Đặt vấn đề HIV là căn bệnh thế kỷ có khả năng tấn công và phá hủy hệ miễn dịch của cơ thể, xảy ra trên toàn thế giới, để lại nhiều hậu quả nghiêm trọng. Tuy nhiên, vẫn chưa có phương pháp điều trị dứt điểm cho căn bệnh này trong khi số người mắc bệnh vẫn tăng lên. Theo số liệu của của Đài quan sát sức khỏe toàn cầu GHO (Global Health Observatory), từ khi khởi phát dịch HIV đến năm 2019, số người nhiễm virus HIV đã lên đến 79,3 triệu người với khoảng 33,6 triệu người tử vong vì HIV/AIDS [1]. Trên toàn cầu, có khoảng 38 triệu người đang sống với HIV.
Tại Việt Nam, theo Cục Phòng, chống HIV/AIDS, số người nhiễm HIV hiện đang còn sống được báo cáo đến thời điểm 30/9/2021 là 212.769 trường hợp [2]. Số người nhiễm HIV tử vong lũy tích tính từ đầu vụ dịch đến nay là 108.849 trường hợp. Hiện nay, điều trị nhiễm HIV bằng thuốc kháng HIV (ARV- Antiretroviral). Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO), mặc dù thuốc ARV giúp cứu sống và cải thiện cuộc sống cho bệnh nhân HIV/AIDS, nhưng trong quá trình sử dụng vẫn thường xảy ra các vấn đề liên quan đến an toàn thuốc, đặc biệt là các phản ứng có hại (ADR- Adverse Drug Reaction) nghiêm trọng xuất hiện trong thời gian ngắn hoặc dài.
Các ADR này làm giảm tuân thủ điều trị của bệnh nhân dẫn tới thất bại điều trị và làm tăng khả năng xuất hiện virus kháng thuốc. Bên cạnh đó, các liệu pháp điều trị HIV bằng ARV đều sử dụng kết hợp ít nhất hai loại thuốc ARV dạng uống do vấn đề kháng thuốc và do hấp thu kém, sinh khả dụng của thuốc không cao (saquinavir mesilat hấp thu khoảng 30 - 40% và bị chuyển hóa mạnh ở gan, nên sinh khả dụng chỉ là 4% khi uống) [3] Nhằm khắc phục các nhược điểm trên, sử dụng hệ phụ trợ chất mang kích thước nano mang thuốc ARV nhằm mục đích đem lại hiệu quả vượt trội so với dạng bào chế thông thường như: tác dụng kéo dài, giảm độc tính…dựa trên các dược chất sẵn có. Dendrimer PAMAM là một loại vật liệu nanopolyme có cấu trúc và trình tự không gian lặp đi lặp lại nhiều lần ở cấp độ nano. Trái ngược với các polymer tuyến tính, dendrimer PAMAM có các nhóm chức được kiểm soát chính xác và tinh chỉnh được.
Dendrimer có nhiều hiệu ứng y sinh tích cực trong cơ thể sống như: (1) có cấu trúc phân 2 tử ở mức độ chính xác cao; (2) có cấu trúc đa dạng và linh hoạt; (3) có tính chất hóa – sinh đặc biệt và đa hóa trị [4]. Sau khi biến tính với các polyme ưa nước có tính tương hợp sinh học cao, không độc, không gây miễn dịch là methoxy polyethyleneglycol [5] và pluronic, dendrimer PAMAM biến tính có khả năng tránh được sự loại bỏ khỏi hệ tuần hoàn bởi lưới nội chất, đồng thời tăng lượng thuốc dẫn truyền thông qua cơ chế hấp phụ trên bề mặt hạt, cuốn vào và liên kết với các nhóm chức bên trong hạt. Điều này không chỉ giúp vận chuyển thuốc thụ động đến đúng mục tiêu, tác dụng hiệp đồng của các ARV khi mang thuốc phối hợp giúp giảm kháng thuốc, giảm lượng thuốc sử dụng, giảm độc tính và giảm số lần sử dụng do tác dụng kéo dài. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng ARV có thể được mang bên trong các dendrimer PAMAM biến tính như một hệ thống phân phối thuốc Trên cơ sở đó, chúng tôi đề xuất luận án: “Nghiên cứu tổng hợp, biến tính bề mặt hệ nano dendrimer polyamidoamin mang thuốc kháng virus HIV”.
Mục tiêu nghiên cứu Tổng hợp hệ nano dendrimer PAMAM biến tính với methoxy polyethylen glycol (mPEG) và pluronic F127 (F127) mang thuốc kháng virus HIV tạo hệ dẫn truyền thuốc HIV đơn và HIV kết hợp có khả năng phóng thích kéo dài. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án Điều chế dendrimer đến thế hệ G3.0 và các dẫn xuất của G3. Xác định cấu trúc các dẫn xuất bằng phương pháp FTIR, 1H-NMR, GPC, MS và MS dựa trên phổ 1H-NMR Xây dựng và thẩm định phương pháp xác định AZT, 3TC, TDF và RTV trong hệ dẫn truyền thuốc đơn và phối hợp bằng phương pháp HPLC-PDA. Đánh giá hiệu suất dẫn truyền, khả năng dẫn truyền của ARV@G3.0@mPEG và ARV@G3.
Khảo sát giải phóng hoạt chất từ hệ dẫn truyền thuốc ARV@G3.0@mPEG và ARV@G3.0@F127 trong 4 môi trường pH 1,2; pH 4,5; pH 6,8; và pH7,4. Thử độc tính tế bào trên dòng tế bào fibroblast và thử hoạt tính sinh học (hoạt tính ức chế pepsin) của dendrimer PAMAM G3.0@mPEG và ARV@G3. Đóng góp mới của luận án Luận án đã dẫn truyền 4 hoạt chất AZT, 3TC, TDF và RTV trên chất mang nano dendrimer PAMAM sau biến tính với các polymer sinh học là G3.0@F127, tạo các hệ dẫn truyền thuốc đơn và hệ dẫn truyền thuốc phối hợp kháng HIV Luận án đã xây dựng phương pháp xác định AZT, 3TC, TDF, RTV trong hệ dẫn truyền thuốc đơn. Đặc biệt xác định đồng thời AZT, 3TC và TDF, RTV trong các hệ dẫn truyền phối hợp, cung cấp bộ dữ liệu thẩm định phương pháp chứng minh sự phù hợp của phương pháp HPLC-PDA đã xây dựng trên hệ dẫn truyền thuốc đơn và thuốc phối hợp Khả năng tải thuốc của hệ G3.0@mPEG do pluronic F127 trong cấu trúc có 65 nhóm PO có tính kỵ nước nên các tương tác kỵ nước của thuốc sẽ tương tác với nhóm PO của F127 do vậy lượng thuốc được đóng gói nhiều hơn.
Kết quả khảo sát giải phóng hoạt chất từ ARV@G3.0@mPEG và ARV@G3.0@F127 trong 4 môi trường pH 1,2; pH 4,5; pH 6,8 và pH 7,4 cho thấy có khả năng phóng thích kéo dài và có hoạt tính ức chế pepsin trên hệ dẫn truyền thuốc AZT và RTV 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu mới của nghiên cứu sinh có ý nghĩa khoa học cho sự phát triển của các hệ chất mang nano dẫn truyền thuốc kháng virus HIV giúp giảm độc tính, có tác dụng kéo dài và đặc biệt cho phép phát triển các liệu pháp kết hợp trong việc dẫn truyền kết hợp các ARV Kết quả đạt được của luận án đóng góp ý nghĩa quan trọng trong việc định hướng nghiên cứu phát triển hệ dẫn truyền thuốc điều trị HIV/AIDS kết hợp nhằm hỗ trợ việc tuân thủ điều trị của bệnh nhân trong việc uống thuốc hàng ngày kéo dài suốt đời với bệnh mãn tính và đe dọa tính mạng như HIV/ AIDS, qua đó cải thiện việc tuân thủ điều trị giúp giảm chi phí và nguồn lực xã hội trong chiến lược điều trị HIV/ AIDS. Virus HIV/AIDS và thuốc điều trị 1. Virus HIV/AIDS Virus HIV (gồm HIV-1 và HIV-2) thuộc vào họ Retroviridae, giống Lentivirus.
Những virus này có dạng hình cầu, có vỏ, kích thước hạt virus 80 -100 nm về đường kính, genom chứa ARN chuỗi đơn. Quá trình sao chép acid nucleic của chúng (ARN) tạo ra chuỗi đôi cDNA (ADN bổ sung) qua trung gian của enzyme reverse transcriptase. Sự hình thành dạng tiền virus ở chromosom của tế bào vật chủ là một bước bắt buộc trong chu kỳ phát triển của chúng [6] Genom của HIV có kích thước 9,8 kb (kilobase), gen mã hoá của các HIV có 3 đoạn lớn đó là đoạn gen gag mã hoá cho sự tổng hợp cho các protein cấu trúc của lõi của virus, gen pol mã hoá cho sự hình thành các protein enzyme của virus (integrase, reverse transcriptase/RNase, protease) và đoạn gen env mã hoá cho sự hình thành các glycoprotein của vỏ virus (gp 120, gp 41). Nhiều đoạn gen nhỏ mã hoá cho các protein có vai trò trong quá trình nhiễm trùng và phát triển của virus trong tế bào [6].
• Chu kỳ sinh học của HIV trong tế bào: Sau khi xâm nhập vào cơ thể, HIV bắt đầu tấn công một loại tế bào trong máu có tên là tế bào CD4 (hay lympho bào T4). Chu trình của HIV trong tế bào vật chủ bao gồm các bước (xem Hình 1:1) Hình 1. Chu trình nhân bản HIV (1) Xâm nhập vào tế bào 5 Để xâm nhập vào tế bào, gp120 của HIV gắn vào các receptor của tế bào gồm phân tử CD4+ và receptor CCR5 (2) Sao chép ngược từ ARN thành AND Trong nguyên tương của tế bào ARN sợi đơn của virus được sao mã ngược để trở thành ADN chuổi đôi qua trung gian của enzyme reverse transcriptase (3) Tích hợp vào bộ gen của tế bào vật chủ ADN chuỗi đôi tạo thành được chuyển vào nhân tế bào và tích hợp vào nhiễm sắc thể của tế bào, gọi là tiền virus (provirus), qua trung gian của enzym integrase (4) Sao chép và dịch mã gen của virus ADN tiền virus là bản nền (template) cho việc tạo ra ARN của virus mới và ARN thông tin cho sự tổng hợp protein của virus (5) Tổ hợp và xâm nhiễm các tế bào khác Sự tổ hợp và hình thành virus mới xảy ra ở màng tế bào. Ở đây ARN mới tạo thành của virus được gói trong các protein của lõi capsid.
Capsid tiếp đó nhận được vỏ ngoài khi hạt virus đi qua màng tế bào bằng phương thức đẩy từ từ hạt virus ra ngoài như sự nảy mầm cây [6]. Ở người lớn khỏe mạnh số lượng CD4 dao động khoảng 500 - 1500 tế bào/mm3 máu. Ở người mắc HIV, nếu CD4 ở mức từ 350 - 500 tế bào/mm3 máu tức là hệ miễn dịch suy giảm nhẹ. Nếu CD4 ≤ 200 tế bào/mm3 máu đồng nghĩa với việc hệ miễn dịch bị suy giảm nặng, HIV chuyển sang AIDS và không có khả năng chống đỡ các bệnh nhiễm trùng thông thường, cơ thể xuất hiện các bệnh nhiễm trùng cơ hội, ung thư và chính các bệnh này thường là nguyên nhân gây tử vong cho người bệnh [7].
Lịch sử phát triển liệu pháp điều trị HIV/AIDS Năm 1985, thuốc điều trị HIV đầu tiên được phát triển và đưa vào thử nghiệm lâm sàng là azidothymidin (AZT, sau này gọi là zidovudin) - một dẫn chất thuộc nhóm ức chế enzym sao chép ngược tương tự nucleosid (NRTI). Mặc dù vẫn còn những hạn chế và tác dụng phụ (như giảm bạch cầu, thiếu máu, viêm cơ, buồn nôn và nôn), AZT đã được phê duyệt vào năm 1987 để điều trị cho những bệnh nhân nhiễm HIV mức độ nặng [8]. Năm 1995, việc nghiên cứu ra lamivudin (3TC) đã đem đến một bước tiến mới trong điều trị HIV/AIDS. Trong khi sự kháng thuốc diễn ra nhanh chóng với các liệu pháp đơn trị liệu, lamivudin đã có tác dụng hiệp đồng với các nucleosid khác và khả 6 năng dung nạp tương đối tốt.
Tuy nhiên, vẫn không có phối hợp kép nào có thể kiểm soát lây nhiễm HIV được lâu dài [8].
