Bài giảng Các phương pháp sàng lọc để đánh giá hoạt tính sinh học trong nghiên cứu phát triển thuốc: Chương 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Các phương pháp sàng lọc để đánh giá hoạt tính sinh học trong nghiên cứu phát triển thuốc - Chương 2: Các kỹ thuật thử nghiệm sinh học trong nghiên cứu phát triển thuốc, trình bày các nội dung chính như sau Các bước thử nghiệm sinh học; Lựa chọn các thử nghiệm sinh học. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Các phương pháp sàng lọc để đánh giá hoạt tính sinh học trong nghiên cứu phát triển thuốc: Chương 2

CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT THỬ NGHIỆM SINH HỌC TRONG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUỐC 2.1. Các bước thử nghiệm sinh học 1. Sàng lọc sơ bộ (Prescreenings) 2. Sàng lọc ảo (Virtual /In silico screenings) 3. Thử nghiệm sơ cấp (Primary bioassays) 4. Thử nghiệm đặc hiệu (Secondary bioassays) 5. Thử nghiệm tiền lâm sàng (Preclinical trials) 6. Thử nghiệm lâm sàng (Clinical trials)
2.1.1. Sàng lọc sơ bộ (Prescreenings) Dựa trên kinh nghiệm dân gian, tài liệu tham khảo để lựa chọn các đối tượng mẫu thử nghiệm. 2.1.2. Sàng lọc ảo (Virtual /In silico screenings)  Thiết kế những phân tử thuốc mới;  Nghiên cứu bản chất phân tử của các tương tác thuốc;  Dự đoán HTSH sử dụng các mô hình toán học;  Nghiên cứu dự đoán cơ chế tác dụng, cơ chế gây độc của các hợp chất.
Ví dụ: Xây dựng các mô hình QSAR để dự đoán hoạt tính kháng sốt rét của một số dẫn chất mới trên các chủng Plasmodium falciparum khác nhau. Phương pháp nghiên cứu:  Thu thập dữ liệu gần 1.700 chất thuộc các nhóm cấu trúc khác nhau từ nhiều bài báo.  Ứng dụng thuật toán bình phương tối thiểu từng phần để xây dựng 5 mô hình hồi qui tuyến tính dự đoán hoạt tính kháng sốt rét trên máy tính. Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR): Mối liên hệ định lượng giữa cấu trúc và hoạt tính
Kết quả:  Mô hình QSAR/PLS cho thấy khả năng ứng dụng tốt trong dự đoán hoạt tính kháng sốt rét của một số dẫn chất chalcone. Nhóm –OCH3 có mặt tại các vị trí này sẽ làm tăng O hoạt tính  Kết quả này được sử dụng trong định hướng thiết kế và tổng hợp các phân tử mới có hoạt tính kháng sốt rét mạnh hơn.
MỐI LIÊN HỆ GIỮA XANTHINE OXIDASE VÀ BỆNH GÚT Thức ăn giàu Hoạt chất Bài tiết theo purin nước tiểu Xanthine oxidase Xanthine oxidase Hypoxanthine O2, O2• O2, O2• Xanthine Acid uric H2O H+ H2O H+ > 6.5mg/L ở người lớn Lắng tụ acid uric trong các khớp Bệnh Gút > 6mg/L ở phụ nữ có thai Giảm -2-
GIỚI THIỆU VỀ SAPPANCHALCONE (Thực nghiệm) OH HO OH CH3O O Sappanchalcone Sappanchalcone Cây Tô Mộc Tên KH:Caesalpinia sappan L. IC50 = 3.9 μM O NH N IC50 =2.5 μM N N H Allopurinol -3-
HỢP CHẤT CHALCONE – 1,3-diaryl-2-propen-1-one – Flavonoid thiếu dị vòng C A B – Cô lập: nho, táo, …  Hoạt tính sinh học: O Chalcone  Kháng viêm  Kháng khuẩn  Chống ung thư  Ngăn ngừa đột biến  Ức chế các enzyme đặc hiệu, gốc tự do, … -4-
R3 R6 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ XO R2 R5 IC50 Chất R1 R2 R3 R4 R5 R6 R1 O R4 (µM) 1 H H H H OH OH 40.9 2 OH H OH H H H >100 3 OH H OH H OH OH 4.3 4 OH H OH OH H OH 16.3 5 OMe H OH H OH OH 2.1 6 OH H OH H OH OMe 36.7 Alloprurinol : IC50 = 1.2 (M) 7 OH H OH H OMe OMe >100 8 OH H OMe H OH OH 19.2 9 OMe H OMe H OH OH 2.5 10 OH H OH OH H OMe 21.8 Cina 11 OH OMe H OH OH 2.4 moyl 12 H H H H OH OMe >100 13 H H H H OMe OMe >100 14 OH H OMe H OMe OMe >100 15 OH H OAc H OAc OAc >100 -40-
MỐI QUAN HỆ GIỮA HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME XO VÀ CẤU TRÚC CỦA CÁC CHALCONE • –OH: tăng hoạt tính • –OH: quyết định hoạt • 2’-OMe; 2’, 4’-OMe: tăng hoạt tính tính • 4’-OMe: giảm hoạt tính • 3, 4 –OH > 2, 4-OH • –OCH3 : giảm hoạt tính R3 4' 4 R6 1 1' R2 3' 2' 2 3 R5 R1 O R4 • 3,4-Dihydroxycinamoyl: tăng hoạt tính -41-
2.1.3. Thử nghiệm sơ cấp (Primary bioassays): In vitro In vitro (tiếng Latin, nghĩa là "trong ống nghiệm") là phương pháp sử dụng các hóa chất hoặc các thành phần, hay bộ phận của sinh vật dưới dạng cô lập được khỏi môi trường thông thường của nó, để có thể nghiên cứu và phân tích chi tiết hơn trước khi thực hiện trên sinh vật sống. Ví dụ:  Tế bào, mô;  Protein, DNA, RNA;  Vi khuẩn, nấm
 Thử nghiệm không sinh lý (Non- physiological);  Thử nghiệm dựa theo cơ chế hoặc quá trình hóa sinh ;  Thử nghiệm dựa trên vi sinh vật;  Thử nghiệm dựa trên tế bào;  Thử nghiệm dựa trên mô  Các thử nghiệm in vitro khác
Ví dụ:  Hoạt tính kháng oxi hóa (Antioxidant assays);  Hoạt tính ức chế enzyme (Enzyme inhibition Assays);  Hoạt tính gây độc tế bào (Cytotoxicity Bioassays);  Hoạt tính kháng khuẩn (Antibacterial Bioassays);  Hoạt tính kháng nấm (Antifungal Bioassays);  …………..
Hoạt tính kháng khuẩn (Antibacterial Bioassays)
Hoạt tính kháng oxi hóa (Antioxidant assays) Gốc tự do: là những nguyên tử, phân tử, nhóm nguyên tử có chứa 1 hay nhiều electron tự do ở lớp ngoài cùng ROS Ký hiệu NOS Ký hiệu Superoxide O2●─ Nitric oxide NO● Gốc hydroxyl HO● Nitrogen dioxide NO2● Alkoxyl RO● Acid peroxynitrous ONOOH Gốc peroxyl ROO● Peroxynitrite ONOO─ Hydroperoxide hữu cơ ROOH Hydrogen peroxide H2O2 Singlet oxygen 1O 2 Ozon O3 39
NGUỒN GỐC CỦA GỐC TỰ DO NGUỒN NỘI SINH - Các enzyme thân oxy hóa - Quá trình hô hấp, viêm nhiễm - Các ion kim loại chuyển tiếp NGUỒN NGOẠI SINH - Bức xạ - Ô nhiễm môi trường - Khói thuốc lá - Thuốc trừ sâu... 40
4 VAI TRÒ CỦA GỐC TỰ DO 1 LỢI ÍCH CỦA GỐC TỰ DO TÁC HẠI CỦA GỐC TỰ DO - Di chuyển các điện tử - Stress oxy hóa - Tiêu diệt vi sinh vật có hại - Tấn công vào các đại phân tử - Quét dọn tế bào già, chết - Liên quan tới nhiều bệnh - Tác nhân điều hòa huyết áp
GIỚI THIỆU VỀ CHẤT KHÁNG OXY HÓA CƠ CHẾ KHÁNG OXY HÓA - Tạo rào cản vật lý - Kết hợp hoăc khử hoạt tính - Tạo bẫy hóa học các ion kim loại - Hệ thống xúc tác - Ức chế gốc tự do Cho proton (HAT) Cho electron (SET) → Phương pháp thử HAT →Phương pháp thử SET HO OH 3 1 4 OH HOOC OH HO Vitamin E trans-resveratrol 4 5 Acid gallic OH 2
Hoạt tính gây độc tế bào (Cytotoxicity Bioassays) QUY TRÌNH THỬ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ TUYẾN TỤY - Nuôi cấy trong DMEM hoặc NDM. - Thêm mẫu khảo sát. - Ủ 24 giờ. -Rửa lại với đệm Tế bào PANC-1 Tế bào PANC-1 sau PBS. sau khi ủ 24 giờ và khi ủ 24 giờ với mẫu -Thêm rửa với đệm PBS khảo sát 100 μL -Ủ 3 giờ MTT (1 mg mL-1) -Rửa với đệm PBS Đo quang tại 570 nm 7
Những lưu ý trong thử nghiệm in vitro  Các nhóm nghiên cứu phải có trong thử nghiệm in vitro:  Control: Nhóm không có mẫu thử  Positive control: Nhóm đối chứng (dùng một chất đã được chứng nhận làm thuốc hoặc cho phép sử dụng trong mô hình)  Test sample: Nhóm có mẫu thử nghiệm ở các liều lượng khác nhau
2.1.3. Thử nghiệm đặc hiệu (Secondary bioassays)”: In vivo Thử nghiệm HTSH các chất dẫn đầu trên các mô hình cụ thể để tìm ra ứng cử viên phục vụ cho các thử nghiệm lâm sàng. Làm thí nghiệm trên động vật