I. Luận văn thạc sĩ
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc thiết kế in silico các dược phẩm có khả năng ức chế màng sinh học của Staphylococcus aureus. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Nguyễn Thúy Hương. Luận văn này đã được bảo vệ thành công vào ngày 08/01/2016, với sự đánh giá của hội đồng chuyên môn. Mục tiêu chính của nghiên cứu là tìm kiếm các hợp chất có khả năng ức chế sự hình thành màng sinh học, một yếu tố độc lực quan trọng của Staphylococcus aureus.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu nhằm thiết kế in silico các dược phẩm có khả năng ức chế màng sinh học của Staphylococcus aureus. Cụ thể, nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn protein mục tiêu, mô hình hóa cấu trúc protein, và tìm kiếm các phối tử có hoạt tính ức chế. Các phương pháp in silico được sử dụng để rút ngắn thời gian và chi phí nghiên cứu so với các phương pháp truyền thống.
1.2. Phương pháp tiếp cận
Nghiên cứu sử dụng các phương pháp in silico như mô hình hóa phân tử, sàng lọc ảo, và docking phân tử để tìm kiếm các hợp chất tiềm năng. Protein sarA được chọn làm mục tiêu vì nó kích hoạt operon icaADBC, chịu trách nhiệm cho sự hình thành màng sinh học. Các công cụ như LigandScout và SwissDock được sử dụng để tạo mô hình pharmacophore và thực hiện docking phân tử.
II. Thiết kế in silico dược phẩm
Thiết kế in silico là một phương pháp hiện đại, sử dụng máy tính để mô phỏng và dự đoán các tương tác phân tử, giúp giảm thiểu thời gian và chi phí nghiên cứu. Trong luận văn thạc sĩ này, phương pháp thiết kế in silico được áp dụng để tìm kiếm các hợp chất có khả năng ức chế màng sinh học của Staphylococcus aureus. Các bước chính bao gồm mô hình hóa cấu trúc protein, sàng lọc ảo các phối tử, và đánh giá hiệu quả của các hợp chất tiềm năng.
2.1. Mô hình hóa protein mục tiêu
Protein sarA được chọn làm mục tiêu vì vai trò của nó trong việc kích hoạt sự hình thành màng sinh học. Cấu trúc 3D của protein được mô hình hóa từ cơ sở dữ liệu Protein Data Bank. Các công cụ như LigandScout được sử dụng để tạo mô hình pharmacophore, giúp xác định các đặc điểm cấu trúc cần thiết cho việc ức chế protein mục tiêu.
2.2. Sàng lọc ảo và docking phân tử
Sau khi mô hình hóa protein, nghiên cứu tiến hành sàng lọc ảo để tìm kiếm các phối tử phù hợp. Chương trình ZincPharmer được sử dụng để sàng lọc 151 phân tử dựa trên mô hình pharmacophore. Tiếp theo, 29 phân tử được chọn để thực hiện docking phân tử trên nền tảng SwissDock. Kết quả docking cho thấy các phân tử này có năng lượng liên kết tự do âm, cho thấy tiềm năng ức chế protein sarA.
III. Ứng dụng và kết quả nghiên cứu
Nghiên cứu đã đạt được những kết quả đáng kể trong việc thiết kế in silico các dược phẩm có khả năng ức chế màng sinh học của Staphylococcus aureus. Các hợp chất tiềm năng được thử nghiệm in vitro cho thấy hiệu quả ức chế màng sinh học mà không ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của vi khuẩn. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các loại thuốc kháng sinh hiệu quả.
3.1. Thử nghiệm in vitro
Năm phân tử được chọn để thử nghiệm in vitro, trong đó ba phân tử (Acetic Acid, Acetaminophen, và Acetylsalicylic Acid) cho kết quả dương tính. Acetic Acid và Acetylsalicylic Acid ức chế 100% sự hình thành màng sinh học ở nồng độ 5000 µg/ml, trong khi Acetaminophen đạt hiệu quả tương tự ở nồng độ 10000 µg/ml. Các phân tử này không ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của vi khuẩn, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong điều trị.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu này chứng minh rằng thiết kế in silico có thể là một công cụ hiệu quả trong việc phát triển các dược phẩm mới. Các hợp chất được phát hiện có thể được sử dụng như chất ức chế màng sinh học, đặc biệt trong điều trị các bệnh nhiễm trùng do Staphylococcus aureus gây ra. Ngoài ra, nhóm thuốc kháng viêm không steroid (NSAID) có thể là một thư viện hữu ích cho việc tìm kiếm các phân tử chống màng sinh học trong tương lai.
