Nghiên cứu sàng lọc các chất phân tử nhỏ có khả năng ức chế Interleukin-23

Luận án sàng lọc chất phân tử nhỏ ức chế interleukin-23 - Đại học Y Dược TP.HCM (2026)

• Tác giả: Vũ Thị Thanh Thảo
• Người hướng dẫn: GS. Thái Khắc Minh
• Trường học: Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa dược
• Đề tài: Nghiên cứu sàng lọc các chất phân tử nhỏ có khả năng ức chế Interleukin-23
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2026
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan sàng lọc chất phân tử nhỏ ức chế interleukin 23

Nghiên cứu sàng lọc chất phân tử nhỏ ức chế interleukin-23 tại Đại học Y Dược TP.HCM đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực hóa dược nước nhà. Interleukin-23 giữ vai trò chủ chốt kích hoạt chuỗi phản ứng viêm trong nhiều bệnh tự miễn mạn tính. Cytokine này thúc đẩy tế bào Th17 tiết ra các chất gây viêm như IL-17 và TNF-alpha. Khi quá trình này mất kiểm soát, cơ thể đối mặt với tổn thương mô nghiêm trọng. Các bệnh lý điển hình gồm vảy nến, viêm khớp vảy nến và viêm ruột mạn tính. Hiện nay, liệu pháp điều trị chủ yếu dựa vào kháng thể sinh học đường tiêm. Tuy nhiên, thuốc sinh học thường có chi phí rất đắt đỏ. Kháng thể cũng đòi hỏi điều kiện bảo quản khắt khe và dễ kích ứng miễn dịch. Do đó, việc tìm kiếm phân tử nhỏ ức chế chọn lọc trục truyền tín hiệu IL-23 trở thành hướng đi cấp thiết. Đại học Y Dược TP.HCM đã triển khai đề tài này nhằm phát triển giải pháp điều trị dạng uống. Đề tài mở ra tiềm năng sản xuất thuốc nội địa với giá thành hợp lý, gia tăng cơ hội tiếp cận y tế.

1.1. Cấu trúc sinh học của phức hợp cytokine IL 23

Interleukin-23 là một cytokine dị nhị phân thuộc họ interleukin-12. Cấu trúc của phân tử này gồm hai tiểu đơn vị liên kết với nhau: IL-12p40 và IL-23p19. Tiểu đơn vị IL-12p40 là chuỗi chung giữa interleukin-12 và interleukin-23. Trong khi đó, tiểu đơn vị IL-23p19 tạo nên tính đặc hiệu sinh học riêng biệt. IL-23 thực hiện chức năng thông qua phức hợp thụ thể màng tương ứng. Phức hợp thụ thể bao gồm hai chuỗi IL-12Rβ1 và IL-23R. Tiểu đơn vị IL-12p40 nhận diện và gắn kết với chuỗi thụ thể IL-12Rβ1. Sự tương tác này tạo diện tích tiếp xúc rộng khoảng 1.532 Å2. Bề mặt tương tác chứa nhiều điểm tiếp xúc tĩnh điện và liên kết hydro phức tạp. Hiểu rõ cấu trúc không gian ba chiều là tiền đề then chốt cho sàng lọc dược chất.

1.2. Vai trò của cytokine IL 23 trong bệnh tự miễn

Cytokine IL-23 giữ vị trí trung tâm trong cơ chế bệnh sinh của các bệnh tự miễn mạn tính. Khi gắn vào thụ thể, IL-23 kích hoạt con đường dẫn truyền tín hiệu nội bào qua JAK2 và TYK2. Tín hiệu này thúc đẩy sự phosphoryl hóa phân tử STAT3 và hoạt hóa tế bào T hỗ trợ 17. Các tế bào này nhanh chóng tăng sinh và giải phóng hàng loạt cytokine tiền viêm mạnh mẽ. Trong đó, IL-17A, IL-17F và IL-22 gây viêm mô cục bộ và phá hủy cấu trúc tế bào biểu mô. Sự tăng nồng độ IL-23 huyết thanh liên quan mật thiết đến tiến triển nặng của vảy nến và viêm đại tràng. Ức chế chọn lọc cytokine này giúp kiểm soát phản ứng viêm hiệu quả. Liệu pháp không làm suy giảm nghiêm trọng khả năng đề kháng chung của vật chủ.

II. Thách thức sàng lọc chất phân tử nhỏ ức chế interleukin 23

Thiết kế chất phân tử nhỏ ức chế tương tác protein-protein của interleukin-23 gặp nhiều rào cản kỹ thuật lớn. Giao diện gắn kết giữa IL-23 và chuỗi thụ thể IL-12Rβ1 có diện tích bề mặt rất rộng. Bề mặt này phẳng và thiếu các túi gắn sâu truyền thống. Hầu hết các enzym hoặc thụ thể bắt cặp protein G có hốc gắn xác định. Ngược lại, bề mặt tiếp xúc của cytokin thường phân tán trên diện rộng. Các liên kết phân tử đòi hỏi sự tương thích hình học và điện tích rất tinh tế. Vùng tiếp xúc chính giữa IL-12p40 và IL-12Rβ1 mang mạng lưới điện tích dương dày đặc gồm His216, Lys217 và Lys219. Bên cạnh đó, vùng kỵ nước do Trp37 và Phe82 tạo thành cũng đóng vai trò phức tạp. Việc tìm kiếm một phân tử nhỏ đủ khả năng cạnh tranh với protein tự nhiên rất khó khăn. Hợp chất cần đạt ái lực đủ mạnh để phá vỡ liên kết sẵn có. Ngoài ra, phân tử phải đảm bảo tính thấm qua màng tế bào và chuyển hóa ổn định. Thuốc đường uống cũng cần duy trì độ hòa tan thích hợp để hấp thu tối ưu.

2.1. Đặc điểm không gian phẳng của giao diện protein

Giao diện tương tác protein-protein của IL-23 tạo ra thách thức lớn cho các nhà hóa dược. Khác với thụ thể enzyme truyền thống, bề mặt liên kết này trải rộng trên 1.500 Å2. Khu vực này không có các khoang lõm sâu để giữ chặt phân tử nhỏ. Thay vào đó, tương tác được duy trì bằng mạng lưới lực phân tán yếu. Các acid amin phân cực và kỵ nước nằm rải rác trên bề mặt tiếp xúc. Do đó, các phân tử nhỏ thông thường rất khó tạo đủ liên kết bền vững. Hiện tượng gắn kết không đặc hiệu cũng dễ xảy ra trong quá trình thử nghiệm. Nhà nghiên cứu phải xác định chính xác các điểm nóng tương tác có năng lượng liên kết cao. Việc phân tích cấu trúc phức hợp đòi hỏi độ phân giải nguyên tử chính xác.

2.2. Hạn chế của liệu pháp kháng thể sinh học

Các liệu pháp sinh học ức chế IL-23 hiện tại chủ yếu là kháng thể đơn dòng. Các biệt dược như ustekinumab hay briakinumab mang lại hiệu quả lâm sàng tốt trên bệnh nhân. Dù vậy, nhóm thuốc sinh học này bộc lộ nhiều điểm hạn chế cố hữu. Kháng thể là các protein có khối lượng phân tử rất lớn. Bệnh nhân bắt buộc phải dùng thuốc thông qua đường tiêm truyền định kỳ. Đường dùng này gây đau đớn và giảm mức độ tuân thủ điều trị. Quy trình sản xuất kháng thể tái tổ hợp vô cùng đắt đỏ. Hệ quả là gánh nặng tài chính đè nặng lên hệ thống y tế cộng đồng. Thuốc cũng đòi hỏi chuỗi cung ứng lạnh nghiêm ngặt khi bảo quản và vận chuyển. Hơn nữa, tiêm protein lạ kéo dài có nguy cơ sinh kháng thể kháng thuốc.

III. Giải pháp sàng lọc chất phân tử nhỏ ức chế interleukin 23

Đại học Y Dược TP.HCM đã xây dựng quy trình sàng lọc tích hợp đa tầng để giải quyết bài toán phức tạp này. Chiến lược nghiên cứu phối hợp chặt chẽ giữa mô phỏng in silico và thực nghiệm sinh học in vitro. Trước hết, nhóm nghiên cứu khai thác các thư viện hợp chất đa dạng. Nguồn dữ liệu bao gồm cơ sở dữ liệu thương mại và thư viện hợp chất nội bộ của Bộ môn Hóa Dược. Phương pháp sàng lọc ảo dựa trên cấu trúc được ứng dụng trên máy tính hiệu năng cao. Các thuật toán docking phân tử mô phỏng tương tác giữa phối tử và vùng nóng trên tiểu đơn vị IL-12p40. Các phân tử có điểm số gắn kết vượt trội được chọn lọc để kiểm chứng thực nghiệm. Ở giai đoạn in vitro, kỹ thuật ELISA đánh giá khả năng ức chế cạnh tranh liên kết protein. Tiếp theo, phép đo giao thoa kế lớp sinh học (BLI) giúp xác định động học liên kết trong thời gian thực. Cuối cùng, thử nghiệm trên dòng tế bào kiểm chứng hoạt tính kháng viêm thực tế. Quy trình này rút ngắn đáng kể thời gian và tối ưu hóa chi phí nghiên cứu.

3.1. Phương pháp sàng lọc ảo in silico và docking phân tử

Sàng lọc ảo in silico là bộ lọc ban đầu hiệu quả trong quy trình. Nhóm nghiên cứu chuẩn bị cấu trúc ba chiều của tiểu đơn vị IL-12p40 từ ngân hàng protein. Vùng tiếp xúc với thụ thể IL-12Rβ1 được chọn làm đích gắn phân tử. Các túi gắn quanh cụm acid amin His216, Lys217 và Lys219 được phân tích tỉ mỉ. Hàng vạn cấu trúc hóa học từ các thư viện được đưa vào mô phỏng docking. Thuật toán tính toán năng lượng liên kết và dự đoán phương thức tương tác tối ưu. Các bộ lọc đặc tính dược động học ADMET cũng được áp dụng đồng thời. Phương pháp này loại bỏ sớm các hợp chất kém tiềm năng hoặc độc tính cao. Nhờ đó, số lượng mẫu thử nghiệm thực tế được tinh gọn đáng kể.

3.2. Đánh giá thực nghiệm in vitro và giao thoa kế sinh học

Sau bước sàng lọc ảo, các hợp chất tiềm năng được kiểm chứng bằng thực nghiệm sinh học. Thử nghiệm ELISA đóng vai trò kiểm tra sơ bộ khả năng ức chế tương tác giữa IL-23 và thụ thể. Tiếp đó, kỹ thuật đo giao thoa kế lớp sinh học (BLI) được sử dụng để phân tích chuyên sâu. Protein đích được cố định chắc chắn trên bề mặt cảm biến quang học có phủ màng sinh học. Khi chiếu chùm sáng vào cảm biến, hiện tượng giao thoa sóng quang học xuất hiện. Tương tác gắn kết giữa phân tử nhỏ và protein làm thay đổi độ dày quang học của lớp màng. Thiết bị ghi nhận sự dịch chuyển bước sóng trong thời gian thực với độ chính xác cao. Nhờ vậy, nghiên cứu xác định được các hằng số động học liên kết quan trọng.

IV. Triển vọng sàng lọc chất phân tử nhỏ ức chế interleukin 23

Nghiên cứu sàng lọc chất phân tử nhỏ ức chế interleukin-23 tại Đại học Y Dược TP.HCM mang lại giá trị khoa học và thực tiễn to lớn. Kết quả nghiên cứu chứng minh tính khả thi của việc can thiệp vào giao diện tương tác protein-protein bằng phân tử hóa học nhỏ. Các hợp chất tiềm năng được phát hiện đặt nền móng vững chắc cho quy trình tối ưu hóa cấu trúc tiếp theo. Thành công này mở ra hy vọng sản xuất thuốc ức chế IL-23 đường uống tại Việt Nam. Thuốc dạng uống mang lại sự tiện lợi vượt trội cho người bệnh mạn tính. Chi phí điều trị sẽ giảm đáng kể so với việc sử dụng kháng thể đơn dòng nhập ngoại. Ngoài ra, đề tài khẳng định năng lực nghiên cứu hóa dược hiện đại của đội ngũ khoa học trong nước. Sự phối hợp giữa mô hình tính toán tiên tiến và công nghệ sinh học thực nghiệm tạo tiền đề cho nhiều đề tài phát triển thuốc mới. Thành tựu này đóng góp tích cực vào sự phát triển chung của ngành công nghiệp dược phẩm quốc gia.

4.1. Tiềm năng ứng dụng trong điều trị bệnh tự miễn

Các chất ức chế phân tử nhỏ hướng đích IL-23 hứa hẹn thay đổi diện mạo điều trị bệnh tự miễn. Bệnh nhân vảy nến hoặc viêm ruột mạn tính thường phải gắn bó suốt đời với phác đồ điều trị. Việc chuyển đổi từ thuốc tiêm sinh học sang dạng viên uống cải thiện rõ rệt chất lượng cuộc sống. Bệnh nhân có thể tự dùng thuốc tại nhà mà không cần đến cơ sở y tế. Phân tử nhỏ cũng có độ ổn định nhiệt cao hơn kháng thể tự nhiên. Do đó, yêu cầu về điều kiện bảo quản và phân phối thuốc trở nên đơn giản hơn. Điều này giúp giảm chi phí lưu kho bãi và vận chuyển trên toàn quốc. Quan trọng nhất, giá thành của hoạt chất hóa dược thấp hơn nhiều so với thuốc sinh học.

4.2. Định hướng phát triển và tối ưu hóa hợp chất chìa khóa

Sau khi xác định được các chất trúng đích ban đầu, nhóm tiếp tục tối ưu hóa cấu trúc. Mục tiêu chính là gia tăng hoạt tính ức chế và độ chọn lọc với IL-23. Các nhà nghiên cứu biến đổi nhóm chức để khảo sát mối liên quan cấu trúc - tác dụng (SAR). Mô phỏng động lực học phân tử giúp đánh giá độ bền liên kết theo thời gian. Các nghiên cứu tiền lâm sàng in vivo trên động vật là bước đi tiếp theo. Thử nghiệm này đánh giá toàn diện dược động học, sinh khả dụng và mức độ an toàn. Sự hợp tác liên ngành giữa hóa dược và sinh học phân tử là yếu tố then chốt, bảo đảm đưa hoạt chất tiến vào thử nghiệm lâm sàng.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Interleukin-23 (IL-23) là một cytokin tiền viêm giữ vai trò trung tâm trong điều hòa đáp ứng miễn dịch và phản ứng viêm mạn tính. Trong cơ thể, IL-23 tham gia thúc đẩy các phản ứng miễn dịch cục bộ sớm, kích thích sản sinh interferon-gamma (IFN-γ), hỗ trợ đáp ứng Th1 và miễn dịch qua trung gian tế bào chống lại tác nhân gây bệnh nội bào. Đồng thời, IL-23 đóng vai trò là yếu tố trưởng thành và duy trì then chốt của quần thể tế bào lympho Th17 – nhân tố chủ đạo trong cơ chế bệnh sinh của các bệnh tự miễn và viêm mạn tính như bệnh vẩy nến, viêm ruột mạn tính (bệnh Crohn, viêm loét đại tràng) và viêm khớp dạng thấp.

Thông qua tương tác protein-protein (PPI) với phức hợp thụ thể gồm chuỗi đặc hiệu IL-23R và chuỗi chung IL-12Rβ1, IL-23 điều hòa hoạt động của tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK), thúc đẩy phát triển tế bào T và điều hòa sản xuất kháng thể. Trên lâm sàng, các thuốc ức chế IL-23 đã được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cấp phép gồm ustekinumab, guselkumab, tildrakizumab và risankizumab. Tuy nhiên, toàn bộ các liệu pháp này đều là kháng thể đơn dòng (thuốc sinh học), đi kèm nhiều hạn chế: giá thành điều trị cao, bắt buộc sử dụng qua đường tiêm, yêu cầu khắt khe về điều kiện bảo quản dây chuyền lạnh và nguy cơ gây phản ứng miễn dịch kháng thuốc. Do đó, nhu cầu phát triển các phân tử nhỏ ức chế IL-23 dùng qua đường uống có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.

Thách thức lớn nhất trong phát triển phân tử nhỏ kháng IL-23 là diện tích bề mặt tiếp xúc PPI giữa IL-23 và thụ thể rất rộng, tương đối phẳng và có tính linh động cấu dạng cao. Trong khi đó, các nghiên cứu in silico về chất phân tử nhỏ ức chế IL-23 trước đây còn hạn chế: nghiên cứu của Sharbaji và cộng sự (2025) hay Gheidari và cộng sự (2025) mới tiếp cận gắn kết phân tử trực tiếp vào các vị trí giả định mà chưa thiết lập được mô hình sàng lọc đặc trưng; nghiên cứu của Berger và cộng sự (2024) chỉ tập trung vào miniprotein ức chế IL-23R chứ không phải phân tử nhỏ. Đến nay, chưa có công trình nào khai thác đồng thời cả hai nguồn dữ liệu cấu trúc: tương tác giữa IL-23 với các kháng thể đơn dòng sinh học và tương tác giữa IL-23 với thụ thể tự nhiên IL-23R để sàng lọc phân tử nhỏ. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống này.

Mục tiêu chung của luận án là xây dựng mô hình và quy trình sàng lọc in silico kết hợp in vitro nhằm tìm kiếm các phân tử nhỏ có khả năng ức chế tương tác giữa IL-23 và thụ thể thông qua việc gắn kết vào các vị trí then chốt trên IL-23 hoặc trên thụ thể IL-23R.

Các nội dung nghiên cứu cụ thể được đánh số trong văn bản gồm:

1. Sàng lọc in silico các phân tử nhỏ có khả năng gắn kết vào các vị trí then chốt trên IL-23 dựa trên thông tin tương tác giữa IL-23 và các kháng thể sinh học.
2. Sàng lọc in silico các phân tử nhỏ có khả năng gắn kết vào các vị trí then chốt trên IL-23R liên quan đến tương tác IL-23/IL-23R.
3. Đánh giá khả năng ức chế tương tác giữa IL-23 và thụ thể của các hợp chất tiềm năng bằng thử nghiệm in vitro (ELISA cạnh tranh và thử nghiệm sinh học trên tế bào).

Đối tượng nghiên cứu của đề tài gồm các chất phân tử nhỏ từ thư viện hợp chất nội bộ của Bộ môn Hóa Dược và các cơ sở dữ liệu hóa học; các cấu trúc protein mục tiêu gồm cytokin dị thể IL-23 (tiểu đơn vị IL-23p19 và IL-12p40), chuỗi thụ thể IL-23R, chuỗi thụ thể IL-12Rβ1 và các kháng thể đơn dòng (briakinumab, ustekinumab, risankizumab, tildrakizumab, guselkumab). Phạm vi thời gian nghiên cứu thực hiện trong giai đoạn đào tạo nghiên cứu sinh 2021 – 2024 và hoàn tất bảo vệ vào năm 2026. Địa điểm nghiên cứu được tiến hành tại Bộ môn Hóa Dược (Trường Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh), Phòng Công nghệ sinh học Y Dược (Trung tâm Công nghệ sinh học Thành phố Hồ Chí Minh) và Trung tâm Y sinh học phân tử (Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Về cơ sở cấu trúc sinh học, Bloch và Savvides (2018) đã công bố cấu trúc tinh thể của IL-23 người không gắn kết ở độ phân giải 2,50 Å (mã PDB: 5MXA) và phức hợp IL-23:IL-23R:Nb22E11. IL-23 là cytokin dị thể gồm tiểu đơn vị IL-23p19 (189 acid amin, 4 chuỗi xoắn alpha A, B, C, D) và IL-12p40 (328 acid amin, 3 miền D1, D2, D3), liên kết cộng hóa trị qua cầu disulfid giữa Cys73 (IL-23p19) và Cys199 (IL-12p40) cùng liên kết muối giữa Arg178 (IL-23p19) và Asp312 (IL-12p40). Bề mặt tiếp xúc chính diện giữa IL-23p19 và miền D1 của thụ thể IL-23R có diện tích khoảng 900 Å2, trong đó Trp156 và Leu160 trên IL-23p19 là hai "điểm nóng" (hotspot) chức năng quyết định ái lực. Vòng indol của Trp156 xếp chồng mặt phẳng peptid với Gly116 và tạo liên kết hydro với Asp118 trên IL-23R; đoạn đầu N của IL-23R từ Gly24 đến Asn29 tạo cấu trúc móc câu cố định bởi cầu disulfid Cys30–Cys115.

Đối với thụ thể thứ hai, Glassman và cộng sự (2021) đã giải cấu trúc tinh thể phức hợp bốn chuỗi IL-12Rβ1:IL-23:IL-23R ở độ phân giải 3,40 Å (PDB: 6WDQ) và miền D1-D2 của IL-12Rβ1 ở độ phân giải 2,0 Å bằng phương pháp phân tán dị thường đa bước sóng (MAD). Diện tích tiếp xúc giữa IL-12p40 và IL-12Rβ1 đạt 1.532 Å2, hình thành bởi dải tích điện dương His216, Lys217, Lys219 tương tác tĩnh điện với Glu28, Asp58, Asp101 của IL-12Rβ1, cùng dải kỵ nước Trp37, Phe82 được bao quanh bởi các acid amin phân cực Gln102, Ser106, Tyr109, Gln132, Tyr134.

Về động học gắn kết của các kháng thể, Li Zhou và cộng sự (2021) sử dụng kỹ thuật cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) ở 37°C để đo lường ái lực của bốn thuốc sinh học với IL-23 người dạng chuỗi đơn:

• Risankizumab: hằng số phân ly trung bình $K_D = 21\text{ pM}$ (ức chế hoàn toàn gắn kết với IL-23R).
• Guselkumab: $K_D = 35\text{ pM}$ (ức chế hoàn toàn gắn kết với IL-23R).
• Ustekinumab: $K_D = 106\text{ pM}$ (gắn vào IL-12p40, không ngăn cản tương tác p19/IL-23R).
• Tildrakizumab: $K_D = 136\text{ pM}$ (làm suy giảm ái lực của IL-23 với IL-23R khoảng 200 lần từ 0,8 nM xuống 190 nM theo cơ chế dị lập thể).

Bên cạnh đó, Desmet và cộng sự (2014) khảo sát khung protein MA12 (Alphabody) có khối lượng 10 kDa gắn IL-23 với $K_D = 0,463\text{ nM}$ ($k_{\text{on}} = 2,63 \times 10^5\text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$, $k_{\text{off}} = 1,22 \times 10^{-4}\text{ s}^{-1}$). Lay và cộng sự (2022) ứng dụng kỹ thuật NanoBRET trên tế bào sống HEK293T xác định ái lực của phối tử IL23-TMR với NL-IL12Rβ1 ($K_D = 30,1 \pm 5,5\text{ nM}$), NL-IL23R ($K_D = 222,2 \pm 71,1\text{ nM}$) và phức hợp đồng thể hiện hai thụ thể ($K_D = 27,0 \pm 3,6\text{ pM}$).

Vị trí của luận án được xác lập thông qua việc khắc phục sự rời rạc của các công trình đi trước, lần đầu tiên xây dựng quy trình sàng lọc ảo tích hợp: chuyển hóa các đặc trưng gắn kết của kháng thể sinh học lâm sàng và cấu trúc phức hợp thụ thể tự nhiên thành các mô hình 3D-pharmacophore định hướng cấu trúc, kết hợp mô phỏng động lực học phân tử và kiểm chứng bằng thực nghiệm sinh học in vitro.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp phương pháp tính toán hóa dược (in silico) và thực nghiệm sinh học (in vitro) theo một quy trình đa tầng.

Khung lý thuyết và công cụ in silico

1. Chuẩn hóa cấu trúc protein và mô hình hóa:

   • Sử dụng phần mềm MOE (phiên bản 2022) để xử lý cấu trúc tinh thể IL-23 (PDB: 5MXA, 5MZV, 8OE4), điền các đoạn peptid bị khuyết và tối thiểu hóa năng lượng.
   • Ứng dụng mô hình học sâu IgFold (kết hợp mô hình ngôn ngữ AntiBERTy, mạng Graph Transformer và cơ chế Invariant Point Attention - IPA) để dự đoán cấu trúc vùng Fv của các kháng thể lâm sàng chưa có cấu trúc tinh thể đầy đủ.
   • Kiểm tra tính hợp lý lập thể bằng bản đồ Ramachandran thông qua công cụ PROCHECK và đo độ lệch vị trí nguyên tử bằng RMSD.

2. Mô hình 3D-pharmacophore dựa trên cấu trúc (SBP):

   • Phân tích tương tác tại các vị trí tiếp xúc của phức hợp IL-23/kháng thể và IL-23/IL-23R để thiết lập các điểm dược lực học (nhóm cho/nhận liên kết hydro, vùng kỵ nước, tâm thơm, tương tác ion).
   • Xây dựng 7 mô hình pharmacophore trên IL-23 (Ph4-1 đến Ph4-7) và 1 mô hình trên IL-23R (Ph4-8).

3. Đánh giá đặc tính dược động học và độc tính (ADMET):

   • Sử dụng phần mềm ADMET Predictor® phiên bản 11 để sàng lọc các phân tử có rủi ro bất lợi trước khi docking.

Chỉ số rủi ro	Ký hiệu mô hình	Ngưỡng chọn lọc chấp thuận
Rủi ro ADMET tổng	ADMET_risk	$\le 7$
Rủi ro hấp thu	Absn_Risk	$\le 4$
Rủi ro chuyển hóa	CYP_Risk	$\le 2$
Rủi ro độc tính	TOX_Risk	$\le 2$

4. Gắn kết phân tử (Molecular Docking):

   • Áp dụng các thuật toán docking ở chế độ độ chính xác tiêu chuẩn (SP) và độ chính xác cao (XP) để xác định tư thế gắn và tính điểm docking của các hợp chất vào khoang gắn kết.

5. Mô phỏng động lực học phân tử (MD) và nhiệt động học:

   • Thực hiện trên phần mềm GROMACS với các hệ tập hợp NVT và NPT.
   • Thời gian mô phỏng dao động từ 100 ns, 300 ns đến 600 ns.
   • Đánh giá độ ổn định và cấu dạng qua các thông số: căn bậc hai độ lệch trung bình bình phương (RMSD), căn bậc hai độ dao động trung bình bình phương (RMSF), bán kính quay ($R_g$), diện tích tiếp xúc dung môi (SASA) và mạng lưới liên kết hydro.
   • Tính toán năng lượng tự do liên kết ($\Delta G_{\text{bind}}$) bằng phương pháp cơ học phân tử kết hợp diện tích bề mặt Born tổng quát (MM/GBSA) hoặc Poisson-Boltzmann (MM/PBSA).
   • Đột biến quét alanin tính toán (computational alanine scanning) theo phương pháp hậu MD của Massova và Kollman để tính biến thiên năng lượng $\Delta\Delta G$: phân loại điểm nóng khi $\Delta\Delta G > 4,0\text{ kcal/mol}$ và điểm ấm khi $\Delta\Delta G$ từ $2,0$ đến $4,0\text{ kcal/mol}$.
   • Khảo sát sự mở rộng và đóng mở khoang gắn kết theo thời gian bằng công cụ MDpocket.

Phương pháp thực nghiệm in vitro

1. Thử nghiệm ELISA cạnh tranh: Cố định IL-23R hoặc kháng thể, ủ cạnh tranh giữa IL-23 và các chất thử phân tử nhỏ ở nhiều nồng độ khác nhau; phát hiện phức hợp thông qua kháng thể gắn enzym HRP và cơ chất tạo màu TMB, đo độ hấp thụ quang học để tính phần trăm ức chế tương tác và xác định giá trị $IC_{50}$.
2. Thử nghiệm độc tính tế bào (MTT): Đánh giá mức độ an toàn và tỷ lệ sống sót của tế bào khi tiếp xúc với các chất thử phân tử nhỏ.
3. Thử nghiệm IL-23 Bioassay trên tế bào: Đánh giá mức độ ức chế dẫn truyền tín hiệu nội bào qua trục IL-23/IL-23R (kích hoạt STAT3/luciferase) của các hợp chất tiềm năng.

Nội dung chính theo từng chương

Quá trình xây dựng và hoàn thiện cấu trúc protein

Chương này tập trung chuẩn bị và kiểm định độ tin cậy của các cấu trúc phân tử đầu vào. Cấu trúc tinh thể IL-23 từ Ngân hàng Dữ liệu Protein (mã PDB: 5MXA và 5MZV) được đối chiếu để xác định các đoạn peptid bị khuyết cấu trúc do dao động tinh thể học. Phần mềm MOE 2022 được sử dụng để xây dựng lại các vòng liên kết bị thiếu và tối ưu hóa hình học lập thể, sau đó so sánh độ trùng khớp RMSD với cấu trúc IL-23p19 gốc (PDB: 8OE4). Đối với các kháng thể sinh học chưa có cấu trúc tinh thể phức hợp đầy đủ, cấu trúc vùng biến mảnh (Fv) của risankizumab, tildrakizumab và guselkumab được mô phỏng bằng công cụ học sâu IgFold. Chất lượng lập thể của các cấu trúc dự đoán được xác thực thông qua bản đồ Ramachandran của chương trình PROCHECK, đảm bảo tuyệt đại đa số các gốc acid amin đều rơi vào các vùng cấu hình được phép và vùng ưu tiên cốt lõi, không gặp xung đột không gian nghiêm trọng.

Mô hình sàng lọc in silico các chất phân tử nhỏ gắn kết với IL-23

Nội dung chương triển khai quy trình sàng lọc ảo dựa trên bề mặt tương tác của IL-23 với các phân tử sinh học lâm sàng:

• Phân tích tương tác: Khảo sát chi tiết mạng lưới liên kết tại giao diện tiếp xúc giữa tiểu đơn vị IL-12p40 với briakinumab và ustekinumab, cũng như giữa tiểu đơn vị IL-23p19 với risankizumab, tildrakizumab và guselkumab. Nhận diện các acid amin tham gia liên kết hydro, tương tác ion và tương tác kỵ nước tại các "vùng nóng".
• Xây dựng mô hình 3D-pharmacophore:
  • Mô hình Ph4-1: xây dựng dựa trên phức hợp IL-12p40 và briakinumab.
  • Mô hình Ph4-2: xây dựng dựa trên giao diện tiếp xúc của ustekinumab trên IL-12p40.
  • Mô hình Ph4-3, Ph4-4, Ph4-5: xây dựng dựa trên tương tác giữa IL-23p19 và risankizumab.
  • Mô hình Ph4-6: xây dựng từ tương tác giữa IL-23p19 và tildrakizumab.
  • Mô hình Ph4-7: xây dựng từ tương tác giữa IL-23p19 và guselkumab.
• Sàng lọc ảo và phân loại khung: Sau khi khớp các thư viện hợp chất qua các mô hình pharmacophore và lọc loại bỏ các chất vi phạm tiêu chuẩn ADMET Predictor® 11, các hợp chất đạt chuẩn được đưa vào docking phân tử. Dựa trên phân tích tương tác và điểm số docking, tác giả phân loại các hợp chất tiềm năng thành các nhóm mang khung cấu trúc tương đồng:
  • Khung A: gồm 8 trong số 10 chất có điểm docking thấp nhất từ mô hình Ph4-3 (khảo sát cả hai dạng đồng phân lập thể cấu hình $S$ và cấu hình $R$).
  • Khung B: đại diện bởi các hợp chất TKM4-2 và TKM4-10.
  • Khung C: đại diện bởi các hợp chất TKM6-1, TKM6-3 và TKM6-4.
  • Khung D: đại diện bởi các hợp chất TKM7-8 và TKM7-10.
• Mô phỏng động lực học phân tử (MD 600 ns): Thực hiện mô phỏng MD kéo dài 600 ns đối với phức hợp IL-23p19 cùng các hợp chất đại diện tiêu biểu như TKM3-8 và TKM5-7. Quỹ đạo MD chứng minh các phối tử này duy trì liên kết ổn định tại túi gắn Vùng 2 của IL-23p19, bảo tồn mạng lưới liên kết hydro và giữ các giá trị RMSD, $R_g$, SASA dao động trong biên độ cân bằng tại các mốc thời gian 0, 200, 400 và 600 ns.

Mô hình sàng lọc in silico các chất phân tử nhỏ gắn kết với IL-23R

Chương này đổi hướng tiếp cận sang protein đích là chuỗi thụ thể đặc hiệu IL-23R:

• Đột biến thay thế alanin và nhận diện điểm nóng: Đột biến alanin tính toán trên bề mặt tiếp xúc của IL-23R trong phức hợp IL-12p40:IL-23p19:IL-23R cho thấy biến thiên năng lượng liên kết tập trung tại các vị trí Gly24 và Asp118 ($\Delta\Delta G > 4,0\text{ kcal/mol}$), khẳng định đây là các điểm nóng quyết định tương tác với IL-23p19.
• Động lực học khoang gắn kết: Quá trình mô phỏng MD trên cấu trúc IL-23R dạng tự do (theo dõi biến thiên RMSD, $R_g$, RMSF và SASA) kết hợp công cụ MDpocket đã phát hiện hai túi gắn kết có tính ổn định động học: Khoang 01 và Khoang 02 bao quanh các điểm nóng.
• Xây dựng mô hình Ph4-8: Thiết lập mô hình 3D-pharmacophore sơ khởi và hoàn thiện mô hình Ph4-8 đặc hiệu cho thụ thể IL-23R.
• Sàng lọc thư viện và mô phỏng MD: Sàng lọc thư viện cơ sở dữ liệu qua Ph4-8, lọc ADMET và docking phân tử giúp chọn lọc 19 phối tử có điểm số docking thuận lợi. Quá trình mô phỏng MD 100 ns sàng lọc sơ bộ, sau đó kéo dài lên 300 ns cho 11 phối tử có độ lệch vị trí thấp.
• Tính toán năng lượng tự do: Xác định 5 hợp chất tiềm năng nhất gắn kết vào IL-23R gồm TKM8-2, TKM8-3, TKM8-7, TKM8-9 và TKM8-12; tính toán năng lượng tự do liên kết MM/GBSA qua quỹ đạo 300 ns cho thấy năng lượng liên kết âm và ổn định.

Thử nghiệm in vitro và liên hệ kết quả in silico - in vitro

Chương cuối cùng chuyển giao các kết quả dự đoán tính toán sang kiểm chứng thực nghiệm sinh học:

• Thử nghiệm ELISA cạnh tranh: Đánh giá khả năng ức chế tương tác IL-23/IL-23R trên 15 hợp chất tiềm năng được lựa chọn từ sàng lọc ảo. Kết quả xác định phần trăm ức chế gắn kết của 15 hợp chất, trong đó Chất 4, Chất 14 và Chất 15 thể hiện hoạt tính ức chế rõ rệt phụ thuộc nồng độ, biểu hiện qua đồ thị tương quan giữa phần trăm ức chế và log nồng độ, tương đồng với xu hướng tác dụng của kháng thể trung hòa chuẩn Anti-IL23A Neutralizing antibody và guselkumab.
• Thử nghiệm tế bào:
  • Thử nghiệm MTT trên 9 chất thử để đánh giá độc tính tế bào, xác định khoảng nồng độ an toàn không gây chết tế bào.
  • Thử nghiệm sinh học IL-23 Bioassay trên tế bào đối với 8 chất thử nhằm đánh giá khả năng ngăn chặn dòng thác tín hiệu nội bào qua trục IL-23/IL-23R.
• Biện luận mối liên quan cấu trúc - tác dụng (SAR): Đối chiếu tương quan giữa điểm số docking, năng lượng tự do MM/GBSA và hoạt tính thực nghiệm in vitro. Phân tích sâu mối liên quan cấu trúc - tác dụng trên các hợp chất mang khung A, so sánh sự khác biệt về lập thể giữa các cấu hình ($S$) và ($R$), chỉ ra vai trò quyết định của các nhóm thế trong việc duy trì tương tác tại khoang liên kết.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các đóng góp mới về lý luận và thực tiễn như sau:

1. Đóng góp về mặt lý luận và phương pháp:

   • Xây dựng thành công quy trình sàng lọc ảo tích hợp đa tầng khai thác đồng thời hai hướng tiếp cận đích tác động: hướng nhắm vào cytokin IL-23 và hướng nhắm vào chuỗi thụ thể IL-23R.
   • Thiết lập hệ thống 8 mô hình 3D-pharmacophore dựa trên cấu trúc (SBP), trong đó 7 mô hình (Ph4-1 đến Ph4-7) mô phỏng các tương tác cốt lõi của các kháng thể đơn dòng sinh học lâm sàng (briakinumab, ustekinumab, risankizumab, tildrakizumab, guselkumab) và 1 mô hình (Ph4-8) đại diện cho vùng tương tác thụ thể IL-23R.
   • Ứng dụng thành công mô hình học sâu IgFold để dự đoán cấu trúc vùng Fv kháng thể phục vụ phân tích PPI và ứng dụng phương pháp quét alanin tính toán kết hợp MDpocket để xác định các điểm nóng năng lượng (Gly24, Asp118) và các khoang gắn kết động học trên IL-23R.

2. Đóng góp về mặt thực tiễn và hoạt chất:

   • Nhận diện và phân loại được 4 nhóm khung cấu trúc phân tử nhỏ tiềm năng gắn kết IL-23 (Khung A, B, C, D) và nhóm hợp chất dòng TKM8 gắn kết IL-23R với thông số năng lượng tự do liên kết MM/GBSA thuận lợi trong mô phỏng MD từ 300 ns đến 600 ns.
   • Xác nhận thực nghiệm in vitro thông qua phép thử ELISA cạnh tranh: chứng minh khả năng ức chế tương tác IL-23/IL-23R của 15 hợp chất thử nghiệm, trong đó nhận diện các chất có hoạt tính phụ thuộc nồng độ tiêu biểu gồm Chất 4, Chất 14 và Chất 15.
   • Xác định được hồ sơ an toàn tế bào (thử nghiệm MTT trên 9 chất) và chứng minh hiệu quả ức chế tín hiệu tế bào qua trục IL-23/IL-23R (thử nghiệm IL-23 Bioassay trên 8 chất).
   • Thiết lập mối quan hệ cấu trúc - tác dụng (SAR) giữa cấu hình lập thể ($S$/$R$) của khung A với ái lực gắn kết và hoạt tính sinh học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế, văn bản luận án cho thấy do dữ liệu thực nghiệm về các chất phân tử nhỏ ức chế IL-23 trên thế giới còn rất khan hiếm, việc thẩm định định lượng độ tốt của các mô hình 3D-pharmacophore ban đầu chưa thể thực hiện đầy đủ theo các chỉ số thống kê kinh điển (độ nhạy, độ đặc hiệu, hệ số làm giàu EF, diện tích dưới đường cong ROC) do thiếu tập chuẩn đối chứng gồm các phân tử hoạt tính và phân tử mồi nhử (decoy). Ngoài ra, các đánh giá thực nghiệm in vitro mới dừng lại ở quy mô thử nghiệm ELISA cạnh tranh và thử nghiệm tế bào invitro sơ bộ trên các hợp chất lựa chọn từ sàng lọc ảo, chưa tiến hành tổng hợp hóa học mở rộng toàn bộ các dẫn xuất hay đánh giá dược động học và hiệu lực in vivo trên mô hình động vật.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất bao gồm:

• Tiến hành thiết kế, biến đổi hóa học và tổng hợp tối ưu hóa dẫn xuất xung quanh các khung cấu trúc hoạt tính tiềm năng đã tìm ra (đặc biệt là khung A và chuỗi dẫn xuất TKM8) nhằm cải thiện hoạt tính ức chế và độ hòa tan.
• Mở rộng các thử nghiệm sinh học chuyên sâu để làm sáng tỏ cơ chế ức chế dị lập thể hoặc cạnh tranh trực tiếp của các phân tử nhỏ trên phức hợp protein.
• Triển khai đánh giá hiệu lực tiền lâm sàng trên các mô hình động vật thực nghiệm mắc bệnh tự miễn qua trung gian IL-23 như vẩy nến hoặc viêm ruột mạn tính.

Giá trị tham khảo

Nội dung và kết quả của luận án mang lại giá trị tham khảo học thuật và ứng dụng thực tiễn cho nhiều nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Hóa Dược, Tin sinh học và Công nghệ sinh học: Có thể tham khảo phương pháp luận xây dựng mô hình sàng lọc ảo định hướng tương tác protein-protein (PPI), cách thức ứng dụng IgFold để mô phỏng Fv kháng thể, quy trình kết hợp mô phỏng MD kéo dài (300–600 ns) và tính toán năng lượng tự do MM/GBSA để tinh lọc phối tử.
• Giảng viên và các nhà nghiên cứu phát triển thuốc: Có thể khai thác thông tin chi tiết về các acid amin "điểm nóng" trên IL-23p19 (Trp156, Leu160), IL-12p40 (His216, Lys217, Lys219) và IL-23R (Gly24, Asp118) cùng các tham số khoang gắn kết để phục vụ thiết kế thuốc de novo.
• Các phòng thí nghiệm và đơn vị nghiên cứu dược lý - miễn dịch: Có thể tham khảo quy trình chi tiết của phép thử ELISA cạnh tranh đánh giá sự gắn kết IL-23/IL-23R và thử nghiệm sinh học IL-23 Bioassay trên tế bào nhằm sàng lọc các tác nhân điều biến miễn dịch.

Câu hỏi thường gặp

1. Trục tín hiệu IL-23/IL-23R có vai trò bệnh sinh như thế nào và tại sao cần phát triển chất ức chế phân tử nhỏ thay thế kháng thể đơn dòng?

IL-23 đóng vai trò cốt lõi trong việc duy trì và tăng sinh quần thể tế bào Th17, kích thích giải phóng hàng loạt cytokin tiền viêm như IL-17, IL-22, TNF-α, GM-CSF. Tín hiệu này thúc đẩy phản ứng viêm mạn tính và phá hủy mô trong các bệnh lý tự miễn như vẩy nến, viêm ruột và viêm khớp dạng thấp. Dù các kháng thể đơn dòng như ustekinumab, risankizumab hay guselkumab cho hiệu quả điều trị tốt, chúng có giá thành rất cao, phải dùng đường tiêm, cần bảo quản lạnh và có nguy cơ sinh kháng thể kháng thuốc. Thuốc phân tử nhỏ giúp khắc phục các nhược điểm này nhờ tiềm năng dùng đường uống, chi phí sản xuất thấp hơn và tính tiện dụng cao cho người bệnh.

2. Hai tiểu đơn vị của IL-23 có cấu trúc như thế nào và acid amin nào đóng vai trò "điểm nóng" gắn kết với thụ thể IL-23R?

IL-23 là một cytokin dị thể gồm tiểu đơn vị IL-23p19 (chứa 4 xoắn alpha A, B, C, D) và tiểu đơn vị IL-12p40 (gồm 3 miền D1, D2, D3), liên kết với nhau qua cầu disulfid Cys73–Cys199 và liên kết muối Arg178–Asp312. Điểm nóng chức năng quan trọng nhất trên IL-23p19 khi gắn kết với miền D1 của thụ thể IL-23R là Trp156 và Leu160; trong đó vòng indol của Trp156 xếp chồng với Gly116 và tạo liên kết hydro với Asp118 của IL-23R. Đột biến thay thế alanin tại vị trí này làm mất tương tác gắn kết và suy giảm nghiêm trọng khả năng kích hoạt tín hiệu STAT3.

3. Quy trình sàng lọc ảo in silico trong luận án đã sử dụng những tiêu chí và công cụ tính toán nào?

Quy trình in silico bao gồm: xây dựng cấu trúc protein và mô phỏng Fv kháng thể bằng IgFold và MOE 2022; thiết lập 8 mô hình 3D-pharmacophore dựa trên cấu trúc (SBP); lọc rủi ro ADMET qua phần mềm ADMET Predictor® 11 (ADMET_risk $\le 7$, Absn_Risk $\le 4$, CYP_Risk $\le 2$, TOX_Risk $\le 2$); gắn kết phân tử (docking); phân tích biến thiên cấu trúc qua mô phỏng động lực học phân tử (MD từ 100 ns đến 600 ns trên GROMACS với các chỉ số RMSD, RMSF, $R_g$, SASA); tính năng lượng tự do liên kết MM/GBSA; quét alanin tính toán và định vị khoang bằng MDpocket.

4. Kết quả thực nghiệm in vitro đã thẩm định những hoạt tính gì của các hợp chất tìm được từ sàng lọc ảo?

Thực nghiệm in vitro đã tiến hành: (1) Thử nghiệm ELISA cạnh tranh trên 15 hợp chất tiềm năng, chứng minh các chất có khả năng ức chế tương tác gắn kết giữa IL-23 và IL-23R, trong đó Chất 4, Chất 14 và Chất 15 ức chế phụ thuộc nồng độ; (2) Thử nghiệm MTT trên 9 hợp chất để xác định độc tính và ngưỡng nồng độ an toàn trên tế bào; (3) Thử nghiệm sinh học IL-23 Bioassay trên 8 hợp chất để khẳng định khả năng ức chế con đường truyền tín hiệu nội bào qua thụ thể IL-23.

Kết luận

Luận án của tác giả Vũ Thị Thanh Thảo đã xây dựng thành công một quy trình sàng lọc khoa học kết hợp chặt chẽ giữa thiết kế thuốc nhờ máy tính (in silico) và đánh giá thực nghiệm sinh học (in vitro) nhằm định danh các chất phân tử nhỏ ức chế tương tác IL-23 và thụ thể. Bằng việc tích hợp đồng thời thông tin tương tác từ các kháng thể sinh học lâm sàng và cấu trúc thụ thể tự nhiên IL-23R, nghiên cứu đã thiết lập hệ thống mô hình 3D-pharmacophore, xác định các điểm nóng năng lượng và sàng lọc được các nhóm khung cấu trúc phân tử nhỏ tiềm năng. Kết quả thực nghiệm qua thử nghiệm ELISA cạnh tranh và thử nghiệm sinh học trên tế bào đã xác nhận hoạt tính ức chế tương tác protein-protein và ức chế truyền tín hiệu IL-23 của các hợp chất tìm được, tạo cơ sở thực nghiệm vững chắc cho các nghiên cứu tối ưu hóa và phát triển thuốc kháng viêm tự miễn đường uống trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những thập kỷ gần đây, sự phát triển của miễn dịch học đã mở ra những hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế bệnh sinh của các bệnh lý miễn dịch, đặc biệt là các bệnh tự miễn và viêm mạn tính. Một trong những bước tiến quan trọng là việc phát hiện và phân tích vai trò của các cytokin - những phân tử tín hiệu có chức năng điều hòa hoạt động miễn dịch - trong việc thúc đẩy hoặc điều chỉnh phản ứng viêm. Trong số các cytokin này, interleukin-23 (IL-23) đã nổi lên như một cytokin giữ vai trò trung tâm trong điều hòa đáp ứng miễn dịch và quá trình viêm [1]. Trong cơ thể, IL-23 tham gia thúc đẩy các phản ứng miễn dịch cục bộ sớm, kích thích sản sinh interferon-gamma (IFN-γ), hỗ trợ đáp ứng Th1 và miễn dịch qua trung gian tế bào chống lại các tác nhân gây bệnh nội bào [2, 3].

Đồng thời, IL-23 được xem là yếu tố trưởng thành và duy trì quan trọng của quần thể tế bào Th17, vốn là nhân tố chủ đạo trong cơ chế bệnh sinh của nhiều bệnh viêm mạn tính và tự miễn như bệnh vẩy nến, bệnh viêm ruột và viêm khớp dạng thấp [3]. Thông qua tương tác với thụ thể IL-12Rβ1 và đặc biệt là thụ thể đặc hiệu IL-23R (tương tác protein-protein hay PPI), IL-23 còn điều hòa hoạt động của tế bào tiêu diệt tự nhiên, thúc đẩy phát triển tế bào T và điều hòa sản xuất kháng thể. Do đó, trục IL-23/IL-23R được xem là một nút điều hòa quan trọng trong nhiều bệnh lý liên quan đến kích hoạt hệ miễn dịch và viêm mạn tính, đồng thời là đích điều trị quan trọng trong miễn dịch học lâm sàng [3]. Trên lâm sàng, hiện chỉ có vài thuốc kháng IL-23 được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận, bao gồm: ustekinumab, guselkumab, tildrakizumab, risankizumab,.; hầu hết đều là thuốc sinh học dưới dạng kháng thể đơn dòng [4].

Các liệu pháp kháng thể đơn dòng tuy cho hiệu quả lâm sàng rõ rệt nhưng còn tồn tại nhiều hạn chế như chi phí điều trị cao, sử dụng qua đường tiêm, có yêu cầu đặc biệt về điều kiện bảo quản và đi kèm với các phản ứng phụ trên miễn dịch [4]. Điều này đã thúc đẩy nhu cầu tìm kiếm các hợp chất phân tử nhỏ có khả năng ức chế IL-23 như một phương án điều trị tiềm năng, có ưu thế về dược động học và đường dùng, đồng thời có thể giúp giảm chi phí điều trị. Là những mục tiêu PPI, IL-23 và thụ thể liên kết với nhau tại những bề mặt rộng, đặt ra các thách thức cho quá trình tìm kiếm chất ức chế phân tử nhỏ. Trong bối cảnh dữ liệu cấu trúc thực nghiệm của IL-23 và phức hợp với thụ thể hay kháng thể còn hạn chế, các công cụ thiết kế thuốc hỗ trợ bằng máy tính (computer-aided drug design, CADD) trở thành chiến lược hữu ích để nhận diện các vùng gắn kết tiềm năng cho phân tử nhỏ trên cả IL-23 và thụ thể IL-23.

Hiện tại, các nghiên cứu in silico trên IL-23 vẫn còn tương đối ít. Nghiên cứu của Sharbaji và cộng sự (2025) và của Gheidari và cộng sự (2025) chủ yếu 2 mới dừng ở các hướng tiếp cận gắn kết phân tử trực tiếp vào các vị trí giả định trên IL- 23/IL-23R mà chưa xây dựng được mô hình sàng lọc đặc trưng [5, 6]. Bên cạnh đó, trong một nghiên cứu của Berger và cộng sự (2024), đối tượng nghiên cứu là miniprotein được thiết kế để ức chế IL-23R, không phải hợp chất phân tử nhỏ [7]. Cho đến nay, vẫn chưa có nghiên cứu sàng lọc ảo nào được thực hiện dựa trên sự đánh giá bao quát các vị trí gắn kết trên IL-23 và thụ thể của IL-23.