Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu cải thiện khả năng mang thuốc chống ung thư cisplatin của chất mang nano dendrimer

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:157

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu cải thiện khả năng mang thuốc chống ung thư cisplatin của chất mang nano dendrimer" được tiến hành nhằm mục tiêu tổng hợp hệ vật liệu nano mang thuốc trên nền dendrimer (PAMAM) biến tính với PNIPAM và PAA tương hợp sinh học nhằm cải thiện hiệu quả mang thuốc Cisplatin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu cải thiện khả năng mang thuốc chống ung thư cisplatin của chất mang nano dendrimer

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN NGỌC HÒA NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN KHẢ NĂNG MANG THUỐC CHỐNG UNG THƯ CISPLATIN CỦA CHẤT MANG NANO DENDRIMER LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU TP. HỒ CHÍ MINH – 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN NGỌC HÒA NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN KHẢ NĂNG MANG THUỐC CHỐNG UNG THƯ CISPLATIN CỦA CHẤT MANG NANO DENDRIMER Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử và tổ hợp Mã số: 9 44 01 25 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. GS. TS. NGUYỄN CỬU KHOA 2. PGS. TS. TRẦN NGỌC QUYỂN TP. HỒ CHÍ MINH – 2020
LỜI CAM ĐOAN Công trình được thực hiện tại phòng Vật liệu Hóa dược - Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tại Thành phố Hồ Chí Minh và phòng thí nghiệm Trung tâm Công nghệ Việt Đức - trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và được sự hướng dẫn khoa học của GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa và PGS. TS. Trần Ngọc Quyển. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực, được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Ngọc Hòa
LỜI CÁM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Nguyễn Cửu Khoa và PGS. TS. Trần Ngọc Quyển, đã dành cho tôi sự động viên giúp đỡ tận tình và những định hướng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Học viện Khoa học và Công nghệ, Khoa Khoa học vật liệu và Năng lượng, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng đối với tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của trường Đại học Công Nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh đối với tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của bạn bè, sự động viên, tạo điều kiện của những người thân trong gia đình trong suốt quá trình tôi hoàn thành luận án này.
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 Mục tiêu của luận án .............................................................................................. 2 Ý nghĩa khoa học của luận án ................................................................................ 3 Đóng góp mới của luận án ..................................................................................... 4 Chương 1. TỔNG QUAN ...................................................................................... 6 1.1. Giới thiệu dendrimer ....................................................................................... 6 1.1.1. Khái niệm và phân loại ................................................................................ 6 1.1.2. Tính tương hợp sinh học của dendrimer .................................................... 10 1.1.2.1. Độc tính tế bào in vitro của dendrimer ................................................... 11 1.1.2.2. Độc tính tế bào in vivo của dendrimer .................................................... 12 1.1.3. Phương pháp tổng hợp dendrimer .............................................................. 12 1.1.3.1. Các phương pháp tổng hợp ..................................................................... 13 1.1.3.2. Tổng hợp dendrimer polyamidoamine .................................................... 14 1.1.4. Các phương pháp xác định tính chất của dendrimer .................................. 17 1.1.5. Ứng dụng của dendrimer trong trị liệu....................................................... 18 1.1.5.1. Hoạt tính trị liệu của dendrimer .............................................................. 18 1.1.5.2. Cải thiện độ hòa tan của thuốc ................................................................ 19 1.1.5.3. Dendrimer dùng vận chuyển thuốc qua da.............................................. 20 1.1.5.4. Dendrimer dùng vận chuyển thuốc uống ................................................ 20 1.1.5.6. Dendrimer vận chuyển gen ..................................................................... 21 1.1.5.7. Dendrimer vận chuyển vaccine ............................................................... 22 1.2. Thuốc chống ung thư chứa Platin ................................................................. 22 1.2.1. Cisplatin ..................................................................................................... 22
1.2.1.1. Tính chất của Cisplatin............................................................................ 22 1.2.1.2. Cơ chế tác động của Cisplatin đối với tế bào.......................................... 24 1.2.1.3. Cơ chế kháng thuốc Cisplatin ................................................................. 27 1.2.1.4. Độc tính của Cisplatin ............................................................................. 28 1.2.2. Sử dụng Cisplatin để điều trị ung thư ........................................................ 29 1.2.3. Các thuốc chống ung thư khác có chứa Platin ........................................... 31 1.2.4. Điều trị kết hợp Cisplatin với các thuốc ung thư khác............................... 32 1.2.5. Các hệ chất mang thuốc Cisplatin .............................................................. 33 1.2.5.1. Liposome mang thuốc Cisplatin ............................................................. 35 1.2.5.2. Viên nang nano chứa phức Cisplatin phủ lipid ....................................... 36 1.2.5.3. Các polymer mang các thuốc chứa platin ............................................... 37 1.2.5.4. Ống nano carbon mang thuốc Cisplatin .................................................. 38 1.2.5.5. Polymer mixen mang thuốc platin .......................................................... 39 1.2.5.6. Hệ chất mang dendrimer - platin............................................................. 41 1.3. Polymer nhạy nhiệt - poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) .................. 45 1.4. Polymer nhạy pH - Poly Acrylic Acid (PAA) .............................................. 46 Chương 2. NGHIÊN CỨU ................................................................................... 48 2.1. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .......................................................... 48 2.1.1. Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 48 2.1.2. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 48 2.2. Thực nghiệm ................................................................................................. 50 2.2.1. Hóa chất ..................................................................................................... 50 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị ..................................................................................... 51 2.3. Phương pháp thực nghiệm ............................................................................ 53
2.3.1. Tổng hợp PAMAM dendrimer đến thế hệ G4.5 từ tâm ethylenediamine (EDA) ................................................................................................................... 53 2.3.2. Tổng hợp phức PAMAM dendrimer G3.0, G4.0 với Cisplatin ................. 56 2.3.3. Tổng hợp phức PAMAM dendrimer G2.5, G3,5, G 4.5 với Cisplatin ...... 57 2.3.4. Tổng hợp phức PAMAM dendrimer G2.5, G3,5, G 4.5-Cisplatin SA (có sử dụng siêu âm) ....................................................................................................... 58 2.3.5. Tổng hợp PAMAM dendrimer G 3.0 biến tính với PNIPAM ................... 59 2.3.6. Tổng hợp PAMAM dendrimer G 3.5 biến tính với PNIPAM ................... 60 2.3.7. Tổng hợp phức PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM với Cisplatin .......... 61 2.3.8. Tổng hợp PAMAM dendrimer G3.0 biến tính với PAA ........................... 63 2.3.9. Tổng hợp PAMAM dendrimer G4.0 biến tính với PAA ........................... 64 2.3.10. Tổng hợp phức PAMAM dendrimer G3.0-PAA, PAMAM dendrimer G4.0- PAA với Cisplatin ................................................................................................ 64 2.3.11. Thử nghiệm khả năng mang thuốc 5-FU của phức PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM-Cisplatin ...................................................................................... 65 2.3.12. Xác định hàm lượng Pt bằng phương pháp ICP-MS ............................... 66 2.3.13. Khảo sát giải phóng thuốc in vitro ........................................................... 67 2.3.14. Nang hóa và giải phóng thuốc 5-FU ........................................................ 67 2.3.15. Động học và dược động học giải phóng thuốc ........................................ 68 2.3.16. Kiểm tra độc tố tế bào .............................................................................. 70 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................................. 72 3.1. Tổng hợp PAMAM Dendrimer các thế hệ G-0.5 đến G4.5 .......................... 72 3.1.1. Xác định cấu trúc các dendrimer PAMAM dựa vào phổ khối lượng MS . 72 3.1.2. Xác định cấu trúc các dendrimer PAMAM dựa vào phổ 1H-NMR ........... 73 3.2. Phổ FTIR các sản phẩm phức của PAMAM dendrimer với Cisplatin ......... 80
3.2.1. Phổ FTIR PAMAM Dendrimer G2.5, G3.5, G4.5 và phức G2.5-CisPt, G3.5- CisPt, G4.5-CisPt ................................................................................................. 80 3.2.2. Phổ FTIR của phức PAMAM Dendrimer G3.0-Cisplatin, G4.0-Cisplatin 83 3.3. Phổ FTIR của phức G3.0-PAA với Cisplatin ............................................... 85 3.4. Phổ FTIR của phức G4.0-PAA-Cisplatin ..................................................... 86 3.5. Kết quả phổ 1H-NMR PAMAM G3.0 và G 3.5 biến tính với PNIPAM ...... 87 3.6. Kết quả 1H-NMR PAMAM G3.0 biến tính với PAA ................................... 90 3.7. Kết quả 1H-NMR PAMAM G4.0 biến tính với PAA ................................... 91 3.8. Kết quả đo hàm lượng Pt............................................................................... 92 3.8.1. Kết quả đo hàm lượng Pt của phức PAMAM dendrimer thế hệ chẵn- Cisplatin ............................................................................................................... 93 3.8.2. Kết quả đo hàm lượng Pt của phức PAMAM dendrimer thế hệ lẻ– Cisplatin (không thủy phân) ................................................................................................ 93 3.8.3. Kết quả đo hàm lượng Pt của phức PAMAM thế hệ lẻ– Cisplatin (thủy phân) .............................................................................................................................. 94 3.8.4. Kết quả đo hàm lượng Pt của các phức G3.0-PAA-Cisplatin và G4.0-PAA- Cisplatin (thủy phân) có sử dụng siêu âm ............................................................ 96 3.9. So sánh khả năng mang thuốc Cisplatin của các hệ chất mang trong điều kiện không thủy phân và có thủy phân Cisplatin ......................................................... 96 3.10. Thử nghiệm khả năng mang đồng thời hai thuốc 5-FU và Cisplatin của hệ chất mang PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM .................................................. 98 3.11. Kết quả đo TEM, DLS và thế zeta ............................................................ 100 3.12. Kết quả và bàn luận khả năng giải phóng thuốc in vitro .......................... 106 3.12.1. Khả năng giải phóng thuốc của phức PAMAM thế hệ lẻ - Cisplatin (thủy phân) ................................................................................................................... 106 3.12.2. Khả năng giải phóng thuốc 5-FU và Cisplatin của hệ chất mang hai thuốc G3.5-PNIPAM-Cispaltin – 5FU ........................................................................ 109
3.12.3. Khả năng giải phóng thuốc Cisplatin của hệ chất mang PAMAM dendrimer G4.0-PAA........................................................................................................... 111 3.13. Động học quá trình giải phóng thuốc Cisplatin ........................................ 112 3.14. Dự đoán mô hình dược động học của các hệ mang thuốc ........................ 115 3.15. Kết quả và bàn luận khả năng gây độc tế bào ........................................... 117 3.15.1. Kết quả và bàn luận khả năng gây độc tế bào ung thư phổi NCI-H460 của hệ chất mang PAMAM G4.5 ............................................................................. 117 3.15.2. Kết quả và bàn luận khả năng gây độc tế bào của hệ chất mang G4.0-PAA ............................................................................................................................ 117 3.15.3. Kết quả và bàn luận khả năng gây độc tế bào của hệ chất mang PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM mang hai thuốc cispaltin và 5-FU ........................... 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................ 124 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 124 KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Độc tính gây ra do điện tích bề mặt dendrimer [6].............................. 12 Bảng 1.2. Điều trị phối hợp Cisplatin và các loại thuốc ung thư khác [35]......... 33 Bảng 1.3. Các hệ chất mang liposome – platin [60] ............................................ 35 Bảng 2.1. Các hóa chất tinh khiết dùng trong nghiên cứu thực nghiệm .............. 51 Bảng 3.1. Khối lượng phân tử các dendrimer PAMAM dựa vào phổ MS .......... 73 Bảng 3.2. Kết quả tính toán KLPT Dendrimer theo 1H-NMR ............................. 80 Bảng 3.3. Phổ FTIR PAMAM Dendrimer G2.5, G3.5, G4.5 và phức G2.5-CisPt, G3.5-CisPt, G4.5-CisPt ........................................................................................ 82 Bảng 3.4. Kết quả phổ FTIR của PAMAM dendrimer G3.0, G4.0 và phức G3.0- Cisplatin, G4.0-Cisplatin ...................................................................................... 83 Bảng 3.5. Phổ FTIR của G3.0-PAA và phức G3.0-PAA-Cisplatin ..................... 85 Bảng 3.6. Phổ FTIR của G4.0-PAA và phức G4.0-PAA-Cisplatin ..................... 86 Bảng 3.7. Số nhóm PNIPAM gắn vào G3.0 và ước lượng KLPT ....................... 89 Bảng 3.8. Hàm lượng Pt phức PAMAM thế hệ chẵn - Cisplatin (không thủy phân) .............................................................................................................................. 93 Bảng 3.9. Hàm lượng Pt phức PAMAM thế hệ lẻ - Cisplatin (không thủy phân) .............................................................................................................................. 93 Bảng 3.10. Hàm lượng Pt trong phức G2.5-Cisplatin, G3.5-Cisplatin và G4.5- Cisplatin ............................................................................................................... 94 Bảng 3.11. Hàm lượng Pt trong phức G3.0-PAA-Cisplatin (thủy phân) và G4.0- PAA-Cisplatin (thủy phân) .................................................................................. 96 Bảng 3.12. Khả năng mang thuốc Cisplatin (không thủy phân) của các hệ chất mang PAMAM dendrimer ................................................................................... 97 Bảng 3.13. Khả năng mang thuốc Cisplatin (thủy phân) của các hệ chất mang PAMAM dendrimer ............................................................................................. 98 Bảng 3.14. Kết quả nang hóa 5-FU vào phức G3.5-PNIPAM-Cisplatin ............. 99
Bảng 3.15. Kết quả giải phóng thuốc in vitro của các phức PAMAM dendrimer: G2.5-Cisplatin, G3.5-Cisplatin và G4.5 - Cisplatin ........................................... 107 Bảng 3.16. Khảo sát khả năng giải phóng thuốc 5FU của hệ chất mang G3.5- PNIPAM-CisPt và PNIPAM-CisPt .................................................................... 110 Bảng 3.17. Kết quả giải phóng thuốc Cisplatin của hệ chất mang PAMAM dendrimer G4.0-PAA ......................................................................................... 111 Bảng 3.18. Giá trị AIC và R2hc theo từng mô hình động học của các hệ mang thuốc Cisplatin tại pH 5,5 và pH 7,4 ............................................................................ 113 Bảng 3.19. Các thông số dược động học của các hệ mang thuốc Cisplatin ...... 116 Bảng 3.20. Độc tính tế bào in vitro của Carboxylate PAMAM dendrimer G4.5, Cisplatin và phức chất PAMAM G4.5-Cisplatin ............................................... 117 Bảng 3.21. Độc tính tế bào in vitro của PAMAM G4.0-PAA, Cisplatin và phức chất PAMAM G4.0-PAA-Cisplatin ................................................................... 118 Bảng 3.22. Tỷ lệ (%) gây độc tế bào ung thư vú MCF-7 của các mẫu .............. 122 Bảng 3.23. Độc tính tế bào in vitro của PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM, 5-FU và PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM-CisPt-5FU........................................... 123
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cấu tạo phân tử Dendrimer .................................................................... 6 Hình 1.2. Cấu trúc phân tử của Random Hyperbranched, dendrigraft, dendron và dendrimer ............................................................................................................... 7 Hình 1.4. Dendrimer cầu nối N và dendrimer cầu nối aryl ................................... 8 Hình 1.5. Dendrimer với tâm NH3 (a) và tâm BDA (b) ......................................... 9 Hình 1.6. Tổng hợp divergent theo mô hình tạo nhánh 1→2 ................................ 9 Hình 1.7. Tổng hợp divergent theo mô hình tạo nhánh 1→3 .............................. 10 Hình 1.8. Tương tác sinh học giữa tế bào với dendrimer có điện tích bề mặt khác nhau [9]. ............................................................................................................... 10 Hình 1.9. Sơ đồ tổng hợp dendrimer theo phương pháp divergent...................... 13 Hình 1.10. Tổng hợp dendrimer bằng phương pháp covergent ........................... 14 Hình 1.11. Tổng hợp dendrimer bằng phương pháp tăng lũy thừa hai ................ 14 Hình 1.12. Công thức phân tử của G3.0 PAMAM dendrimer ............................. 15 Hình 1.13. Phản ứng tổng hợp dendrimer PAMAM G -0.5 ................................ 16 Hình 1.14. Phản ứng tổng hợp dendrimer PAMAM G 0 ..................................... 16 Hình 1.15. PAMAM dendrimer G 1.0 ................................................................. 16 Hình 1.16. PAMAM dendrimer G 2.0 ................................................................. 17 Hình 1.17. Các phương pháp xác định tính chất của dendrimer .......................... 18 Hình 1.18. Cấu trúc của dendrimer SPL7013 (MW 16.581 Da) ........................ 19 Hình 1.19. Dendrimer vận chyển DNA tới màng tế bào ..................................... 21 Hình 1.20. Cấu tạo của Cisplatin ......................................................................... 22 Hình 1.21. Một số loại thuốc chống ung thư Platin đã được chấp thuận đưa vào sử dụng ...................................................................................................................... 24 Hình 1.22. Quá trình hình thành và tác động của phức Pt-DNA đối với tế bào .. 25
Hình 1.23. Sơ đồ tạo phức và tác động của phức Pt-DNA đối với tế bào ........... 26 Hình 1.24. A-Cisplatin; B-Carboplatin; C-Oxaliplatin; D-Ormaplatin; .............. 31 E-Enloplatin ......................................................................................................... 31 Hình 1.25. Các hệ chất mang khác nhau hiện đang được phát triển tiền lâm sàng và lâm sàng ........................................................................................................... 34 Hình 1.26. Các hệ liên hợp thuốc polymer - platin .............................................. 38 Hình 1.27. Hệ chất mang polymer mixen mang thuốc platin .............................. 39 Hình 1.28. Sơ đồ tổng hợp phức PAMAM dendrimer thế hệ chẵn – Pt2+ ........... 43 Hình 1.29. Sơ đồ phản ứng tổng hợp phức PAMAM G 3.5-Cisplatin ................ 43 Hình 1.30. Công thức cấu tạo của PNIPAM-COOH ........................................... 45 Hình 1.31. Các polymer nhạy pH có chứa các nhóm acid ................................... 47 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp PAMAM dendrimer..................................................... 53 Hình 2.2. Sơ đồ qui trình tổng hợp các PAMAM dendrimer thế hệ lẻ ................ 54 Hình 2.3. Sơ qui trình tổng hợp các PAMAM dendrimer thế hệ chẵn ................ 56 Hình 2.4. Sơ đồ tổng hợp phức PAMAM G3.0-Cisplatin và PAMAM G4.0- Cisplatin ............................................................................................................... 57 Hình 2.5. Sơ đồ qui trình tổng hợp phức PAMAM dendrimer G2.5, G3.5, G4.5- Cisplatin có và không sử dụng siêu âm ................................................................ 59 Hình 2.6. Sơ đồ quy trình tổng hợp G3.0-PNIPAM ............................................ 60 Hình 2.7. Sơ đồ quy trình tổng hợp PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM........... 61 Hình 2.8. Sơ đồ quy trình tổng hợp phức PAMAM dendrimer G3.5-PNIPAM- CisPt ..................................................................................................................... 62 Hình 2.9. Sơ đồ qui trình tổng hợp PAMAM dendrimer G3.0-PAA và G4.0-PAA .............................................................................................................................. 63 Hình 2.10. Sơ đồ qui trình tổng hợp phức PAMAM dendrimer G3.0-PAA- Cisplatin và PAMAM dendrimer G4.0-PAA-Cisplatin ....................................... 65
Hình 3.1. Cấu trúc PAMAM Dendrimer các thế hệ ............................................. 72 Hình 3.2. Phổ 1H-NMR của PAMAM Dendrimer các thế hệ từ G-0.5 đến G4.5 79 Hình 3.3. Phổ FTIR của PAMAM dendrimer G2.5, G3.5, G4.5 và phức G2.5- Cisplatin, G3.5-Cisplatin, G4.5-Cisplatin ............................................................ 81 Hình 3.4. Phổ FTIR của PAMAM dendrimer G3.0, G4.0 và phức G3.0-Cisplatin, G4.0-Cisplatin ...................................................................................................... 84 Hình 3.5. Phổ FTIR của G3.0-PAA và phức G3.0-PAA-Cisplatin ..................... 85 Hình 3.6. Phổ FTIR của G4.0-PAA và phức G4.0-PAA-Cisplatin ..................... 86 Hình 3.7. Phổ 1H-NMR của chất mang nano G3.0-PNIPAM (tỉ lệ mol 1:8) ...... 87 Hình 3.8. Kết quả GPC của G3.0-PINIPAM (1:8) .............................................. 89 Hình 3.9. Phổ 1H-NMR của G3.5-PNIPAM ........................................................ 90 Hình 3.10. Phổ 1H-NMR PAMAM dendrimer G3.0 biến tính với PAA (tỉ lệ mol 1:12) ..................................................................................................................... 90 Hình 3.11. Phổ 1H-NMR PAMAM dendrimer G 4.0 biến tính với PAA (tỉ lệ mol 1:16) ..................................................................................................................... 92 Hình 3.12. Đường chuẩn xác định hàm lượng Pt ................................................. 93 Hình 3.13. Ảnh TEM phức PAMAM dendrimer thế hệ lẻ - Cisplatin .............. 100 Hình 3.14. Ảnh TEM mẫu PAMAM dendrimer G3.0, PAMAM dendrimer G3.0- PNIPAM và DLS mẫu PAMAM dendrimer G3.0-PNIPAM ............................ 101 Hình 3.15. Ảnh TEM của mẫu G3.5-PNIPAM-Cisplatin và DLS mẫu G3.5- PNIPAM-Cisplatin và mẫu PNIPAM-Cisplatin ................................................ 102 Hình 3.16. Ảnh TEM của PAMAM dendrimer G4.0 (A), G4.0-PAA (C) và DLS của PAMAM dendrimer G4.0 (B), G4.0-PAA (D)............................................ 102 Hình 3.17. Ảnh TEM của hệ PAMAM dendrimer G3.0-PAA-Cisplatin và PAMAM dendrimer G4.0-PAA-Cisplatin ......................................................... 103 Hình 3.18. Thế zeta của hệ chất mang G3.0-PAA (tỉ lệ mol 1:12) tại các giá trị pH khác nhau: a. pH 7,4; b. pH 7,0 và c. pH 5,5 ..................................................... 104
Hình 3.19. Thế zeta của hệ chất mang G4.0-PAA (tỉ lệ mol 1:16) thay đổi theo pH: a. pH 7,4; b. pH 7,0 và c. pH 5,5........................................................................ 105 Hình 3.20. Thế zeta của hệ chất mang G4.0-PAA (tỉ lệ mol 1:8) thay đổi theo pH: a. pH 7,4; b. pH 7,0 và c. pH 5,5........................................................................ 105 Hình 3.21. Độ tan của các hệ chất mang phụ thuộc vào pH dung dịch ............. 106 Hình 3.22. Khảo sát giải phóng thuốc Cisplatin in vitro của hệ chất mang PAMAM G2.5, PAMAM G3.5 và PAMAM G4.5 trong môi trường đệm PBS pH 7,4 và đệm ABS pH 5,5 ........................................................................................................ 107 Hình 3.23. Lượng Cisplatin giải phóng theo thời gian khỏi các hệ chất mang PAMAM dendrimer trong môi trường đệm pH 5,5 và pH 7,4 .......................... 108 Hình 3.24. Biểu đồ giải phóng thuốc 5-Flourouracil (5-FU) ở môi trường pH 7,4 và pH 5,5 tại nhiệt độ 37oC ................................................................................ 111 Hình 3.25. Biểu đồ giải phóng thuốc Cisplatin ở môi trường pH 7,4 và pH 5,5 112 Hình 3.26. Mô hình giải phóng thuốc Korsmeyer-Peppas của các hệ mang thuốc Cisplatin tại pH 5,5 và pH 7,4 ............................................................................ 114 Hình 3.27. Nồng độ Cisplatin (dự đoán) trong plamsa ...................................... 115 Hình 3.28. Thử nghiệm in vitro độc tế bào trên dòng tế bào MCF-7 với các chất mang khác nhau (PAMAM G4.0, PAMAM G4.5 và G4.0-PAA). (A). Đánh giá khả năng sống của tế bào MCF-7 khi thêm PAMAM dendrimer G4.0, PAMAM dendrimer G4.5, G4.0-PAA và DMEM nồng độ 100 ppm trong 48 giờ, bằng kính hiển vi huỳnh quang. (B). Nhuộm kép (AO/EB) đã được áp dụng để xác định các tế bào sống, chết theo chương trình apoptosis sớm (E)/muộn (L) (tương ứng màu xanh lá cây và màu cam/vàng) và hoại tử (N, màu đỏ). .................................... 119 Hình 3.29. Tỷ lệ sống sót của nguyên bào sợi người khi xử lý với các hệ mang thuốc PAMAM dendrimer G4.0, PAMAM dendrimer G4.5, PAMAM dendrimer G4.0-PAA, Camptothecin (kiểm soát dương tính) và PBS 1X (kiểm soát âm tính) ở cùng nồng độ (100 ppm). ................................................................................ 120
Hình 3.30. Hình ảnh huỳnh quang thu được từ kính hiển vi đồng tiêu huỳnh quang - các nguyên bào sợi được nhuộm bằng acridine cam (AO) và ethidium bromide (EB). ................................................................................................................... 121
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Proton Nuclear Magnetic 1 H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Resonance 5-FU 5-Fuorouracil A Absorbance Độ hấp thu ABS Acetate Buffer Solution Dung dịch đệm acetate ACN Acetonitrile Acetonitrile AIC Akaike Information Criterion Tiêu chuẩn thông tin Akaike ATP Adenosine triphosphate Adenosine triphosphate AUC Area Under Curve Diện tích dưới đường cong CAT Catalase Enzyme Enzyme Catalase Cis-diamminedichloroplatinum Cis-diamminedichloroplatinum Cisplatin (II) (II) Da Dalton Dalton Dichloro(1,2- Dichloro(1,2- DACHPt Diaminocyclohexane) Diaminocyclohexane) Platinum (II) Platinum (II) DI Deionized Nước khử ion Hàm lượng thuốc được nang DL% % Drug loading hóa trong tổng trọng lượng chất mang EDA Ethylenediamine Ethylenediamine 1-ethyl-3-(3- 1-ethyl-3-(3- EDC dimethylaminopropyl) dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride carbodiimide hydrochloride Hàm lượng thuốc được nang EE% % drug entrapment hóa so với lượng thuốc tiền sử dụng
Fourier transform infrared Phương pháp quang phổ hồng FTIR spectroscopy ngoại GBM Glioblastoma Khối u não Gel Permeation Phương pháp sắc ký thẩm thấu GPC Chromatography gel GPX Glutathione Peroxidase Glutathione Peroxidase GSH Glutathione Glutathione High Performance Liquid HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao Chromatography Hazardous Substances Data Ngân hàng dữ liệu các chất độc HSDB Bank hại Inductively coupled plasma Quang phổ nguồn Plasma cảm ICP-MS mass spectrometry ứng cao tần ghép nối khối phổ Low Critical Solution Dung dịch có nhiệt độ tới hạn LCST Temperature thấp MA Methylacrylate Methylacrylate MCF-7 Michigan Cancer Foudation-7 Tế bào ung thư vú của người MPEG Methoxy Polyethylene glycol Methoxy Polyethylene glycol MW Molecular weight Khối lượng phân tử MWCO Molecular weight cut-off Molecular weight cut-off NCI-H460 NCI-H460 Human Lung Tế bào ung thư phổi của người Carcinoma NER Nucleotide Excision Repair Sửa chữa DNA theo hình thức cắt bỏ NHS N-hydroxy succinimide N-hydroxy succinimide PAA Acid Poly acrylic Acid Poly acrylic PAMAM Polyamidoamine Polyamidoamine PAMAM Polyamidoamine generation Polyamidoamine generation G2.0 2.0 2.0
PAMAM Polyamidoamine generation Polyamidoamine generation G3.0 3.0 3.0 PAMAM Polyamidoamine generation Polyamidoamine generation G4.0 4.0 4.0 PAMAM Polyamidoamine generation Polyamidoamine generation G5.0 5.0 5.0 PBS Phosphate Buffered Saline Dung dịch muối đệm photphat PNIPAM Poly N-isopropylacrylamide Poly N-isopropylacrylamide PPI Poly propyleneimine Poly propyleneimine ROS Radical oxygen species Dạng oxy hoạt động SA Siêu âm SCLCs Small Cell Lung Cancers Ung thư phổi tế bào nhỏ SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét SOD Superoxide Dismutase Superoxide Dismutase SRB Sulforhodamine B Sulforhodamine B T Transmittance Độ truyền qua Transmission Electrons TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua Microscope Upper Critical Solution Dung dịch có nhiệt độ tới hạn UCST Temperature cao Ultra Performance Liquid UPLC Sắc ký lỏng siêu hiệu năng Chromatography XO Xanthine oxidase Xanthine oxidase
MỞ ĐẦU Các polymer tự nhiên cũng như polymer tổng hợp luôn là đối tượng thu hút các nhà khoa học trong các lĩnh vực nghiên cứu hiện đại. Các vật liệu nano polymer sinh học đang được tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện để ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm và y sinh học. Trong số các vật liệu này, các dendrimer đã nổi lên như là một trong những chất mang nano polymer đầy triển vọng dùng để mang các loại thuốc điều trị. Dendrimer lần đầu tiên được tổng hợp từ năm 1970-1990 bởi hai nhóm khác nhau (Buhleier và cộng sự; Tomalia và cộng sự). Ngược lại với các polymer cao phân tử mạch nhánh và thẳng thông thường, các dendrimer được kiểm soát rất chặt chẽ về cấu trúc và có các nhóm chức bề mặt có thể biến tính rất dễ dàng tùy thuộc vào mục đích sử dụng [1], [2]. Hiện nay, số lượng các công trình nghiên cứu về dendrimer được công bố ngày càng nhiều, tập trung vào khảo sát khả năng của dendrimer trong việc vận chuyển các hoạt chất sinh học khác nhau, ví dụ như: thuốc, oligonucleotide, enzyme và vaccine... [3]. Các dendrimer được thiết kế để vận chuyển thuốc nhằm gia tăng dược động học và phân phối sinh học của thuốc cũng như tăng cường khả năng hướng đích của thuốc. Dendrimer tương tác với các phân tử thuốc bằng cách hấp phụ trên bề mặt, bằng các tương tác tĩnh điện hoặc liên kết với các nhóm chức bề bằng liên kết hóa trị hoặc bằng cách bao gói thuốc vào các khoang trống của dendrimer. Các khoang trống bên trong thường có tính chất kỵ nước, cho phép tương tác với các loại thuốc hòa tan kém. Sự tồn tại của các nguyên tử nitơ và oxy trong cấu trúc bên trong của dendrimer cho phép tương tác bởi liên kết hydro với thuốc. Với số lượng lớn các nhóm chức trên bề mặt của dendrimer (như amine - NH2 và nhóm cacboxylate -COO-) cho phép gắn lượng lớn các loại thuốc khác nhau bằng tương tác tĩnh điện và vận chuyển chúng đến đích [4]. Cisplatin từ lâu được dùng trong điều trị lâm sàng các loại bệnh ung thư do khả năng gây chết tế bào ung thư của thuốc. Tùy thuộc vào loại tế bào và nồng độ Cisplatin sẽ gây độc tế bào. Ngoài ra, Cisplatin làm tổn thương các khối u thông qua việc tác động lên hiệu ứng gây chết tế bào apoptosis theo các phương thức 1