chắc chắn có giá trị điều trị trong các bệnh viêm [51].
Enzym chuyển dạng TNF-a (TACE) cũng là một mục tiêu của các thuốc chống viêm. TACE đảm nhiệm vai trò chuyển TNF-a ở màng thành trimer có khả năng hoà tan. Nó chịu trách nhiệm cho một chuỗi những tác dụng qua trung gian TNF-a, do vậy người ta cho rằng những chất phân tử nhỏ ức chế TACE có thể có lợi ích trong điều trị.
Một cytokin viêm quan trọng khác là IL-lß. Cytokin này đóng vai trò quan trọng trong bệnh viêm khófp dạng thấp và viêm xương khóp. Giống TFN-a, nó cũng được giải phóng bởi enzym chuyển dạng Iß (ICE). ICE có thể cũng là một đích tác dụng quan trọng của các thuốc chống viêm trong tương lai.
Một nhóm cytokin khác gồm IL-2, IL-4, IL-6 và các interferon cũng đóng vai trò quan trọng trong các tình trạng viêm và miễn dịch. Sau khi được giải phóng, các cytokin này gắn với các receptor ngoài màng tế bào để tạo thành một phức hợp gồm một vài tiểu đơii vị receptor giống hoặc khác nhau. Sự kết hợp của các tiểu đơn vị này thành chuỗi nội bào dẫn tới tạo thành một chất nền nội bào mới. Chất này có thể huy động các protein như các kinase, từ đó gây hoạt hóa tế bào. Theo cách này, cytokin bên ngoài
không thâm nhập được vào tế bào có thể truyền kích thích tới nhẠn của những tế bào được hoạt hóa.
Hiện nay, những nỗ lực tìm kiếm các chất phân tử nhỏ có khả năns ức chế cytokin gắn với receptor của chúng chưa có nhiều tiến bộ. Tuy nhiên gần đây khám phá về các kinase đặc hiệu có khả nãng phosphoryl hóa phần tyrosin riêng biệt trên các protein STAT (protein truyền tin và hoạt hoạt hóa sự sao chép nhân) để từ đó dimer hóa chúng rồi chuyển vị chúng tới nhân và khởi động quá trình sao chép gen, đã cho thấy rằng con đường tìm kiếm các chất ức chế cytokin chọn lọc có thể dựa vào việc ngăn chặn phản ứng dimer hóa mang tính quvết định này [50, 330].
^ ức chê protein tyrosin kinase [50, 330]
Protein tyrosin kinase (PTK) đóng vai trò chủ chốt trong rất nhiều con đườns truyền tin nội bào của receptor bề mặt. PTK truyền tin thông qua các receptor như receptor cho kháng nguyên của tế bào B và T [62]. Sự xuất hiện quá mức hoặc hoạt hóa hình thành các PTK do đột biến thường thấy ở các tế bào ung thư. Vì thế việc ức chế chọn lọc cofector của ATP gắn với khe ở vị trí xúc tác của các PTK là phạm vi tích cực cho những nghiên cứu tìm kiếm các thuốc chống ung thư.
^ ức chế phosphodiesterase [50, 330]
AMP vòng đóng vai trò là chất truyền tin thứ hai của tế bào. Hoạt tính của nó trong các tế bào viêm được kiểm soát bởi một enzym thủy phân đặc biệt là phosphodiesterase (PDE). ức chế PDE sẽ ngăn cản giáng hóa AMP vòng, do đó gây tăng mức AMP vòng nội bào. Mức AMP vòng tăng làm cản trở toàn bộ các chức năng của tế bào vì thế ức chế sao chép các gen mã hóa TNF-a và ức chế giải phóng cytokin viêm TNF-a từ phân tử tiền thân của nó trong các tế bào viêm [61] [66]. Các chất ức chế enzym này sẽ có tác dụng chống viêm và điều hòa miễn dịch.
^ ức chế các kỉnase nội bào khác [50, 331]
Các serin và threonin kinase cũng tham gia truyền tin nội bào tuy nhiên con đường truyền tin này ra sao thì đến nay vẫn chưa được làm sáng tỏ. Một sô' chất ức chế các kinase loại này đang được nghiên cứu. Chúng có khả năng ngăn cản tiết các cytokin viêm như IL-2 và TNF-a từ các tế bào viêm do ức chế một kinase riêng biệt. Chúng có tác dụng trên nhiều mô hình viêm cấp và mạn khác nhau dù chưa có thông tin trên lâm sàng nào được thông báo.
4^ Điều chỉnh sự sao chép trong nhân
Điều chỉnh sự sao chép trong nhân có thể thông qua hai cơ chế sau:
• Điều chỉnh các receptor của nhân
Corticosteroid được thừa nhận là thuốc chống viêm hiệu quả do nó có tác dụng điều chỉnh sự bộc lộ gen qua tương tác với receptor đặc hiệu trong nhân. Các PPAR (receptor được hoạt hóa bởi yếu tô' tăng sinh peroxisom) là những receptor tham gia vào sự chuyển hóa lipid, cholesterol và lipoprotein. Chúng là những đích tác dụng hấp dẫn của nhiều
thuốc chống viêm. Đặc biệt, LTB4 là một ligand tự nhiên cho PPARa. Cả các leukotrien
và các prostaglandin đều tương tác tại các receptor bề mặt tế bào. Vì vậy việc nhận dạng các receptor trong tế bào mở ra hàng loạt cơ hội cho việc thiết kế các thuốc chống viêm mới tác dụng theo cơ chế điều chỉnh receptor của nhân và cho việc điều trị đặc hiệu các bệnh lý viêm đa dạng.
• ức chế hoạt hóa yếu tố sao chép nhân (NF-kB)
NF-kB đóng vai trò quan trọng nhất trong các đáp ứng viêm và miễn dịch. Nó được tìm thấy trong bào tương ở dạng không hoạt động do tạo phức hợp với một protein ức chế là IkB. IL-1, TNF-a, lipopolysaccharid, tia tử ngoại và các phản ứng kháng nguyên là những yếu tố hoạt hóa kinase của NF-kB. Phản ứng phosphoryl hóa IkB sẽ dẫn đến hoạt hóa và chuyển vị NF-kB tới nhân. Tại nhân, NF-kB gắn với các chuỗi DNA và kích thích sự sao chép các gen mã hóa cytokin, chemokin, các phân tử kết dính, các bổ thể và các receptor cho những phân tử này [73]. NF-kB cũng cảm ứng sự sao chép các gen mã hóa enzym cyclooxygenase-2. Vì thế từng bước trong quá trình hoạt hóa NF-kB và sự sao