Một số nghiên cứu về tác dụng ức chế tế bào ung thư của tiểu phân nano chứa dẫn chất của artemisinin
Tiểu phân nano polyme
Tiểu phân nano PLGA
Với mục đích sử dụng chất mang PLGA bào chế TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) polyme chứa artesunat có tác dụng chống ung thư in vitro trên một số dòng tế bào ung thư người, đã sử dụng phương pháp bốc hơi dung môi từ nhũ tương dầu/nước. TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA bào chế được có khả năng ức chế tốt hơn dạng ARTESUNAT tự do ở các dòng tế bào ung thư người như tế bào ung thư vú MCF-7, tế bào ung thư phổi A549 và tế bào biểu mô SCC-7 [126].
Để cải thiện khả năng kiểm soát giải phóng dược chất và hướng đích tác dụng trong việc chống lại các tế bào ung thư biểu hiện qua thụ thể CD44, Trần Tuấn Hiệp và cộng sự (năm 2016) đã tiến hành bào chế và đánh giá một số đặc tính của TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA-HA. Trong nghiên cứu này, các TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA được bào chế sau đó được bao acid hyaluronic (HA) . TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA-HA khắc phục được độ tan và độ ổn định kém, hơn nữa còn giúp cải thiện tác dụng so với dạng tự do. Độc tính trên các dòng tế bào SCC-7, MCF-7 cho thấy TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA- HA có độc tính trên tế bào ung thư lớn hơn so với ART/PLGA. TP nano
ART/PLGA-HA cho thấy khả năng chống lại sự phát triển của tế bào ung thư cũng như cảm ứng gây chết tế bào theo chương trình tăng lên so với ARTESUNAT tự do và TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA, có thể giải thích do HA có ái lực lớn với thụ thể CD44. Điều đó cho thấy tiềm năng lớn trong việc sử dụng TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA-HA hướng đích điều trị ung thư. Ngoài ra TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA-HA còn giảm sự giải phóng dược chất ―ồ ạt‖ ở giai đoạn đầu từ 60,1% xuống 52,5% trong 8 giờ đầu khi so với TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) ART/PLGA. Sau đó sự giải phóng thuốc gần như duy trì đến 48 giờ với 60% dược chất được giải phóng [153].
Tiểu phân nano polyme khác
Năm 2011, Wang và cộng sự đã tiến hành đánh giá tác động của TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) chứa đồng thời oxid sắt từ và artesunat được bào chế bằng phương pháp polyme hóa lên quá trình tự chết của tế bào bệnh bạch cầu tủy mạn tính K562. Kết quả sau khi ủ với polyme liên hợp của artesunat với TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) Fe3O4 trong 48 giờ, tốc độ ức chế sự phát triển của tế bào K562 tăng lên đáng kể so với các tế bào chỉ ủ với ARTESUNAT (p<0,05) , và tốc độ của quá trình tự chết của tế bào K562 tăng đáng kể so với khi chỉ sử dụng ART. Điều này chứng tỏ các TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) Fe3O4 có thể làm tăng cường hoạt tính của ART. Việc sử dụng hệ polyme liên hợp của artesunat và TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) Fe3O4 đã làm tăng sự biểu hiện các protein bcl-2, bax, bcl-rambo, and caspase-3 và làm giảm bộc lộ protein survivin ở tế bào K562 so với khi chỉ sử dụng ART. Như vậy, các kết quả này có thể lý giải TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) Fe3O4 có thể làm thúc đẩy quá trình tự chết của tế bào do ARTESUNAT và có thể liên quan đến quá trình tăng tiết protein bcl-rambo và giảm tiết protein survivin [163].
Meng H. và cộng sự (năm 2014) đã tiến hành bào chế và đánh giá độc tính TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) dạng tiền thuốc ARTESUNAT với chất mang PEG được methyl hóa (mPEG) . Phức hợp ART-mPEG được hình thành thông qua liên kết ester giữa ARTESUNAT và mPEG. Phức hợp mPEG–ARTESUNAT tạo thành các TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) do bản chất lưỡng cực của nó. Nồng độ micell tới hạn được xác định bằng huỳnh quang. Kết quả cho thấy KTTP trung bình là 88,7 nm, với kích thước này tiểu phân có thể qua các khe hở mạch dẫn vào tế bào ung thư. Thế zeta -12,4 mV giúp kéo dài thời gian tuần hoàn. artesunat được giải phóng từ tiền thuốc nhờ thủy phân liên kết ester. Đánh giá in vitro cho thấy độc tính TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) mPEG-artesunat trên dòng tế bào L1210 và MCF giảm so với artesunat tự do [113].
Gần đây, Liu và cộng sự (năm 2016) đã phát triển hệ đưa thuốc nano hướng đích khối u bằng cách tổng hợp hệ transferrin-8arm-PEG–DHA và tạo nano bằng phương pháp kết tủa. Công thức nano vừa tổng hợp đã làm tăng đáng kể độ tan của DHA (khoảng 102 lần so với DHA tự do) , khả năng nạp thuốc cao (10% DHA) , thời gian tuần hoàn dài, KTTP khoảng 147nm. Độc tính tế bào in vitro và nghiên cứu ức chế sự phát triển khối u in vivo trên chuột gây khối u phổi của tế bào ung thư phổi LLC đã khẳng định hiệu quả của công thức nano có sử dụng transferrin so với DHA tự do và công thức nano không kết hợp transferrin. Do vậy, công thức được phát triển này hứa hẹn là một hệ mang thuốc hướng đích khối u hiệu quả đối với các thuốc chống ung thư không tan trong nước [107].
Liposome
Trong nghiên cứu của Jin và cộng sự (2013) , TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) chứa artesunat dưới dạng liposome đã được bào chế với các thành phần gồm dược chất, cholesterol, lecithin. Tác dụng ức chế tế bào ung thư của hệ đã được đánh giá in vitro thông qua tế bào ung thư gan HepG-2 và tế bào gan bình thường L-O2 và đánh giá in vivo trên chuột được gây thiếu hụt miễn dịch gây ung thư gan. Giá trị IC50 thu được của artesunat nanoliposome và artesunat nguyên liệu đối với tế bào HepG-2 lần lượt là 15,997 và 19,706μg/ml trong khi đó, giá trị IC50 của cùng công thức đối tế bào gan bình thường là L-O2 lần lượt là 100,23 và 105,54μg/ml. Tác dụng ức chế sự phát triển khối u của artesunat nanoliposome và ARTESUNAT nguyên liệu lần lượt là 32,7% và 20,5%. Như vậy, tác dụng ức chế khối u của artesunat nanoliposome trên tế bào ung thư gan HepG-2 mạnh hơn so với artesunat nguyên liệu ở cùng nồng độ [89].
Năm 2013, Zhang và cộng sự đã nghiên cứu công thức liposome chứa các dẫn xuất tổng hợp của artemisinin nhạy cảm với pH. Dược chất từ TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) vẫn còn giữ nguyên trong khi giải phóng đáng kể ở môi trường pH acid đặc trưng ở các khối u rắn. Dược chất trong TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) làm giảm các protein chống lại quá trình tự chết của tế bào như survivin, cyclin D1 ở nồng độ thấp trên các dòng tế bào ung thư vú, đồng thời làm giảm các protein chịu trách nhiệm là tác nhân gây nên bệnh ung thư như HER2, HER3 ở dòng tế bào HER+,…. Như vậy, các dẫn chất artemisinin mới tổng hợp cho thấy đặc tính ức chế sự nhân lên của tế bào ung thư mạnh hơn so với các dẫn chất dime đã biết trước đây [175].
Tiểu phân nano lipid r n
Với mục đích cải thiện tác dụng trên tế bào ung thư vú của ART, Trần Tuấn Hiệp và cộng sự (năm 2015, năm 2016) đã tiến hành bào chế TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) artesunat sử dụng chất mang lipid bằng kỹ thuật đồng nhất hóa nóng và siêu âm. Công thức bào chế tối ưu cho KTTP 117,5 ± 6,1 nm, thế zeta 19,47 ± 0,9 mV, hiệu suất nano hóa là 92,93 ± 1,47%. TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) lipid artesunat cho thấy sự tăng hấp thu trên các tế bào ung thư vú MCF-7, MDAMB-231. Độc tính in vitro trên các tế bào ung thư vú của TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) lipid artesunat cao hơn so với dạng artesunat tự do đã được ghi nhận [151], [152].
Nano fulleren
Năm 2015, Zhang và cộng sự đã phát triển hệ thuốc nano fulleren hướng đích các tế bào khối u với việc gắn thêm các nhóm như acid hyaluronic, tranferrin thông qua quá trình tổng hợp hóa học, sau đó hấp phụ artesunat lên hệ này. Kết quả các thử nghiệm độc tính tế bào in vitro và in vivo trên chuột thiếu hụt miễn dịch được gây khối u đều cho thấy hiệu quả ức chế khối u tăng đáng kể khi dùng TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) artesunat so với artesunat tự do. Điều này có thể liên quan đến sự tăng cường xâm nhập của artesunat vào nội bào và cơ chế được hoạt hóa bởi sự đồng vận chuyển transferrin và ART. Ngoài ra, cùng với việc kích thích bằng tia lase, thể tích khối u tương đối đã giảm một nửa từ 1,72 ± 0,12 xuống 0,84 ± 0,07, từ đó nghiên cứu đã đề xuất phát triển một hướng mới với đa cơ chế trong điều trị các khối u [171].
Nano micell
Năm 2016, Jabbarzadegan và cộng sự đã nghiên cứu bào chế TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) micell chứa arteether sử dụng polyurethan tổng hợp có khả năng nhạy cảm với pH. Phức TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) có thế zeta âm là -26,2 mV, KTTP là 42,30 nm, hiệu suất bao gói là 92%. Đồ thị giải phóng cho thấy tốc độ giải phóng thuốc nhanh hơn ở pH 5,4 so với tốc độ giải phóng ở pH 7,4. Công thức nano bào chế thể hiện khả năng ức chế đáng kể sự phát triển của dòng tế bào ung thư vú chuột 4T1 ở thí nghiệm in vitro và in vivo, đồng thời làm tăng IFN-γ [86].
Như vậy, việc ứng dụng công nghệ nano đối với các dẫn chất artemisinin, trong tương lai sẽ có một tác động đáng kể trong việc phát triển một dạng thuốc thích hợp có công dụng điều trị chứa các dẫn chất artemisinin. Cho đến nay, các kết quả thu được từ các dạng nano hóa rất triển vọng như nhìn chung dược chất ổn định hơn, thời gian giải phóng kéo dài, sinh khả dụng được tăng cường ở các liều thấp hơn và có độ an toàn cao khi sử dụng dài ngày [11].
Qua tổng quan tài liệu cho thấy hiện tại ở Việt Nam, việc áp dụng các loại thuốc có kích thước nano của dẫn chất của artemisinin, đặc biệt là của artesunat nói riêng vẫn còn hạn chế. Việc thiết kế hệ thống phân phối thuốc nano có thể làm tăng độ tan, tăng sinh khả dụng đồng thời đảm bảo độ ổn định của dược chất. Ngoài ra, hệ mang thuốc nano còn đảm bảo phân phối thuốc đến các khối u đích, tránh quá trình opsonin hóa, tránh sự bắt giữ của đại thực bào và sự hoạt hóa bổ thể, thông qua đáp ứng pH, ái lực cao với các tế bào ung thư, hoặc thông qua các thụ thể folat.
ART, một dẫn chất của artemisinin đã thể hiện khả năng ức chế tế bào ung thư in vitro, in vivo và đang đi vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng ở các pha I/II/III cũng như bước đầu thể hiện một vài kết quả lâm sàng đáng chú ý. Việc bào chế TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) artesunat sử dụng polyme PLGA làm chất mang đã góp phần tăng cường tác dụng ức chế tế bào ung thư in vitro đáng kể so với dạng nguyên liệu. Ngoài ra, các TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) chứa dược chất khác thông qua việc thay đổi đặc tính bề mặt của TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) bằng các polyme thân nước cũng đã cho thấy những ưu điểm so với dạng thuốc nano truyền thống.
Vì vậy, đề tài định hướng tạo ra các TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) polyme ART/PLGA và thay đổi đặc tính bề mặt TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) thu được bằng các polyme thân nước. Tiếp theo đưa TP nano chất nhũ hóa Tween 80 (polysorbat 80) polyme vào dạng thuốc tiêm, đồng thời đánh giá hiệu quả chống một số dòng tế bào ung thư người in vitro và in vivo của nano artesunat bào chế được.