CHƯƠNG 1: TỐNG QUAN. INDOLEAMIN-2,3-DIOXYGENASE VÀ BỆNH UNG THƯ. Khái niệm Indoleamin 2,3 dioxygenase. IDO 1 và sự dung nạp miễn dịch.
Cơ chế của sự ức chế miễn dịch do IDO 1. CẤU TRÚC CỦA IDO1 VÀ CÁC CHẤT ức CHẾ IDO1. Cấu trúc của IDO1. Cấu trúc của các chất ức chế 1DO1.
Một số chất ức chế IDO1 đã được nghiên cứu. MỘT SỐ PHẢN ỬNG ĐƯỢC THựC HIỆN TRONG ĐỀ TÀI. Phản ứng amid hóa. Phản ứng khử nhóm nitro thơm.
13 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIÉT BỊ, NỘI DƯNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ THIẾT BỊ. Nguyên liệu, hóa chất. Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu.
NỘI DUNG NGHIÊN cứu. Tổng hợp hóa học. Đánh tác dụng ức chế IDO1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu.
Tổng họp hóa học. Thử tác dụng ức chế ID01. 18 CHƯƠNG 3: THỤC NGHIỆM, KÉT QUÃ VÀ BÀN LUẬN. Tổng họp hóa học.
Kiềm tra độ tinh khiết. Xác định cấu trúc. THỬ TÁC DỤNG ức CHÉ IDO1. Các phản ứng tổng họp hóa học.
Khắng định cấu trúc. Thử tác dụng ức chế IDO1. 44 CHƯƠNG 4: KÉT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ. 47 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẲT 13c-nmr : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 ’h-nmr : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1-MT : 1-Methyl tryptophan AcOH : Acid acetic AhR : Aryl hydrocarbon receptor Amg-1 : A-(benzo[d] [ 1,3]dioxol-5-yl)-2-((5-(p-tolyl)thiazolo[2,3-c] [ 1,2,4]triazol- 3- yl)thio)acetamid APC : Te bào trình diện kháng nguyên CDC13 : Dicloromethan được deuteri hóa CDI : Carbonyldiimidazol d : Vạch đôi trong phổ NMR (doublet) DC : Tế bào đuôi gai DCM : Dicloromethan dd : Vạch chẻ đôi 2 lần trong phổ NMR (doublet of doublet) DIPEA : VA-Disopropylethylamin DMAP : 4-Dimethylaminopyridin DMF : VA-dimethylformamid DMSO-íZố : Dimethylsulfoxid được deuteri hóa EA : Ethyl acetat EDC : 1 -Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid EDTANa2 : Natri ethylendiamintetraacetat eIF2-a : Họp phần a của Yếu tố khởi phát dịch mã Eukaryotic Initiation Factor 2 (eIF2) GCN2 : General control nondipressible 2 GLK-1 : Glucokinase 1 HOBt : Hydroxybenzotriazol IDO : Indoleamin-2,3-dioxygenase IDO1 : Indoleamin-2,3-dioxygenase 1 IDO2 : Indoleamin-2,3-dioxygenase 2 IFN-ỵ : Interferon Ỵ IR : Phổ hồng ngoại MDSC : Te bào ức chế có nguồn gốc dòng tủy MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng mTOR : Mechanistic target of rapamycin NF-kB : Protein kiểm soát phiên mã (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer) NK : Te bào diệt tự nhiên PD-1 : Program cell death 1 PI : 4-Phenylimidazol s : Vạch đơn trong phổ NMR (singlet) t : Vạch ba trong phổ NMR (triplet) TAM : Đại thực bào liên quan đến khối u TEA : Triethylamin TDO : Tryptophan-2,3-dioxygenase TF-0 : Trasnforming growth factor p TLC : Sắc ký lóp mỏng Treg : Tế bào T điều hòa ỏ : Độ dịch chuyển hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.
Danh mục hóa chất sử dụng trong nghiên cứu. Cách pha các dung dịch thử sinh học. Chỉ số hóa lý và hiệu suất tổng hợp các chất Va-d. Giá tri Rf và nhiệt độ nóng chảy (t°nc) của các dẫn chất Va-d.
Giá tri phổ MS của các chất mục tiêu Va-d. Dữ liệu phổ IR của các chất Va-d. Dữ liệu phổ cộng hưởng từ ‘H-NMR của các dẫn chất Va-d. Dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR của cácdẫn chất Va-dError! Bookmarl Bảng 3.
Kết quả thử ức chế ĨDO1 của Va-d. 36 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Con đường kynurenin. Sự dung nạp miễn dịch của tế bào ung thư.
Ảnh hưởng của sự thiếu hụt trytophan đến sự dung nạp miễn dịch do IDO1. Co chế gây ra sự dung nạp miễn dịch của IDO1. Cấu trúc phức hợp IDO1-PI và lối vào kênh nhậpxuất cơ chất. Mô hình cấu trúc các chất ức chế IDO1.
Công thức một số chất ức chế IDO1 mang khung indol. Công thức một số chất ức chế IDO1 mang khung imidazol. Công thức một số chất ức chế IDO1 thuộc nhóm V-hydroxyamidin. Các chất ức chế IDO1 mang khung indazol.
Các chất ức chế IDO1 mang khung 6-aminoindazol. Phổ TR của chất Va. Phổ MS của chất Va. Phổ ’H-NMR của chất Va.
Phổ 13C-NMR của chất Va. Quá trình tạo amid nhờ tác nhân acyl hóa. Cơ chế tạo acyl clorid từ acid carboxylic bằng SOC12. Phản ứng amid hóa one-pot với SOC12 có mặt TEA trong DCM.
Cơ chế tạo acyl clorid với (COC1)2 có mặt DMF. Cơ chế khử hóa nhóm nitro thơm với kim loại trong môi trường acid. Cơ chế oxy hóa Sn(II) thành Sn(IV) tạo ion [HSnC14]'. Khử hóa các dẫn chất indazol bằng SnCl2 trong alcol.
Quy trình tổng hợp chung. Quy trình tổng họp chất II. Quy trình tổng họp chất III. Quy trình tổng họp của các chất IVa-d.
Quy trình tổng họp chất IVa. Quy trình tổng hop chất IVb. Quy trình tổng hop chất IVc. Quy trình tổng họp chất IVd.
Quy trình tổng họp của các chất Va-d. Quy trình tổnghợp chất Va. Quy trình tổnghợp chất Vb. Quy trình tổnghợp chất Vc.
Quy trình tổnghợp chất Vd. Cơ chế hình thành hai sản phẩm khi alkyl 6-nitro-lH-indazol. Cơ chế thủy phân ester tạo acid. Cơ chế amid hóa tạo các dẫn chất IVa-d.39 ĐẶT VÁN ĐÈ Bệnh ung thư hiện vẫn đang là một gánh nặng bởi số ca mắc lớn cùng tỉ lệ tử vong cao trên toàn thế giới.
Theo tổ chức Y tế Thế giới (WHO), trong năm 2019, ung thư là nguyên nhân gây tử vong đứng thứ nhất hoặc thứ hai tại 112 trong số 183 quốc gia ở đối tượng dưới 70 tuổi [1]. Chính vì vậy, dù vẫn còn nhiều thách thức, việc nghiên cứu các phương pháp điều trị ung thư vẫn đang là một trong những mục tiêu hàng đầu trong việc nghiên cứu và phát triển thuốc. Các tế bào ung thư biểu hiện nhiều kháng nguyên sinh miễn dịch nhưng sự thật là hầu hết chúng đều thoát khỏi hệ thống miễn dịch thông qua nhiều cơ chế [34,53]. Những năm gần đây, liệu pháp miễn dịch được áp dụng trong điều trị ung thư bước đầu đã có thành quả nhất định và mở đường cho việc tìm ra các thuốc mới trong điều trị với cơ chế khác biệt hoàn toàn so với các thuốc hóa trị liệu thông thường [9,35,37].
Bên cạnh sự thành công của các thuốc ức chế các “chốt” kiểm soát miễn dịch, ngăn chặn hoạt động ức chế của tế bào T như program death receptor 1 (PD-1) và cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4 (CTAL-4) [11,12], các chat phân tử nhỏ hướng ức chế enzym indoleamin-2,3-dioxygenase 1 (IDO1) đang nổi lên ở vị trí tiên phong, có vai trò hỗ trợ mạnh mẽ các liệu pháp khác như hóa trị và xạ trị [18]. Indazol là khung cấu trúc quan trọng với hoạt tính sinh học đa dạng, trong đó tác dụng chống ung thư của một số dẫn chất mang khung indazol đã được thử nghiệm và chứng minh [54]. Các nghiên cứu gần đây cũng cho thấy sự kết hợp khung indazol vào cấu trúc các chất ức chế IDO1 cho kết quả hoạt tính ức chế IDO1 và cả hoạt tính kháng tế bào ung thư cao [36,39]. Trên cơ sở đó, nhằm mục đích tìm kiếm và phát triển thêm các hợp chất có hoạt tính ức chế IDO1 và góp phần làm phong phú thêm vào ngân hàng các hoạt chất mang khung indazol, nhóm nghiên cứu tiến hành đề tài “Tổng họp và thử tác dụng ức chế indoleamin-2,3-dioxygenase 1 của một số dẫn chất acetamid mói mang khung 6-amino-lH-indazol” với 2 mục tiêu chính, đó là: 1.
Tồng hợp một số dẫn chất acetamid mới mang khung 6-amino-lH-indazol. Thử tác dụng ức chế IDO1 của các dẫn chất tổng hợp được.1 INDOLEAMIN-2,3-DIOXYGENASE 1 VÀ BỆNH ƯNG THƯ 1. Khái niệm Indoỉeamỉn 2,3 dioxygenase Indoleamin-2,3-dioxygenase (IDO) là một nhóm enzym nội bào chứa nhân hem, tham gia vào quá trình giáng hóa tryptophan (Trp) thông qua việc xúc tác cho phản ứng oxy hóa phân tách vòng pyrol của indol, là bước đầu tiên và giới hạn tốc độ của con đường kynurenin để sản xuất N- formyl-kynurenin. Trong cơ thể, IDO1 có mặt ở nhiều các tế bào, cơ quan (đặc biệt là ở các cơ quan thuộc hệ bạch huyết ngoại vi) bao gồm: tế bào nội mô, tế bào trình diện kháng nguyên (APC), nguyên bào sợi, đại thực bào, tế bào đuôi gai (DC) và cả ở các tế bào ung thư [14,42].
Ở người, enzym này được mã hóa bởi gen IDO nằm trên nhiễm sẳc thể số 8 [20]. Tòng hợp protein í Formic acid Tryptophanyl-tRNA synthetase (WARS1/WARS2) N-formylkynurenine L-Kynurenine L-Tryptophan Kynurenine formamidase Con đường Serotonin Hình 1. Con đường kynurenin Trên thực tế, ngoài IDO còn có thêm enzym khác cũng tham gia chuyển hóa Trp là tryptophan-2,3-dioxygenase (TDO). Trong khi TDO được phân bố rộng rãi ở cả sinh vật nhân thực và vi khuẩn, IDO chỉ giới hạn ở động vật có vú và nấm men [55].
Tuy nhiên, TDO chỉ chuyền hóa được L-tryptophan và tồn tại chủ yếu trong tế bào gan ở cơ thể người với vai trò dị hóa tryptophan dư thừa trong chế độ ăn, còn ĨDO lại thường được tìm thấy ở nhiều mô khác nhau và hoạt động trên nhiều cơ chất tryptophan bao gồm D-tryptophan, L-tryptophan, 5-hydroxy-tryptophan, tryptamin, serotonin [31]. 2 IDO cũng có 2 loại là IDO1 và IDO2. Biểu hiện IDO2 cũng được tìm thấy ở DC của người nhưng không phổ biến như IDO1 và hoạt tính chỉ từ 3-5% so với IDO1 [4]. Vai trò sinh lý của IDO2 vẫn chưa được làm rõ và cũng rất ít kết quả cho thấy mối liên quan giữa IDO2 và khối u.
Chính điều này các nghiên cứu tập trung sâu hơn về vai trò và tầm quan trọng của 1DO1 đến sự hình thành, phát triển khối u, cách các tế bào ung thư có được sự dung nạp miễn dịch cũng như khai phá thêm những khía cạnh chưa được làm sáng tỏ của enzym này. Biêu hiện của IDO được điêu hòa bởi tín hiệu của phức hợp miên dịch trong các tế bào có nguồn gốc từ dòng tủy (MDSC) khác nhau bao gồm các DC và đại thực bào cũng như tế bào nội mô, trung mô tế bào mô đệm và nguyên bào sợi [38]. Có thể kể đến như các các cytokin viêm interferon tuýp II (IFN-ỵ), các lipopolysaccharid (LPS) cũng như yếu tố hoại tử khối u-a (TNFa). Điều này giải thích tại sao biểu hiện IDO tăng lên trong các bệnh viêm nhiễm hoặc đặc biệt trong quá trình hình thành khối u [25].
Nghiên cứu chỉ ra rằng, có sự chênh lệch giữa biểu hiện của IDO1 ở các mô ung thư và các mô khỏe mạnh, cụ thể IDO1 được biểu hiện quá mức ớ 50% các khối u. Sự biếu hiện này cũng khác nhau giữa các loại ung thư, ví dụ, sự biếu hiện của IDO1 trong ung thư cổ tử cung nhiều hơn rất nhiều so với cổ tử cung bình thường và so với các loại ung thư khác [4J. Gần đây, tỉ lệ kynurenin/tryptophan được coi như một dấu hiệu dự đoán tiên lượng và tiến triến của bệnh ung thư [14, 27]. IDO1 và sự dung nạp miên dịch Tế bào ác tính Giám sát miền dịch Trạng thái cân bằng miễn dịch miền dịch (Bệnh tiến triển) BỊ loai bò bời hê thống miền dịch Sự phát triên bệnh ung thư Hình 1.