MỞ ĐẦU Các thuốc tác động đến hệ miễn dịch là các thuốc rất có giá trị cả khi kích thích hệ miễn dịch hay ức chế hệ miễn dịch hoặc cả điều hòa miễn dịch. Với hoạt tính kích thích hệ miễn dịch, chúng tăng sức đề kháng của cơ thể và với hoạt tính ức chế miễn dịch chúng làm cơ thể thích nghi dần với môi trường sống. Các thuốc kích thích miễn dịch được sử dụng trong phòng và điều trị nhiễm virus như HIV, viêm gan B, viêm phổi, lao, cúm gà…(Ví dụ các interferon alpha, beta và gamma…. Các thuốc ức chế miễn dịch được sử dụng sau phẫu thuật để tránh sự đào thải cơ quan ghép như: gan, thận, da, xương…, và được dùng để điều trị các bệnh do sự quá mẫn của hệ miễn dịch như bệnh nhược cơ, luput ban đỏ, thấp khớp thể nhẹ, tiểu đường…(ví dụ cyclosporine, prednisone, azathioprin …).
Những loại thuốc này có thể được tổng hợp, sinh tổng hợp hoặc có nguồn gốc từ thiên nhiên, trong đó, loại thuốc sau được ưa chuộng sử dụng do ít tác dụng phụ hơn. Ở nước ta, hiện nay, phần lớn các loại thuốc này phải nhập khẩu với giá thành rất cao là gánh nặng khó vượt qua đối với bệnh nhân. Vì vậy việc nghiên cứu, phát hiện và tổng hợp các loại thuốc tác động đến hệ miễn dịch mới hiệu quả từ tự nhiên hay bán tổng hợp và tổng hợp toàn phần đều là những đóng góp lớn lao cho sự phát triển của ngành y học. Hai hợp chất auronol glycosides là alphitonin-4-O-β-D-glucoside (TAT6) và maesopsin 4-O-β-D-glucoside (TAT2) được phân lập theo định hướng ức chế miễn dịch từ dịch chiết butanol của lá cây Chay Bắc bộ (Artocarpus tonkinensis A.) bởi nhóm nghiên cứu của GS.
Các kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy hai hợp chất này có hoạt tính ức chế miễn dịch tuy yếu hơn cyclosporin A nhưng không gây tác dụng phụ. Cyclosporin A là một loại thuốc ức chế miễn dịch đang được sử dụng phổ biến mặc dù giá thành rất cao và có rất nhiều tác dụng phụ như có thể gây độc cho các cơ quan nội tạng, gan, thận, tiêu hóa, thần kinh…. Các hợp chất auronol và cả auronol glycoside là nhóm chất hiếm gặp và có hàm lượng thấp trong tự nhiên, đây là lần đầu tiên trên thế giới hoạt tính sinh học của 2 hợp chất auronol glucoside này được công bố. Hoạt tính ức chế miễn dịch của 2 hai auronol glucoside TAT6 và TAT2 được giả thiết do phần đường trong phân tử có khả năng thấm vào màng tế bào phát huy tác dụng của các aglycone.
Tương tự, các hoạt chất dược chứa nhóm nitrile (-CN), được đưa vào sử dụng lâm sàng ngày càng nhiều, do là nhóm phân tử nhỏ và có khả năng tạo liên kết hydro với các amino acid, các protein và H2O nên nó cũng có khả năng thấm qua màng tế bào; trong một số trường hợp, nhóm nitrile cũng có tác dụng thay thế phần đường trong các phân tử glucoside [7, 8, 9, 10] Nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính đối với hệ miễn dịch, từ phát hiện mở đường của 2 auronol glucoside và tính chất của các hợp chất mang nhóm nitrile chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của alphitonin, maesopsin và một số dẫn xuất của chúng”. Các nhiệm vụ của luận án: - Phân lập 2 hợp chất alphitonin-4-O-β-D-glucoside (TAT6) và maesopsin-4- O-β-D-glucoside (TAT2) từ lá cây Chay Bắc bộ (Artocapus tonkinensis A. - Nghiên cứu tổng hợp các auronol là alphitonin và maesopsin và một số dẫn xuất nitrile của chúng. - Nghiên cứu phản ứng glucoside hóa tổng hợp alphitonin-4-O-β-D- glucoside.
- Khảo sát hoạt tính kích thích tế bào lympho và hoạt tính độc tế bào của các sản phẩm tổng hợp được. Các hợp chất flavonoid 1. Hợp chất flavonoid Flavonoid (hoặc bioflavonoid) (bắt nguồn từ Latin flavus nghĩa là màu vàng, màu của flavonoid trong tự nhiên) là nhóm hợp chất phenolic đa vòng, được tìm thấy rộng rãi trong thực vật, chúng là loại chất chuyển hóa trung gian của thực vật. Các flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phong phú và đa dạng vào bậc nhất trong tự nhiên.
Cho đến nay, có hơn 15 000 [11] hợp chất flavonoid đã được biết về cấu trúc, chúng có mặt không những chỉ trong thực vật bậc cao mà còn trong một số thực vật bậc thấp, thậm chí còn có cả trong loài tảo [12, 13]. Về cấu trúc hoá học [14, 15, 16, 17], flavonoid có khung cơ bản 15 nguyên tử carbon gồm 2 vòng phenyl A và B nối với nhau qua một mạch 3 carbon theo kiểu C6-C3-C6 (Hình 1. Khung cơ bản của flavonoid Trong đa số trường hợp ở một đầu mạch 3 carbon có một nhóm chức carbonyl, chúng được xem là dẫn xuất 1,3-diphenylpropan-1-one, hợp chất này được gọi là dihydrochalcone (Hình 1. Hay 3 carbon đóng vòng với vòng A và tạo nên dị vòng có oxi (vòng C).
Như vậy, flavonoid có cấu trúc chung cơ bản C6-C3-C6 phenyl-benzopyran với vòng aryl (vòng B) có thể ở các vị trí 2,3 hoặc 4 của vòng benzopyran (Hình 1. Khung cơ bản của chalcone Hình 1. Cấu trúc chung của flavonoid 4 Trong một số trường hợp, dị vòng C (6 cạnh) còn được thay thế bằng dị vòng 5 cạnh (furran) (Hình 1. Khung của Aurone Dựa vào vị trí của gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxi hóa của mạch 3C, flavonoid được chia thành 4 loại chính [18].8 chỉ ra công thức chung của từng phân nhóm trong mỗi lớp flavonoid: major flavonoid, isoflavonois, neoflavonoid, minor flavonoid [18, 19, 20, 21, 22, 23].
Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid Hình 1. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid Hình 1. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid 5 Hình 1. Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid 1.
Flavonoid glycoside Các flavonoid glycoside bao gồm cả O- và C-glycosylflavonoid, trong đó chiếm phần lớn là các O-glycoside của flavone, flavonol với hơn 2000 cấu trúc được biết đến và các C-glycoside flavone. Chúng được phân bố rộng rãi trong thực vật: trong ngành hạt trần được đặc trưng bởi sự hiện diện của flavonol O-glycoside, flavone C-glycoside, trong ngành hạt kín ở lớp một lá mầm chiếm phần lớn là các flavone C-glycoside, ở lớp hai lá mầm chủ yếu tích lũy flavone O-glycoside. Ngoài ra, các O- và C-glycosylflavonoid còn xuất hiện ở rêu, tảo và dương xỉ. Mặt khác, các glycoside của chalcone, dihydrochalcone, aurone, flavanone và dihydroflavonol hầu hết xuất hiện ở dạng O-glycoside với số lượng ít.
Các glycoside ngoài phần đường còn có các nhóm chức khác như dẫn xuất acylate và sulfate. Như vậy số lượng các khả năng kết hợp là rất lớn do sự biến đổi của cấu trúc. Sự biến đổi đó có thể là do: [13, 15, 24, 25, 26, 27, 28, 29]. - Sự hydroxyl hóa và methoxyl hóa của phần aglycone.
- Số lượng, bản chất của đường và vị trí gắn với aglycone bởi các nhóm hydroxyl. - Bản chất mối liên kết của đường với aglycone, mối liên kết glycosidic khác nhau giữa các dạng đường hoặc là pyranose hoặc là furanose. - Bản chất, số lượng và vị trí gắn của các nhóm acyl béo hay thơm với một hoặc nhiều đường hoặc gắn trực tiếp vào aglycone thông qua nhóm hydroxyl. - Sự hiện diện và vị trí gắn của một hoặc nhiều nhóm sulfate thông qua nhóm hydroxyl của aglycone hoặc của đường.
Các flavonoid glycoside có thể phân ra các loại như mono-, di-, tri-, tetra- glycosylflavonoid, sulfate-glycosylflavonoid, acyl-glycosylflavonoid và C- 6 glycosyl-O-glycosylflavonoid. Trong đó, các tri-, tetra-glycosylflavonoid là rất phức tạp do các trisaccharide, tetrasaccharide có thể ở dạng thẳng hoặc phân nhánh và sulfate- glycosylflavonoid là ít gặp. Các loại đường được tìm thấy nhiều nhất là D-glucose, L-rhamnose và các D-galactose, L-arabinose, D-xylose (Hình 1. Các loại đường phổ biến và khung chung của flavonoid glycoside Các loại đường thường ở dạng pyranose với liên kết thích hợp: β cho glucose, galactose, xylose và α cho rhamnose; đối với arabinose có thể ở một trong hai dạng pyranose hoặc furanose với liên kết α hoặc β [13].
Vị trí mà các glycoside gắn với flavonoid được tìm thấy chủ yếu là C-3 hoặc C-7 đối với O-glycoside [11, 13] và C-6 hoặc C-8 đối với C-glycoside [30], ngoài ra vị trí C-5, C-8, C-4′ ở O-glycoside cũng được tìm thấy. Các flavonol và flavone phổ biến trong flavonoide glycoside là kaempferol, quercetin, galangin, luteolin, apigenin. Còn các dẫn xuất acylate trong sự kết hợp với flavone và flavonol là các acid như β-coumaric, caffeic, ferulic, sinapic, gallic, benzoic, acetic, malonic. Hoạt tính sinh học của aurone và auronol Các hợp chất aurone và auronol thuộc nhóm flavonoid, trong đó auronol là chất hiếm gặp trong tự nhiên và ít được nghiên cứu.
Tuy nhiên cũng tìm thấy được hoạt tính sinh học đa dạng của chúng như chống ung thư, chống virus, chống viêm, chống oxy hóa, trị bệnh tiểu đường, các bệnh về da, kháng nấm, kháng khuẩn. Sau đây, chúng ta xem xét một số hoạt tính sinh học của chúng: 1. Aurone trong hóa học trị liệu ung thư 1. Aurone như là chất điều chỉnh sự kháng đa thuốc qua protein Pgp 7 Trong chương trình với mục đích phát hiện ra những flavonoid có khả năng điều chỉnh sự kháng đa thuốc của các tế bào ung thư, Boumendjel A.
và cộng sự đã lựa chọn một số đại diện như aurone, chalcone, flavone, flavonols, isoflavones để nghiên cứu về khả năng liên kết với nucleotide-binding domain (NBD2) của P- glycoprotein (Pgp) và cho thấy aurone ức chế Pgp hiệu quả hơn cả, được thể hiện qua các giá trị hằng số phân ly KD ở Hình 1. Ái lực liên kết của các flavonoid với P-glycoprotein (Pgp) (KD là hằng số phân ly) Nghiên cứu về ái lực liên kết của một số dẫn xuất của aurone: 4,6- dimethoxyaurone và 4-hydroxy-6-methoxyaurone với NBD của Pgp, Boumendjel A. và cộng sự cho kết quả ở Bảng 1.1 cho thấy 4,6-dimethoxyaurone (KD = 7,0 ± 1,1 µM) ít hoạt động hơn 4-hydroxy-6-methoxyaurone (KD = 1,32 ± 0,33 µM). Đặc biệt, các dẫn xuất halogene aurone (4′-halogene) là hoạt động mạnh nhất.
Các ái lực liên kết tăng cùng với việc tăng kích thước của các halogen (I > Br > Cl > F). Sự thay thế hydrogen của 4-hydroxy-6-methoxyaurone ở vị trí 4′ bởi nguyên tử brome làm tăng ái lực liên kết lên 8,8 lần (KD = 1,32: 4′-H và 0,15: 4′-Br). Sự hiện diện của các nguyên tử khác với halogen (-CN, -N(CH3)2, 3′,4′,6′-OMe) là không thuận lợi cho khả năng liên kết với NBD2 của Pgp như thể hiện qua các hằng số KD [32, 36, 38, 39]. Ngoài ra, trong nghiên cứu in vitro về khả năng điều chỉnh Pgp qua trung gian kháng đa thuốc (MDR), Boumendjel và cộng sự phát hiện ra rằng 4,6-dimethoxyaurone có khả năng gây độc tế bào trên các tế bào K562 và có khả năng gây độc tốt như 8 cyclosporine A- một loại thuốc đang được sử dụng để điều trị những trường hợp kháng đa thuốc (MDR) [35].