Hợp chất 66g được sử dụng làm chất đại diện để chứng minh cấu trúc. Chất dimer 66g thu dược ở dạng chất rắn (foam). Phổ1H NMR (Hình 24, 25) cho thấy sự xuất hiện của đầy đủ các proton trong cấu trúc trong đó các 2 proton NH amit quan sát được dưới dạng một dublet cường độ yếu do tương tác với H-10 ở δ 6,42 ppm (d, J = 10,5 Hz), 2 proton H-12 ở dạng một singlet cường độ mạnh ở 5,42 ppm và 2 proton của H-10 ở dạng triplet do tương tác với H-9 và NH ởδ 5,38 (t, J = 10,5 Hz). Các proton khác của khung artemisinin dễdàng quan sát được ở trường cao hơn với chuyển dịch hóa học và kiểu tách đặc trưng thường thấy. Phổ 13C NMR (Hình 26) cho thấy sự hiện diện của 19 carbon trong cấu trúc phân tử dimer. 2 carbon amit tương đương trong cấu trúc dime cộng hưởng ở trường thấp nhất ỏ δ 173,2 ppm. Các carbon đặc biệt khác của khung artemisinin dễ thấy được ở δ 104,3 (C-3); 91,7 (C-10); 80,5 (C-12); 75,9 (C-12a). Cuối cùng cấu trúc của 66g được khẳng định bởi phổ ESI-HRMS (Hình 27).
Hình 24. Phổ1H NMR của chất 66g
Hình 26. Phổ13C NMR của chất 66g
Bảng 3. Cấu trúc và hiệu suất các hợp chất 66a-g
TT Chất Linker Công thức Trọng lượng
phân tử Hiệ(%) u suất 1 66a -(CH2)2- C34H52N2O10 648 71 2 66b -(CH2)3- C35H54N2O10 662 68 3 66c -(CH2)C(CH3)2CH2- C37H58N2O10 690 69 4 66d -CH=CH- C34H50N2O10 646 72 5 66e C38H52N2O10 696 69 6 66f -(CH2)4- C36H56N2O10 676 74 7 66g -(CH2)6- C38H60N2O10 704 76
4.4. Hoạt tính gây độc tế bào của các dimer artemisinin 66a-g và 65a-g
Các hợp chất 10a-g và 8a-g được đánh giá hoạt tính gây độc với 3 dòng tế bào ung thưtheo phương pháp [114, 115]. Kết quảđược trình bày ở bảng 4.
Bảng 4. Hoạt tính gây độc tế bào in vitro của các dimer artemisinin 66a-g và 65a-g với một số dòng tếbào ung thư
TT Chất linker Công thức IC50 a, µ/M)/Cell Lineb HepG2 MCF-7 HL-60 1 66a -(CH2)2- C34H52N2O10 44.87 52.06 8.05 2 66b -(CH2)3- C35H54N2O10 71.34 100.69 5.39 3 66c -(CH2)C(CH3)2CH2- C37H58N2O10 16.56 42.86 2.57 4 66d -CH=CH- C34H50N2O10 7.86 7.46 2.04 5 66e C38H52N2O10 88.04 75.0 95.99 6 66f -(CH2)4- C36H56N2O10 43.04 57.08 6.39
TT Chất linker Cơng thức IC50 a, µ/M)/Cell Lineb HepG2 MCF-7 HL-60 7 66g -(CH2)6- C38H60N2O10 131.32 134.46 143.46 8 65a -(CH2)2- C19H29NO7 >200 >200 >200 9 65b -(CH2)3- C20H31NO7 >200 >200 >200 10 65c -(CH2)C(CH3)2CH2- C22H35NO7 >200 >200 >200 11 65d -CH=CH- C19H27NO7 >200 >200 >200 12 65e C23H29NO7 139.44 98.30 99.32 13 65f -(CH2)4- C21H33NO7 235.15 195.69 106.76 14 65g -(CH2)6- C23H37NO7 205.8 152.46 117.22 15 DHA 64.35 53.8 52.4 16 Elippicinec 4.02 3.17 3.33
Kết quả thử nghiệm (Bảng 4) cho thấy rằng hầu hết các các hợp chất 66a-g thể hiện tác dụng ức chế ba dòng tếbào ung thư người được thử nghiệm với các giá trị IC50 khác nhau từ 2,04-143,46 µM. Quan sát chung là tất cả các hợp chất thể hiện độc tính tế bào cao đối với dòng tế bào ung thư máu (HL-60) hơn so với dòng tế bào ung thư gan (HepG2) và ung thư vú (MCF-7). Hợp chất 66d, với một cầu nối đôi thể hiện tác dụng mạnh nhất với các giá trị tương ứng IC50 là 7,86; 7,46 và 2,04 µM chống lại các dòng tế bào HepG2, MCF-7 và HL-60. Hợp chất 66a chứa mạch cacbon ngắn nhất thể hiện tác dụng độc tế bào từ mức độ trung bình đến khá tốt chống lại ba dòng tế bào được thử nghiệm với các giá trị IC50 tương ứng là 44,87; 52,06 và 8,05 µM. Đáng chú ý là sự giảm độc tính tế bào trong hợp chất 66b. Hợp chất này, với cầu nối dài hơn một carbon, cho thấy độc tính tế bào bị giảm đi gần 2 lần so với 66a với dòng MCF-7 (giá trị IC50 là 100,69 µM so với 52,06 µM). Tuy nhiên, hợp chất này thể hiện tác dụng gây độc khá tốt đối với HL- 60 với giá trị IC50 là 5,39 µM. Ngồi ra, hợp chất 66f chứa cầu nối 4C, chỉ thể hiện khảnăng gây độc tế bào tốt trên HL-60 với giá trị IC50 là 6,39 µM. Tuy nhiên, với dòng tế bào HepG2 và MCF-7, hợp chất này cho thấy độc tính tế bào vừa phải. Hợp chất 66e chứa cầu nối là
phenyl thể hiện độc tính tế bào tương tự như của hợp chất 66b với hai dòng tế bào (HepG2 và MCF-7). Thật bất ngờ, hợp chất 66g với cầu nối 6 cacbon hầu như khơng có độc tính tếbào đối với cả ba dòng tếbào được thử nghiệm.
Trong nghiên cứu này, các chất trung gian 65a-g cũng được đánh giá về tác dụng gây độc tếbào đối với ba dòng tế bào trên. Tuy nhiên, hầu hết các hợp chất thể hiện rất yếu hoặc khơng có hoạt tính. Dường như khả năng hòa tan trong nước của các hợp chất này cao hơn các dẫn xuất dimer khơng có lợi đối với tác dụng gây độc tế bào với các dòng đã được thử nghiệm. Kết quả thử nghiệm cho thấy vai trò quan trọng của cầu nối kép endoperoxide đối với tác dụng kháng u của các chất dimer phù hợp với một số nghiên cứu được báo cáo gần đây [118].
4.5. Tổng hợp các dẫn xuất mới artemisinin chứa nhóm hydroxamic 76a-g
Thiết kế và khám phá thuốc dựa trên mục tiêu phân tử hiện đang thu hút sự quan tâm rất lớn của các nhà nghiên cứu hóa dược trong việc khám phá và phát triển thuốc chống ung thư trên toàn thế giới [122]. Nhiều mục tiêu phân tử cho thuốc chống ung thư đã được xác định, bao gồm enzym histondeacetylase (HDAC) hiện được coi là mục tiêu hấp dẫn đối với thiết kế thuốc chống ung thư [123, 124]. HDAC là các enzym xúc tác việc loại bỏ các nhóm acetyl khỏi lysine trong các đuôi histone và điều này dẫn đến sự ngưng tụ chất nhiễm sắc và ức chế phiên mã. HDAC cũng đã được công nhận tham gia vào q trình điều hịa biểu hiện gen và chất nhiễm sắc cấu trúc và có một vai trị quan trọng trong sự tiến triển của chu kỳ tế bào và quá trình gây ung thư [123, 124].Cho đến nay, tổng số 18 HDAC của lồi động vật có vú. Các enzym HDAC đã được xác định và phân loại thành bốn các lớp dựa trên đặc điểm cấu trúc và chức năng của chúng [125]. Nghiên cứu sâu và rộng cả in
vitro và in vivo các mơ hình liên quan đến tác dụng ức chế HDACs đã chỉ ra rằng tác dụng ức chế HDAC dẫn đến sự biệt hóa tế bào, quá trình chết tế bào theo chương trình và bắt giữ chu kỳ tế bào trong một số dòng tế bào ung thư [126–134]. Chất ức chế HDAC do đó trở thành một nhóm tác nhân trị liệu đầy hứa hẹn, tác dụng gây ra sự phân hóa tế bào khối u, biệt hóa và apoptosis trong các khối u ác tính thể rắn và thể huyết học khác nhau [131-134,135,136]. Trên thực tế, nhiều chất ức chế HDAC mạnh đã được phát triển bao gồm SAHA (axit suberoylanilide hydroxamic, Vorinostat), PXD-01 (Belinostat), LBH-589 (Panobinostat), MS- 27-
527 (Entinostat), và romidepsin (Hình 24) [137,138]. Gần đây hơn, hai chất ức chế HDAC bao gồm SAHA (tên thương mại, Zolinza) và romidepsin (tên thương mại, Istodax) (Hình 24) đã được FDA chấp thuận vào năm 2006 và 2009 đểđiều trị ung thư hạch tế bào T ở da.
Hình 28. Một số chất ức chế HDAC
Xem xét đặc điểm cấu trúc và tác dụng dược lý của chất ức chếHDAC được đặc trưng bởi vùng nhận dạng bề mặt (nhóm CAP), một linker thường là (kỵnước) và nhóm liên kết kẽm (ZBG) [139], chúng tôi hướng tới việc khám phá gốc artemisinin như một nhóm CAP mới và các liên kết (linker) khác nhau như một sự thay thế của các khung giống SAHA (suberoylanilide hydroxamic acid, Vorinostat) với hy vọng mang lại về các chất lai mới có thể có cơ chế kép của cả cầu endoperoxit và nhóm axit hydroxamic (Hình 25).