Xây Dựng Mô Hình Phân Loại và Dự Đoán Chất Ức Chế Bơm Ngược P-Glycoprotein

Nghiên cứu mô hình phân loại và dự đoán chất ức chế bơm pglycoprotein nora, ứng dụng sàng lọc chalcon ức chế Staphylococcus aureus.

• Tác giả: Ngô Triều Dủ
• Người hướng dẫn: TS. Thái Khắc Minh
• Trường học: Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa Dược
• Đề tài: Mô Hình Dự Đoán Chất Ức Chế Bơm Ngược P-Glycoprotein và Ứng Dụng Sàng Lọc Chalcon
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: Tổng quan về các bơm ngược nghiên cứu
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về Mô Hình Dự Đoán Chất Ức Chế P Glycoprotein

Mô hình dự đoán chất ức chế bơm ngược P-glycoprotein (P-gp) đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các liệu pháp điều trị hiệu quả cho bệnh nhân ung thư và nhiễm trùng. P-gp là một protein màng có khả năng bài xuất thuốc ra khỏi tế bào, dẫn đến sự giảm hiệu quả của các liệu pháp hóa trị. Việc xây dựng mô hình dự đoán giúp xác định các chất ức chế tiềm năng, từ đó cải thiện khả năng điều trị và giảm thiểu tình trạng đề kháng thuốc.

1.1. P Glycoprotein và Vai Trò của Nó trong Đề Kháng Thuốc

P-glycoprotein (P-gp) là một trong những protein quan trọng nhất trong việc điều hòa sự hấp thu và thải trừ thuốc. Nó có khả năng làm giảm nồng độ thuốc trong tế bào, dẫn đến tình trạng đề kháng đa thuốc (MDR). Nghiên cứu cho thấy P-gp có thể ảnh hưởng đến dược động học của nhiều loại thuốc, từ đó làm giảm hiệu quả điều trị.

1.2. Các Phương Pháp Xây Dựng Mô Hình Dự Đoán

Các phương pháp xây dựng mô hình dự đoán chất ức chế P-gp bao gồm thiết kế dựa trên cấu trúc và dựa trên phối tử. Những phương pháp này giúp xác định các đặc tính lý hóa cần thiết để phát triển các chất ức chế hiệu quả, từ đó hỗ trợ trong việc tìm kiếm các ứng viên mới cho điều trị.

II. Thách Thức trong Nghiên Cứu Chất Ức Chế Bơm Ngược

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về chất ức chế bơm ngược P-gp, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc phát triển các liệu pháp hiệu quả. Các chất ức chế hiện tại thường gặp phải vấn đề về tính an toàn, độc tính và khả năng tương tác với các thuốc khác. Điều này làm cho việc tìm kiếm các chất ức chế mới trở nên cấp thiết.

2.1. Vấn Đề Tính An Toàn và Độc Tính của Chất Ức Chế

Nhiều chất ức chế P-gp hiện tại có thể gây ra tác dụng phụ nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe bệnh nhân. Việc phát triển các chất ức chế mới với tính an toàn cao hơn là một thách thức lớn trong nghiên cứu.

2.2. Khó Khăn trong Việc Tìm Kiếm Chất Ức Chế Mới

Việc tìm kiếm các chất ức chế mới cho P-gp gặp khó khăn do tính đa dạng của các chất nền và sự phức tạp trong cơ chế hoạt động của P-gp. Nghiên cứu cần phải sử dụng các công nghệ tiên tiến để phát hiện và phát triển các chất ức chế hiệu quả.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Mô Hình Dự Đoán Chất Ức Chế

Phương pháp nghiên cứu mô hình dự đoán chất ức chế bơm ngược P-gp bao gồm việc sử dụng các thuật toán học máy và các công cụ mô phỏng in silico. Những phương pháp này giúp tối ưu hóa quá trình phát hiện và phát triển các chất ức chế mới.

3.1. Sử Dụng Thuật Toán Học Máy trong Dự Đoán

Các thuật toán học máy như Random Forest và Support Vector Machine được áp dụng để phân loại và dự đoán hoạt tính của các chất ức chế P-gp. Những mô hình này giúp cải thiện độ chính xác trong việc xác định các ứng viên tiềm năng.

3.2. Mô Phỏng In Silico và Đánh Giá Tương Tác

Mô phỏng in silico cho phép nghiên cứu các tương tác giữa chất ức chế và P-gp, từ đó xác định các đặc tính cần thiết cho hoạt tính ức chế. Phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình phát triển thuốc.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Mô Hình Dự Đoán

Mô hình dự đoán chất ức chế P-gp không chỉ giúp phát hiện các chất ức chế mới mà còn có thể ứng dụng trong việc sàng lọc các hợp chất có khả năng ức chế bơm ngược NorA. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn kháng thuốc.

4.1. Sàng Lọc Chalcon Có Khả Năng Ức Chế

Chalcon là một nhóm hợp chất có tiềm năng trong việc ức chế P-gp và NorA. Việc sàng lọc các chalcon này giúp tìm ra những ứng viên có khả năng điều trị hiệu quả các bệnh nhiễm trùng kháng thuốc.

4.2. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tế

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số chalcon có khả năng ức chế P-gp và NorA, từ đó cải thiện hiệu quả điều trị. Những kết quả này mở ra cơ hội cho việc phát triển các liệu pháp mới trong điều trị bệnh.

V. Kết Luận và Tương Lai của Nghiên Cứu

Mô hình dự đoán chất ức chế bơm ngược P-gp và NorA là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu dược phẩm. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều tiến bộ trong việc phát triển các liệu pháp điều trị hiệu quả hơn cho bệnh nhân.

5.1. Tương Lai của Mô Hình Dự Đoán

Nghiên cứu sẽ tiếp tục mở rộng để phát triển các mô hình dự đoán chính xác hơn, từ đó tìm ra nhiều chất ức chế mới có tiềm năng trong điều trị.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các chất ức chế đã được phát hiện, đồng thời đánh giá tính an toàn và hiệu quả của chúng trong các thử nghiệm lâm sàng.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Hiện tượng đề kháng đa thuốc (Multidrug Resistance - MDR) là rào cản nghiêm trọng đe dọa trực tiếp đến hiệu quả hóa trị liệu ung thư và điều trị nhiễm khuẩn toàn cầu. Cơ chế nền tảng của MDR gắn liền với hoạt động của các bơm tống xuất (efflux pumps) xuyên màng. Trong số đó, P-glycoprotein (P-gp/ABCB1) thuộc liên họ ATP-Binding Cassette (ABC) ở tế bào có nhân điển hình và NorA thuộc liên họ Major Facilitator Superfamily (MFS) ở vi khuẩn Gram dương Staphylococcus aureus là hai hệ thống vận chuyển chủ động được nghiên cứu nhiều nhất. Như luận án đã nêu rõ: "Bằng cách bài xuất nhiều loại hợp chất đa dạng về cấu trúc ra khỏi tế bào, các protein màng làm cho sự tích lũy nội bào của thuốc giảm xuống thấp dưới nồng độ có tác dụng và vì vậy giúp cho các tác nhân gây bệnh giảm sự nhạy cảm với thuốc". P-gp vừa là mục tiêu lâm sàng trong đảo ngược kháng ung thư, vừa là protein phi mục tiêu (antitarget) ảnh hưởng đến hồ sơ dược động học và độc tính (ADMET) của nhiều nhóm dược chất. Trong khi đó, NorA chịu trách nhiệm chính cho sự tống xuất các kháng sinh fluoroquinolon (điển hình là ciprofloxacin), làm gia tăng tỷ lệ thất bại điều trị các chủng tụ cầu vàng đề kháng methicillin (MRSA).

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) cốt lõi xuất phát từ thực tế: sau hơn ba thập kỷ phát triển qua ba thế hệ chất ức chế P-gp (từ verapamil, cyclosporin A thế hệ I; valspodar, dexverapamil thế hệ II; đến tariquidar, elacridar thế hệ III), vẫn chưa có chất ức chế bơm ngược phân tử nhỏ (Small Molecule Inhibitor - SMI) nào được cấp phép lưu hành lâm sàng do độc tính cao, tính đặc hiệu kém hoặc tương tác dược động qua enzym cytochrom P450 3A4 (CYP3A4). Đối với NorA, cũng chưa có chất ức chế chuyên biệt nào vượt qua được các thử nghiệm lâm sàng. Mặt khác, các mô hình học máy và QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationship) công bố trước đây (Ecker và cộng sự, 2012; Hou và cộng sự, 2012) bộc lộ hạn chế lớn về khả năng ngoại suy do được huấn luyện trên tập dữ liệu hẹp, thiếu tính đồng nhất sinh học và chỉ dựa trên các thuật toán đơn lẻ.

Luận án của nghiên cứu sinh Ngô Triều Dủ (chuyên ngành Hóa dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh) xác định 4 câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học:

1. H1: Liệu việc tích hợp tập dữ liệu hóa học lớn (2.134 chất phân loại, 499 chất dự đoán $IC_{50}$) kết hợp mô hình học máy kết hợp (Ensemble learning) có khắc phục được hiện tượng học quá (overfitting) và mở rộng phạm vi áp dụng (Applicability Domain - AD) hay không?
2. H2: Sự hỗn tạp phối tử (ligand promiscuity) giữa P-gp và NorA có thể được giải mã trực quan thông qua các kỹ thuật đo lường đa hướng (MDS) và phân tích tương hợp (CA) để xác định các đặc trưng cấu trúc phân biệt hay không?
3. H3: Các giả thuyết pharmacophore 3D và mô hình tương đồng (homology modeling) kết hợp docking phân tử có thể định hướng chính xác các dẫn xuất chalcon có tiềm lực ức chế chọn lọc NorA hoặc ức chế kép P-gp/NorA hay không?
4. H4: Các chalcon nội bộ được sàng lọc in silico có khả năng khôi phục hoạt tính kháng khuẩn của ciprofloxacin trên chủng vi khuẩn chuẩn S. aureus SA-1199B (biểu lộ quá mức NorA) và các chủng phân lập lâm sàng in vitro hay không?

Nghiên cứu được xây dựng trên khung lý thuyết vững chắc: Thuyết vận chuyển tích cực qua màng (ATP-Binding Cassette Transport Theory của Higgins, 1992; Dano, 1973), Thuyết lực động lực học proton (Proton Motive Force Chemiosmotic Coupling Theory của Mitchell, 1961) và Mô hình định lượng cấu trúc - tác dụng (QSAR Paradigm của Hansch, 1964; Tropsha, 2010). Quy mô nghiên cứu bao quát 2.134 hợp chất phân loại P-gp, 499 chất dự đoán $pIC_{50}$, 54 chất lập bản đồ nhận thức P-gp/NorA, 6.874 phân tử Ngân hàng Thuốc (DrugBank), 95 chalcon tổng hợp nội bộ và kiểm chứng in vitro trên các chủng S. aureus SA-1199, SA-1199B cùng các chủng lâm sàng kháng ciprofloxacin.

---

Literature Review và Positioning

Các công trình nghiên cứu về chất ức chế bơm ngược trong bốn thập kỷ qua hình thành hai nhánh lý thuyết và thực nghiệm rõ rệt:

Nhánh thứ nhất tập trung vào việc tổng hợp và sàng lọc các chất ức chế phân tử nhỏ tổng hợp hóa học. Nhóm nghiên cứu của Carosati và cộng sự (2012) cùng Ambudkar và cộng sự (2012) làm sáng tỏ các vị trí gắn kết đa dạng trong túi gắn kết lớn thể tích khoảng 6.000 $\text{Å}^3$ của P-gp, chỉ ra cơ chế tương tác kỵ nước và liên kết hydro chi phối hoạt tính. Tuy nhiên, các phân tử thế hệ I và II (như verapamil, PSC 833) vấp phải tranh luận gay gắt do gây độc tim, ức chế miễn dịch hoặc thay đổi dược động học không dự đoán được của các thuốc hóa trị qua con đường CYP3A4. Các chất thế hệ III (tariquidar, elacridar) dù tăng hoạt tính lên gấp 10 lần nhưng thử nghiệm pha III trên ung thư biểu mô phổi vẫn bị đình trệ do độc tính bất lợi.

Nhánh thứ hai chuyển hướng sang các sản phẩm tự nhiên và hợp chất bắt chước tự nhiên (khung flavonoid, chalcon, alkaloid), xem đây là thế hệ thứ tư tiềm năng với ưu điểm an toàn, độc tính tế bào thấp và cho tác dụng kép (ức chế P-gp và kháng u). Holler và cộng sự (2012) công bố 5 dẫn xuất chalcon ức chế NorA từ 117 chất thử nghiệm, trong đó 2 dẫn xuất $N,N\text{-dimethylaminoethoxyphenyl}$ cho hoạt tính tương đương reserpin. Tiếp đó, Ecker và cộng sự (2014) tổng hợp loạt dẫn xuất chalcon mới và xác định các nhóm thế thiết yếu đối với P-gp thông qua mô hình 2D/3D-QSAR. Gần đây hơn, Barreca, Sabatini và cộng sự (2017) kết hợp sàng lọc ảo pharmacophore trên thư viện thuốc được phê duyệt từ Selleck và Prestwick, xác định ba thuốc dasatinib, gefitinib và nicardipin có khả năng khôi phục hoạt tính ciprofloxacin trên chủng S. aureus biểu lộ quá mức NorA.

Về mặt định vị khoa học, luận án của Ngô Triều Dủ đã giải quyết triệt để các xung đột dữ liệu từ các công trình quốc tế đi trước:

• So với mô hình phân loại của Hou và cộng sự (2012) (sử dụng 1.273 chất) và Ecker và cộng sự (2012) (sử dụng 1.935 chất), luận án đã thực hiện chuẩn hóa và làm sạch cấu trúc, loại bỏ 1.048 chất trùng lặp, xử lý 26 cấu trúc sai lệch/mâu thuẫn thực nghiệm để thiết lập tập dữ liệu đồng nhất lớn nhất gồm 2.134 chất.
• So với các nghiên cứu QSAR đơn biến truyền thống, luận án phát triển mô hình kết hợp (Ensemble model) đa thuật toán trong Clementine 12.0, đồng thời áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kiểm chứng ngoại nghiêm ngặt của Roy và cộng sự (2015) kết hợp kiểm định phạm vi ứng dụng (Applicability Domain), khắc phục hoàn toàn tình trạng sai số dự đoán ngẫu nhiên.

---

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án đóng góp quan trọng vào Lý thuyết Tương tác Phối tử - Thụ thể (Ligand-Receptor Interaction Theory) và mở rộng Mô hình Dược lý mạng (Network Pharmacology) đối với các protein màng vận chuyển đa thuốc:

1. Xác lập ranh giới nhận diện phối tử (Ligand promiscuity boundary): Bằng cách phân tích không gian hóa lý của 54 hợp chất trên cả P-gp và NorA, nghiên cứu chứng minh rằng mặc dù hai protein thuộc hai liên họ khác biệt (ABC sử dụng ATP và MFS sử dụng gradient proton), chúng chia sẻ sự tương đồng về chất nền do sở hữu các khoang gắn kết giàu acid amin kỵ nước và thơm.
2. Khung giả thuyết Pharmacophore phân biệt: Luận án đề xuất mô hình pharmacophore cho chất ức chế P-gp mạnh gồm 3 điểm kỵ nước (Hydrophobic - F1, F2, F3), 1 điểm nhận liên kết hydro (Hydrogen Bond Acceptor - F4) và giới hạn thể tích (Volume Exclusion - V); đối lập với mô hình pharmacophore ức chế chọn lọc NorA (không ức chế P-gp) gồm 2 tâm thơm/vòng $\pi$ (F1, F2), 1 tâm kỵ nước (F3), 1 tâm cho liên kết hydro (Hydrogen Bond Donor - F4) và các vùng giới hạn thể tích. Phát hiện này giải thích rõ cơ chế chọn lọc cấu trúc ở mức độ phân tử.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của đề tài tích hợp ba trụ cột phương pháp luận hiện đại:

• Tích hợp liên hoàn Hóa tin học (Chemoinformatics): Kết hợp các thông số 2D MOE (184 thông số), PaDEL-Descriptor (1.444 thông số 1D/2D, 166 MACCS fingerprints, 881 PubChem fingerprints, 307 Substructure fingerprints) với kỹ thuật giảm chiều dữ liệu BestFirst, lọc di truyền (Genetic Algorithm) trong RapidMiner 5.3 và Weka 3.9.
• Bản đồ nhận thức không gian MDS ALSCAL và Phân tích tương hợp CA: Sử dụng phần mềm SPSS 20 để định vị trực quan các vector thông số mô tả (như BCUT_PEOE_2, BalabanJ, Q_VSA_FNEG, ATSC2m, MATS4s, MDEO-22) tương ứng với 4 lớp hoạt tính: chất ức chế chỉ P-gp (P), chỉ NorA (A), ức chế kép (D) và không ức chế (N).
• Thiết lập điều kiện biên áp dụng (Applicability Domain): Áp dụng phương pháp chuẩn hóa của Roy và cộng sự: "đáp ứng và không gian cấu trúc hóa học trong đó mô hình QSAR thực hiện dự đoán với một độ tin cậy nhất định", kiểm soát chặt chẽ giá trị $S_{i(k)} \le 3$ để loại bỏ các chất ngoại lai (outliers).

---

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu quán triệt quan điểm thực chứng (Positivism) kết hợp kiểm chứng đa tầng (Triangulation Design) giữa mô phỏng tính toán in silico và thực nghiệm sinh học in vitro. Thiết kế nghiên cứu đa cấp độ (multi-level design) vận hành theo quy trình tuyến tính nhưng có phản hồi kiểm chứng chặt chẽ:

Quy trình nghiên cứu rigorous

1. Giao thức thu thập và làm sạch dữ liệu: Hợp nhất 1.935 chất (Ecker) và 1.273 chất (Hou), loại bỏ 1.048 cấu trúc trùng bằng MOE 2008.10. Kiểm tra chéo cấu trúc 2D trên ChemSpider, loại bỏ 26 chất sai lệch/mâu thuẫn, xác lập tập dữ liệu chuẩn 2.134 chất (1.328 chất ức chế, 806 chất không ức chế).
2. Chiến lược phân chia tập mẫu: Tỷ lệ phân chia 4:1 (tập phân loại) và 3:1 (tập liên tục) sử dụng thuật toán ngẫu nhiên (Rand) và tập con đa dạng (Diverse Subset) trong MOE để bảo đảm độ bao phủ không gian hóa học.
3. Mô hình hóa tương đồng và kiểm tra chất lượng cấu trúc: Trình tự 1.280 acid amin của P-gp được xử lý qua server I-TASSER. Đánh giá chất lượng hóa lập thể qua PROCHECK trên PDBsum, xác nhận trên 90% acid amin nằm trong vùng được ưa thích nhất $[A,B,L]$ của đồ thị Ramachandran.
4. Quy trình vi pha loãng in vitro: Phương pháp vi pha loãng trong môi trường lỏng (Broth Microdilution) theo chuẩn CLSI/EUCAST trên đĩa 96 giếng, môi trường Mueller-Hinton Broth (MHB), khảo sát các nồng độ chalcon 20, 50, 100 $\mu\text{g/mL}$ phối hợp với ciprofloxacin pha loãng bậc hai (từ 0,125 đến 256 $\mu\text{g/mL}$). Sử dụng chất ức chế đối chứng PaβN ở nồng độ 20 $\mu\text{g/mL}$.

Data và phân tích

Các thuật toán học máy được triển khai trong SPSS Clementine 12.0 bao gồm:

• Hạch Binary Classifier (10 thuật toán): Neural Network (lan truyền ngược back-propagation, 24 nơron đầu vào, 1 lớp ẩn, 250 chu kỳ), C5.0 (độ sâu 11), C&R Tree, QUEST, CHAID, Logistic Regression, Decision List, Bayesian Network (Tree Augmented Naive - TAN Bayes), Discriminant Analysis, Support Vector Machine (SVM kernel RBF, $C=10$, $\gamma=0,1$).
• Hạch Numeric Predictor (6 thuật toán): Neural Network (34 nơron đầu vào), C&R Tree, CHAID, Regression, Generalized Linear Model, SVM hồi quy.
• Tiêu chí đánh giá thống kê nghiêm ngặt: Đánh giá chéo 10 lần (10-fold cross-validation), ngẫu nhiên hóa biến phụ thuộc 10 lần ($y\text{-randomization}$), tính toán các thông số chất lượng nội và ngoại: $R^2 \ge 0,7$; $Q^2_{\text{LOO}} \ge 0,6$; $|R^2 - Q^2_{\text{LOO}}| \le 0,1$; $R^2_p > 0,5$; $Q^2_{F1}, Q^2_{F2}, Q^2_{F3} \ge 0,7$; $\overline{r_m^2} \ge 0,65$; $\Delta r_m^2 < 0,2$; $CCC \ge 0,85$; cùng các ngưỡng sai số tuyệt đối trung bình theo Roy ($MAE \le 0,1 \times \text{range}$).

---

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Nghiên cứu ghi nhận 5 phát hiện mang tính đột phá:

1. Hiệu năng vượt trội của mô hình học máy kết hợp (Ensemble Model): Mô hình kết hợp trong Clementine đạt độ đúng tổng thể 86,4% trên tập đánh giá ngoại 22 chalcon độc lập, vượt trội hơn tất cả 10 mô hình học máy đơn lẻ (C5.0 đạt 81,8%, SVM đạt 77,3%, Neural Network đạt 72,7%). Trên tập dữ liệu liên tục 499 chất, mô hình kết hợp đạt $R^2 = 0,812$, $Q^2_{\text{LOO}} = 0,784$, $R^2_p = 0,735$ và $CCC = 0,882$ trên tập đánh giá ngoại 99 chất, thỏa mãn hoàn toàn các tiêu chí MAE của Roy.

2. Khám phá bản chất không gian hóa lý phân biệt giữa P-gp và NorA: Phân tích MDS ALSCAL (với chỉ số S-STRESS = 0,082) và CA chứng minh các chất ức chế NorA chọn lọc có xu hướng sở hữu khối lượng phân tử nhỏ hơn, diện tích bề mặt phân cực (TPSA) thấp hơn và số lượng nhóm cho liên kết hydro giới hạn so với các chất ức chế P-gp mạnh vốn đòi hỏi độ cồng kềnh phân tử và tính kỵ nước cao hơn.

3. Thiết lập định nghĩa Pharmacophore chuẩn xác: Luận án định nghĩa: "một pharmacophore bao gồm một tập hợp các yếu tố chung (các nhóm cho/nhận liên kết hydro, các vùng phân cực/kỵ nước) được tìm thấy ở một nhóm các hợp chất có thể tương tác bổ trợ với một tập hợp các yếu tố tương ứng ở vị trí gắn kết của mục tiêu sinh học". Giả thuyết pharmacophore ức chế chọn lọc NorA gồm 4 điểm tương tác (2 vòng thơm $\pi$, 1 tâm kỵ nước, 1 tâm cho liên kết hydro) đã sàng lọc thành công các chalcon chuyên biệt.

Mã hợp chất	Dự đoán P-gp (pIC50 / Điểm Docking)	Dự đoán NorA (Mô hình D / Docking)	MIC Ciprofloxacin ($\mu\text{g/mL}$) SA-1199B	MIC khi phối hợp Chalcon 50 $\mu\text{g/mL}$	Reversal Fold (RF)
F58	7,12 / -28,4 kcal/mol	Hit / Vị trí trung tâm	16	4	4 lần
F59	7,05 / -27,1 kcal/mol	Hit / Vị trí trung tâm	16	4	4 lần
F88	< 5,0 / Không tương thích	Hit / Khoang Walker B	16	2	8 lần
F89	7,45 / -29,8 kcal/mol	Hit / Trung tâm & Walker B	16	2	8 lần
F90	7,60 / -31,2 kcal/mol	Hit / Trung tâm & Walker B	16	1	16 lần
F91	7,38 / -30,5 kcal/mol	Hit / Trung tâm & Walker B	16	2	8 lần
PaβN (ĐC)	-- / --	Đối chứng chuẩn	16	2	8 lần

4. Khám phá các dẫn xuất Chalcon "Hit" có hoạt tính ức chế NorA đột phá: Bốn hợp chất F88, F89, F90, F91 biểu lộ hoạt tính ức chế bơm NorA vượt bậc in vitro trên chủng đột biến S. aureus SA-1199B. Đặc biệt, hợp chất F90 ở nồng độ 50 $\mu\text{g/mL}$ làm giảm MIC của ciprofloxacin từ 16 $\mu\text{g/mL}$ xuống 1 $\mu\text{g/mL}$ (hệ số đảo ngược Reversal Fold - $\text{RF} = 16\text{ lần}$), mạnh gấp 2 lần chất ức chế chuẩn quốc tế PaβN ($\text{RF} = 8\text{ lần}$).

5. Hiệu quả trên các chủng tụ cầu vàng lâm sàng đa kháng: Thử nghiệm trên các chủng S. aureus phân lập lâm sàng tại Việt Nam khẳng định các chalcon F89, F90 khôi phục hoàn toàn tính nhạy cảm của vi khuẩn đối với ciprofloxacin, chứng minh cơ chế ức chế bơm tống xuất diễn ra nhất quán trên các chủng đột biến tự nhiên.

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Cung cấp bằng chứng thực nghiệm và cấu trúc chi tiết về sự tương đồng lẫn khác biệt trong nhận diện cơ chất giữa protein ABC của động vật có vú và protein MFS của vi khuẩn, mở ra hướng thiết kế phối tử kép hoặc phân tử đơn đích có độ chọn lọc cao.
• Về mặt phương pháp luận: Chuỗi công cụ in silico tích hợp (Clementine Ensemble + PaDEL + RapidMiner + I-TASSER + FlexX + XternalValidationPlus) thiết lập một quy trình chuẩn có thể chuyển giao cho việc sàng lọc ảo các đích protein màng phức tạp khác (như MexAB-OprM ở Pseudomonas aeruginosa hay AcrAB-TolC ở E. coli).
• Về mặt thực tiễn và chính sách: Phát hiện các phân tử chalcon F89, F90 mở ra tiềm năng thương mại hóa các tá dược hiệp đồng kháng sinh (antibiotic adjuvants/potentiators), giúp cứu vãn các kháng sinh fluoroquinolon phổ rộng đang bị đề kháng, giảm chi phí điều trị nhiễm trùng bệnh viện và hạ thấp gánh nặng kháng kháng sinh quốc gia.

---

Limitations và Future Research

Nghiên cứu duy trì góc nhìn phản biện học thuật thông qua việc thừa nhận 4 hạn chế:

1. Thiếu cấu trúc tinh thể tia X độ phân giải cao của NorA bản địa: Mô hình tương đồng 3D của NorA phải xây dựng dựa trên các protein khuôn mẫu liên quan họ MFS (như LacY, EmrD của E. coli), do đó vị trí gắn kết phối tử và cấu hình động học xuyên màng có thể tồn tại dung sai nhất định so với cấu trúc thực nghiệm in vivo.
2. Dữ liệu hoạt tính P-gp từ nhiều nguồn thử nghiệm: Mặc dù tập dữ liệu liên tục 499 chất đều dựa trên thử nghiệm tống xuất daunorubicin trên dòng tế bào CCRF vcr1000, sự biến thiên nhỏ giữa các lô tế bào và phòng thí nghiệm (từ PubChem BioAssay AID 281137, 781331 và ChEMBL) có thể tạo ra nhiễu nền thống kê.
3. Số lượng mẫu thử nghiệm in vitro giới hạn: Do điều kiện tổng hợp hóa học, chỉ có tập con các chalcon nội bộ tiềm năng nhất được thử nghiệm hoạt tính sinh học ở quy mô phòng thí nghiệm; chưa thể mở rộng khảo sát in vitro cho toàn bộ 6.874 chất thuộc DrugBank.
4. Chưa có dữ liệu động học in vivo và thử nghiệm độc tính mạn: Hoạt tính hiệp đồng mới dừng lại ở mức độ tế bào vi khuẩn in vitro (MIC), cần tiếp tục đánh giá độc tính tế bào trên người (Cytotoxicity trên dòng tế bào lành) và thử nghiệm dược động học trên mô hình động vật.

Chương trình nghiên cứu tiếp nối đề xuất 4 định hướng:

• Triển khai mô phỏng động lực học phân tử (Molecular Dynamics Simulation - 100 ns đến 500 ns) để đánh giá độ ổn định của phức hợp Chalcon - NorA/P-gp trong môi trường màng lipid kép mô phỏng.
• Tối ưu hóa hóa học (Lead Optimization) trên khung cấu trúc F90 nhằm nâng cao độ tan trong nước và tăng hoạt tính ức chế ở nồng độ dưới 5 $\mu\text{g/mL}$.
• Đánh giá khả năng ức chế hình thành màng sinh học (Biofilm) và sự tích lũy nội bào của ethidium bromid bằng phương pháp huỳnh quang thời gian thực (Real-time fluorometry).
• Khảo sát tiền lâm sàng in vivo trên mô hình chuột nhiễm trùng huyết hoặc viêm màng trong tim do MRSA.

---

Tác động và ảnh hưởng

• Tác động học thuật: Luận án công bố nhiều bài báo khoa học trên các tạp chí Hóa Dược và Tin sinh học uy tín. Hệ thống dữ liệu làm sạch gồm 2.134 chất và 499 chất pIC50 cung cấp chuẩn đối sánh (benchmark dataset) có giá trị trích dẫn cao cho cộng đồng nghiên cứu QSAR và CADD quốc tế.
• Đổi mới công nghiệp dược: Cung cấp các phân tử dẫn đường (lead compounds) thuộc nhóm chalcon cho các công ty dược phẩm trong và ngoài nước nhằm phát triển các phác đồ phối hợp mới giữa chất ức chế bơm và kháng sinh cũ, rút ngắn thời gian và chi phí R&D thuốc mới.
• Ảnh hưởng chính sách y tế: Cung cấp cơ sở khoa học cho Bộ Y Tế và các tổ chức kiểm soát nhiễm khuẩn trong việc đánh giá cơ chế đề kháng qua bơm tống xuất, định hướng chiến lược sử dụng kháng sinh hợp lý nhằm ngăn chặn sự lây lan của các chủng MRSA đa kháng.
• Ý nghĩa xã hội: Góp phần giảm thiểu tỷ lệ tử vong do thất bại kháng sinh, hạn chế việc phải sử dụng các kháng sinh dự trữ đắt tiền và độc tính cao như colistin hay vancomycin.

---

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và Giảng viên ngành Hóa Dược / Tin sinh học: Tiếp cận giao thức sàng lọc ảo tích hợp hoàn chỉnh từ lựa chọn thông số mô tả, xây dựng Ensemble model, đánh giá AD đến Homology modeling và Molecular docking.
• Các nhà khoa học phát triển thuốc (Medicinal Chemists): Khai thác các quy tắc SAR và mô hình pharmacophore 3D để thiết kế các dẫn xuất flavonoid/chalcon thế hệ mới có hoạt tính chọn lọc hoặc tác dụng kép.
• Bộ phận R&D của các doanh nghiệp Dược phẩm: Ứng dụng mô hình dự đoán để sàng lọc sơ bộ độc tính/tính chất ADMET liên quan đến P-gp của các hoạt chất mới trong giai đoạn sớm, tiết kiệm hàng triệu USD chi phí thử nghiệm thực tế.
• Bác sĩ lâm sàng và Chuyên gia Vi sinh y học: Nắm bắt sâu sắc cơ chế tống xuất kháng sinh của tụ cầu vàng và cơ sở phối hợp thuốc để tối ưu hóa phác đồ điều trị nhiễm khuẩn kháng thuốc.

---

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng lý thuyết nào? Trả lời: Đóng góp độc đáo nhất là việc xác lập ranh giới nhận diện phân tử giữa hai liên họ protein màng ABC (P-gp) và MFS (NorA) thông qua phân tích không gian hóa lý đa chiều (MDS/CA). Nghiên cứu mở rộng Lý thuyết Tương tác Phối tử - Thụ thể bằng việc chứng minh rằng tính chọn lọc ức chế NorA không đòi hỏi độ cồng kềnh phân tử cao mà phụ thuộc chặt chẽ vào cấu trúc nối đôi liên hợp phẳng mang 2 tâm vòng thơm $\pi$ và 1 tâm cho liên kết hydro, giải thích tại sao khung chalcon có thể ức chế NorA hiệu quả mà không kích hoạt tương tác bất lợi với P-gp.

2. Điểm cải tiến phương pháp luận so với các nghiên cứu quốc tế trước đây là gì? Trả lời: So với công trình của Hou và cộng sự (2012) và Ecker và cộng sự (2012, 2014), luận án áp dụng kỹ thuật kết hợp (Ensemble learning) gộp 10 bộ phân loại và 6 mô hình hồi quy trong Clementine 12.0, kết hợp quy trình chuẩn hóa phạm vi ứng dụng (Standardization Approach AD của Roy và cộng sự, 2015). Cách tiếp cận này loại bỏ hoàn toàn các dự đoán ngoại lai và nâng độ đúng dự đoán ngoại trên tập chalcon độc lập lên 86,4%, vượt trội hơn hẳn các mô hình đơn lẻ trước đó vốn có độ đúng dao động dưới 80%.

3. Phát hiện bất ngờ nhất từ dữ liệu thực nghiệm là gì? Trả lời: Phát hiện bất ngờ nhất là hợp chất F90 ở nồng độ 50 $\mu\text{g/mL}$ có khả năng làm giảm MIC của ciprofloxacin trên chủng S. aureus SA-1199B tới 16 lần (từ 16 $\mu\text{g/mL}$ xuống 1 $\mu\text{g/mL}$), đưa nồng độ ức chế của kháng sinh về ngang mức chủng hoang dại nhạy cảm (SA-1199). Hoạt tính đảo ngược đề kháng này mạnh gấp 2 lần chất ức chế chuẩn quốc tế PaβN ($\text{RF} = 8$), dù F90 là một dẫn xuất chalcon tổng hợp đơn giản, không chứa cấu trúc peptid độc hại.

4. Nghiên cứu có cung cấp giao thức tái lập (Replication Protocol) hoàn chỉnh không? Trả lời: Luận án cung cấp giao thức chi tiết ở mức độ cao: từ quy trình tính toán 1.444 thông số PaDEL, các bước lọc biến bằng RapidMiner và Weka, các thiết lập tham số thuật toán học máy trong Clementine (độ sâu cây, hàm kernel RBF SVM $C=10, \gamma=0,1$, cấu trúc nơron), thông số mô hình hóa I-TASSER/PROCHECK, đến quy trình vi pha loãng 96 giếng in vitro trên môi trường MHB với các bước pha mẫu, thể tích giếng và đối chứng dung môi DMSO chuẩn hóa.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm được phác thảo như thế nào? Trả lời: Lộ trình 10 năm bao gồm: (i) Giai đoạn 1-3 năm: Tối ưu hóa cấu trúc dẫn xuất F89, F90, tổng hợp hóa học các đồng đẳng hòa tan trong nước và mô phỏng động lực học phân tử màng; (ii) Giai đoạn 4-6 năm: Đánh giá độc tính tế bào, thử nghiệm in vitro trên bộ sưu tập 500 chủng MRSA lâm sàng và đánh giá ức chế màng sinh học; (iii) Giai đoạn 7-10 năm: Đánh giá dược động học/dược lực học (PK/PD) in vivo trên mô hình động vật nhiễm khuẩn huyết và hoàn thiện hồ sơ thử nghiệm tiền lâm sàng cho tá dược phối hợp kháng sinh.

---

Kết luận

1. Xây dựng thành công cơ sở dữ liệu làm sạch lớn nhất về chất ức chế P-gp gồm 2.134 chất phân loại và 499 chất dự đoán liên tục $pIC_{50}$, giải quyết triệt để các mâu thuẫn dữ liệu từ các nghiên cứu quốc tế trước đây.
2. Phát triển hệ thống mô hình học máy kết hợp (Ensemble models) đạt hiệu năng dự đoán vượt bậc (độ đúng ngoại 86,4%, $R^2 = 0,812, CCC = 0,882$), thỏa mãn các tiêu chuẩn thống kê khắt khe của Tropsha và Roy.
3. Giải mã thành công bản đồ nhận thức không gian hóa lý (MDS/CA) và thiết lập mô hình pharmacophore 3D chuyên biệt phân biệt giữa ức chế P-gp mạnh và ức chế chọn lọc NorA.
4. Xây dựng và kiểm định thành công mô hình cấu trúc 3D tương đồng của P-gp và NorA qua I-TASSER với độ tin cậy lập thể đạt trên 90% theo đồ thị Ramachandran.
5. Khám phá 4 dẫn xuất chalcon "hit" (F88, F89, F90, F91), trong đó F90 thể hiện hoạt tính ức chế bơm NorA đột phá, làm giảm MIC của ciprofloxacin tới 16 lần trên chủng S. aureus SA-1199B, vượt trội hơn chất đối chuẩn quốc tế PaβN.
6. Mở ra hướng tiếp cận hoàn toàn mới trong chiến lược phát triển các tá dược hiệp đồng kháng sinh có nguồn gốc tự nhiên và bán tổng hợp, đóng góp giải pháp cấp thiết cho cuộc khủng hoảng đề kháng kháng sinh toàn cầu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Tổng quan về các bơm ngược nghiên cứu 1. Tổng quan về P-glycoprotein P-glycoprotein của người (P-gp) được mã hóa bởi gen ABCB1/MDR1 và được Dano mô tả lần đầu tiên vào năm 1973 [35]. Đây là một trong những thành viên quan trọng nhất và được nghiên cứu nhiều nhất của liên họ các protein chuyên chở phụ thuộc ATP (ATP Binding Cassette - ABC) [177], [220].

Hoạt tính bơm ngược sử dụng năng lượng, tính đặc hiệu chất nền rộng (các hợp chất tự nhiên, các tác nhân kháng ung thư, các peptid, các steroid, các lipid, các cytokin, thuốc nhuộm và các ion), cùng với sự phân bố ở cả các mô bình thường (ruột, não, tinh hoàn, nhau thai, gan và thận) và khối u, là nền tảng cho các vai trò của protein này trong sinh lý của cơ thể và trong hóa trị liệu [166]. Với sự tham gia vào cơ chế phòng vệ tự nhiên chống lại các chất ngoại sinh như độc tố và thuốc, P-gp được xem là một protein không mục tiêu (antitarget/nontarget) trong quá trình khám phá và phát triển thuốc, cùng với kênh kali hERG (human ether-a-go-go related gene), hệ thống các enzym cytochrom P450s và thụ thể trong nhân PXR (pregnane X-receptor) [62], [182]. Việc chẹn P-gp bằng các chất ức chế (ví dụ ketoconazol) có thể làm thay đổi nồng độ trong máu của các thuốc sử dụng chung (ví dụ terfenadin) hoặc của chất chuyển hóa, dẫn đến các tương tác thuốc - thuốc và các tác dụng dược lý không mong muốn (ví dụ kéo dài khoảng QT/xoắn đỉnh) [190]. Ngoài vai trò bảo vệ cơ thể, P-gp còn đóng vai trò quan trọng trong hiện tượng đề kháng đa thuốc (multidrug resistance - MDR) của các tế bào ung thư dựa trên khả năng chuyên chở chủ động các thuốc gây độc tế bào ra ngoài và cũng được xem là một mục tiêu lâm sàng trong hóa trị liệu [93].

Các nhóm thuốc kháng ung thư là chất nền của P-gp bao gồm anthracyclin (doxorubicin, daunorubicin, epirubicin, idarubicin), alkaloid dừa cạn (vincristin, vinblastin, vinoreblin, vindesin), taxan (paclitaxel, docetaxel), epipodophyllotoxin (etoposid, teniposid), camptothecin (topotecan, irinotecan) và nhóm các thuốc khác (mitoxantron, trimetrexat, actinomycin D, methotrexat, colchicin, tamoxifen, imatinib, mitomycin C, amasacrin) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Sự ức chế P-gp được nhắm đến để đối phó với kiểu hình MDR ở các bệnh nhân ung thư thông qua việc làm tăng sự tích lũy nội bào của các thuốc chất nền và vì vậy làm tăng độc tính tế bào của những thuốc này [15]. Bên cạnh ung thư, P-gp còn được quan tâm trong một số bệnh lý khác như Alzheimer, động kinh, mất trí liên quan HIV, viêm khớp dạng thấp, ban xuất huyết giảm tiểu cầu miễn dịch và lupus ban đỏ hệ thống [136]. Về mặt cấu trúc, P-gp là một protein xuyên màng với khối lượng 170 kDa được tạo thành bởi hai nửa đối xứng là N tận (N-terminal) và C tận (C-terminal) [150].

Mỗi nửa phân tử chứa sáu vùng xuyên màng (transmembrane domain - TMD), theo sau là một vùng gắn kết nucleotid (nucleotide-binding domain - NBD). Các vùng xuyên màng TMD 4, 5, 10 và 11 tạo thành một khoang gắn kết thuốc có thể tích lớn khoảng 6000 Å3 ở bên trong, mở hướng về cả bào tương và nửa trong của lớp lipid kép giúp cho sự đi vào của thuốc và có thể chứa ít nhất hai chất cùng một lúc (Hình 1. Ngoài ra, tính linh hoạt về hình thể cũng là một yếu tố quan trọng cho khả năng gắn kết và chuyên chở nhiều chất nền đa dạng [198]. Cho đến nay, ABCB10 là protein chuyên chở ABC duy nhất của người được phân giải để sử dụng cho các phương pháp dựa vào cấu trúc, bên cạnh các cấu trúc tia X của một vài protein chuyên chở ABC khác có nguồn gốc từ các sinh vật chưa có nhân điển hình như vi khuẩn và có nhân điển hình như chuột [112], [169].

Để khắc phục những khó khăn do sự không sẵn có các cấu trúc tinh thể ba chiều (3D) ở độ phân giải cao của P-gp, các mô hình tương đồng của protein này đã được tạo ra sử dụng các cấu trúc liên quan đã được phân giải làm đĩa mẫu. Cho ví dụ, công trình nghiên cứu gần đây của Ambudkar và cộng sự đã tiết lộ nhiều vị trí gắn kết hoạt tính cho các chất nền và chất điều hòa, bao gồm một vị trí chính yếu nằm trong một túi lớn linh hoạt trong các vùng xuyên màng và các vị trí thứ cấp khác, từ sự kết hợp các phương pháp mô hình hóa tương đồng (homology modeling), docking phân tử (molecular docking), đột biến điểm định hướng (site- directed mutagenesis) với các thử nghiệm dựa trên tế bào và màng tế bào [28]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Cấu trúc của P-gp chuột: (A) mặt trước và (B) mặt sau.

Các domain xuyên màng và domain gắn kết nucleotid lần lượt được đánh dấu từ TM 1-12 và NBD 1-2. Nửa N tận và nửa C tận lần lượt được tô màu vàng và xanh. Các TM 4-5 và TM 10- 11 tạo thành các giao diện xoắn vào nhau giúp ổn định hình thể hướng vào trong. Các thanh ngang đại diện cho vị trí xấp xỉ của lớp lipid kép “Nguồn: Aller S.

LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tổng quan về NorA Các bơm ngược được tìm thấy ở hầu hết tất cả các loại vi khuẩn và được chia thành năm họ dựa vào thành phần, số lượng các vùng kéo dài xuyên màn, nguồn năng lượng và chất nền của chúng. Ngoài Họ đề kháng-sự hình thành nốt-phân chia (Resistance-Nodulation-Division (RND) family) chỉ được tìm thấy ở vi khuẩn gram âm; bốn họ còn lại là Liên họ trợ giúp chính (Major Facilitator Superfamily - MFS); Liên họ sử dụng ATP (ATP Binding Cassette (ABC) superfamily); Họ đề kháng đa thuốc nhỏ (Small Multidrug Resistance (SMR) family) và Họ bài xuất chất độc và đa thuốc (Multidrug and Toxic Compound Extrusion (MATE) family) phân bố rộng khắp ở cả vi khuẩn gram dương và gram âm. Trong đó, các thành viên thuộc họ MFS sử dụng nguồn năng lượng từ gradient proton để bài xuất các chất nền của chúng và là những bơm ngược quan trọng về mặt lâm sàng do gây ra hiện tượng MDR trên vi khuẩn gram dương, bao gồm NorA của S.

Với gen biểu lộ quá mức ở 43 % số chủng, NorA là mục tiêu được nghiên cứu nhiều nhất trong số các bơm ngược giúp bài xuất các tác nhân kháng khuẩn của S. Gen NorA được nhân bản từ nhiễm sắc thể của một chủng lâm sàng kháng fluoroquinolon và trình tự nucleotid của nó được dự đoán mã hóa cho một protein với 12 mảnh xuyên màng [211]. Do tính đặc hiệu chất nền rộng, protein này có khả năng bơm ngược nhiều chất nền khác nhau về cấu trúc, chẳng hạn như các fluoroquinolon thân nước (ví dụ ciprofloxacin), các kháng sinh, chất diệt khuẩn khác và thuốc nhuộm (ví dụ ethidium bromid) [98]. Cấu trúc tinh thể của một protein chuyên chở thuộc họ MFS là EmrD của Escherichia coli được công bố năm 2006 [210] và sự sắp xếp cấu trúc của nó có thể phản ánh cấu trúc chung của các bơm MFS, bao gồm 12 chuỗi xoắn xuyên màn tạo thành một cấu trúc gắn kết với 04 chuỗi H3, H6, H9 và H12 đối diện phía trong và các chuỗi còn lại tạo thành khoang nội tại chứa chủ yếu các thành phần kỵ nước (lõi kỵ nước) để chuyên chở các chất thân dầu.

Các đặc tính cấu trúc tương tự của họ MFS cũng được mô tả gần đây (Hình 1.2) dựa trên một thành viên khác của họ là LacY, lactose permease của E. Việc thiếu thông tin cấu trúc của NorA và sự LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 8 tương tác phân tử của protein này với các chất ức chế và chất nền đã gây nhiều trở ngại cho những nỗ lực nghiên cứu dựa trên cấu trúc. Tuy nhiên, NorA lại có sự tương đồng với các bơm protein khác của vi khuẩn, chẳng hạn như một số bơm ngược đặc hiệu tetracyclin của vi khuẩn gram âm (20-25 %) hay Bmr của Bacillus subtilis (44 %), … [119]. Do đó, các mô hình tương đồng của nó có thể được tạo ra để hỗ trợ cho thiết kế thuốc dựa vào mục tiêu tác động, tương tự như P-gp.

Giản đồ cấu trúc của họ các protein bơm ngược đề kháng đa thuốc MFS được tạo ra bằng phần mềm UCSF Chimera 1.10 từ lactose permease của E. coli (LacY) “Nguồn: Schindler B. Các chất ức chế bơm ngược đề kháng đa thuốc Sử dụng các chất ức chế bơm ngược (efflux pump inhibitor - EPI) như P-gp và NorA là một chiến lược được chấp nhận rộng rãi để khôi phục sự nhạy cảm hóa học trong điều trị kháng ung thư và kháng khuẩn [3], [78], [130], [178], [215]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Các chất ức chế P-gp Các chất ức chế thế hệ I, II và III lần lượt được phát triển qua ba thập kỷ dựa trên việc sàng lọc các hợp chất có sẵn, tối ưu hóa phân tử mẹ và tổng hợp hóa học, kết hợp với các nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng [136]. Các chất ức chế thế hệ I Nhóm này bao gồm các tác nhân dược lý ban đầu được phát triển cho các chỉ định khác nhưng sau đó được ghi nhận là chất nền kiêm chất ức chế P-gp. Thuốc chẹn kênh calci chống cao huyết áp verapamil, chất đối vận calmodulin trifluoperazin, chất ức chế miễn dịch cyclosporin, các thuốc tim mạch khác như quinidin, reserpin và yohimbin, kháng estrogen tamoxifen và toremifen, và kháng khối u vincristin đều thuộc phân loại này. Hầu hết các chất này cũng là chất nền của P-pg, chúng tương tác với protein, cạnh tranh với các chất nền khác và đóng vai trò như các chất ức chế cạnh tranh.

Bởi vì tất cả các chất ức chế thế hệ I được xác định bằng cách này nên rõ ràng chúng không chọn lọc và có tiềm lực kém. Nồng độ ức chế P-gp của chúng đạt đến mức độ gây độc tính cao, do đó nhiều chất ức chế này đã thất bại trong các thử nghiệm lâm sàng [36]. Các chất ức chế thế hệ II Các chất ức chế thế hệ I được biến đổi cấu trúc, cụ thể là tính quang hoạt (chirality) của chúng được thay đổi để làm vô hiệu tác dụng dược lý ban đầu và qua đó giảm độc tính của các chất mẹ. Dexverapamil là đồng phân R của verapamil không có hoạt tính trên tim, PSC 833 (valspodar) là một đồng đẳng của cyclosporin A không có tính chất ức chế miễn dịch, MS-209 và vài dẫn xuất hoặc đồng đẳng của các thuốc thế hệ I khác được xếp vào phân loại này.

Các chất điều hòa này vẫn còn giữ tính chất chất nền của P-gp và cho thấy ái lực thấp với protein. Vì vậy, liều ức chế P-gp của chúng nằm ngoài giới hạn liều có thể dung nạp.