BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

MAI BÍCH THOA
TỔNG HỢP PAMAM LAI HÓA PEG MANG
THUỐC 5-FLUOROURACIL VÀ KHẢO SÁT
HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ IN VIVO
TRÊN CHUỘT
LUẬN VĂN THẠC SĨ
2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

MAI BÍCH THOA
TỔNG HỢP PAMAM LAI HÓA PEG MANG
THUỐC 5-FLUOROURACIL VÀ KHẢO SÁT
HOẠT TÍNH CHỐNG UNG THƯ IN VIVO
TRÊN CHUỘT
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên Ngành: HÓA HỮU CƠ
Mã ngành: 60 44 27
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS NGUYỄN CỬU KHOA
2011
Luận văn thạc sĩ
LỜI CẢM ƠN

Sau gần một năm nghiên cứu và làm việc với sự cố gắng và nỗ lực của bản thân cộng
với sự giúp đỡ của tất cả mọi người, luận văn thạc sĩ đã được hoàn thành. Tôi xin
chân thành biết ơn sâu sắc đến:
PGS.TS. Nguyễn Cửu Khoa, Viện Trưởng Viện Công Nghệ Hóa Học -Viện

1.1.3 Chống chỉ định 3
1.1.4 Liều lượng và cách dùng 3
1.2 BỆNH UNG THƯ50, 53 5
1.2.1 Nguyên nhân ung thư 5
1.2.2 Các loại ung thư 5
1.2.3 Điều trị ung thư 6
1.2.4 Những khó khăn trong hóa trị liệu điều trị ung thư1, 25, 36, 46 6
1.2.5 Chất mang polymer - liệu pháp mới điều trị ung thư 9
1.2.6 Một số polymer dùng làm chất mang vận chuyển và phân phối thuốc
5-fluorouracil4, 5, 9, 10, 15, 16, 18, 19, 24, 26, 28, 29, 31, 32, 35, 48, 49 10
1.3 DENDRIMER - NANOCARRIER CHO ĐIỀU TRỊ BỆNH UNG THƯ 14
1.3.1 Giới thiệu về dendrimer 14
1.3.1.1 Khái niệm34, 42 14
1.3.1.2 Cấu trúc phân tử45 14
1.3.1.3 Tính chất8, 27, 30, 41 15
1.3.2 Giới thiệu về dendrimer PAMAM42, 43 17
1.3.3 Tương tác dendrimer PAMAM - thuốc6, 13, 11, 17, 23, 33, 47 18
Mai Bích Thoa Trang ii
Luận văn thạc sĩ
1.3.3.1 Thuốc tương tác với các thành phần core và nhánh bên trong của
dendrimer13, 17, 23, 33 19
1.3.1.2 Thuốc tương tác với các nhóm bề mặt dendrimer6, 11, 47 19
1.3.4 Tính tương hợp sinh học của dendrimer PAMAM12, 20, 22, 27, 37 20
1.3.5 Sự tăng cường hiệu quả mang và nhả thuốc của sự lại hóa PEG7, 14, 21,
25, 36, 38, 40 22
1.3.6 Sự định hướng của chất mang PAMAM - MPEG đến tế bào ung thư30, 39,
46, 51 26
Chương 2 NGHIÊN CỨU 31
2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 31
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

PHỤ LỤC 1
Mai Bích Thoa Trang iv
Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADR Adriamycin
DMF Dimethylformamide
DNA Deoxyribonucleic acid
DPD Dihydropyrimidine dehydrogenase
EDA Ethylenediamine
FA Folic acid
5-FU 5-Fluorouracil
EPR Enhanced Permeability and Rentention Effect
1H NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance
IR Infrared
LMWH Low molecular weight heparin
MPEG Monomethoxy polyethylene glycol
MTX Methotrexate
NPC p-Nitrophenyl chloroformate
PACA Alkylcyanoacrylate
PAMAM Polyamidoamine
PEG Polyethylene glycol
PGL Poly(glutaraldehyde)
PMMA Polymethylmethacrylate
RNA Ribonucleic acid
TEA Triethylamine
THF Tetrahydrofuran
Mai Bích Thoa Trang v
Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC CÁC BẢNG

Hình 18 Máy cô quay chân không 37
Hình 19 Tủ hút chân không 38
Hình 20 Máy đo phổ IR 38
Hình 21 Sản phẩm MPEG – p-nitrophenyl carbonate 45
Hình 22 Phổ 1H NMR của MPEG p - nitrophenyl carbonate 46
Hình 23 Sản phẩm PAMAM G3.0-MPEG 5000 47
Hình 24 Công thức PAMAM G3.0-MPEG 48
Hình 25 Phổ 1H NMR của PAMAM G3.0–MPEG 48
Hình 26 Sản phẩm PAMAM G3.0 - MPEG-5-FU 50
Hình 27 Phổ IR của 5-FU (A), PAMAM G3.0-MPEG (B), PAMAM G3.0-MPEG-5-
FU (C) 51
Mai Bích Thoa Trang vii
Luận văn thạc sĩ
Hình 28 Phổ 1H NMR của PAMAM G3.0-MPEG (A)
và PAMAM G3.0–MPEG-5-FU (B) 52
Hình 29 Ảnh chụp TEM của PAMAM G3.0-MPEG 53
Hình 30 Ảnh TEM của 5-FU nang hóa trong PAMAM G3.0-MPEG 53
Hình 31 Phần trăm lượng thuốc phóng thích theo thời gian 55
Hình 32 Kết quả phân tích khối u bằng phương pháp Flow cytometry với kháng thể
kháng HLA 56
Hình 33 Chuột mang khối u tế bào ung thư người MCF7 57
Hình 34 Biểu đồ so sánh phần trăm giảm thể tích khối u ở các lô thí nghiệm 58
Hình 35 Chuột mang khối u vào ngày 0 (a) và sau 15 ngày điều trị bằng thuốc (b) 58
Mai Bích Thoa Trang viii
Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC

Mai Bích Thoa Trang ix
Luận văn thạc sĩ
MỞ ĐẦU

1.1.1 Dược lý và cơ chế tác dụng
Fluorouracil là thuốc chống chuyển hóa pyrimidine có fluor. Khi fluorouracil
chuyển hóa theo con đường đồng hóa, thuốc phong bế phản ứng methyl hóa
deoxyuridylic acid thành thymidylic acid. Do đó fluorouracil cản trở sự tổng hợp
deoxyribonucleic acid (DNA) và ức chế sự tạo thành ribonucleic acid (RNA). Vì DNA
và RNA cần thiết cho sự phân chia và phát triển tế bào, mà fluorouracil lại gây ra thiếu
thymine, nên làm cho sự phát triển mất cân bằng và tế bào bị chết. Hiệu quả thiếu hụt
DNA và RNA càng rõ nét ở các tế bào phát triển nhanh và tốc độ fluorouracil thâm
nhập vào tế bào càng nhanh.
Fluorouracil thường dùng tiêm tĩnh mạch và có nửa đời chuyển hóa ngắn. Mặc
dù thuốc vẫn có hoạt tính khi uống, nhưng sinh khả dụng không ổn định. Sau khi tiêm
tĩnh mạch, thuốc phân bố vào các khối u, niêm mạc tiêu hóa, tủy xương, gan và các
mô khác trong khắp cơ thể. Mặc dù ít tan trong mỡ nhưng fluorouracil dễ dàng thấm
qua hàng rào máu - não và phân bố vào dịch não tủy, và các mô não.
Tiêm tĩnh mạch, nửa đời thải trừ trung bình khỏi huyết tương khoảng 16 phút
(từ 8 đến 20 phút và phụ thuộc vào liều dùng). Không còn thấy thuốc ở dạng nguyên
vẹn trong huyết tương sau khi tiêm tĩnh mạch được 3 giờ. 7-20% thuốc thải trừ ở dạng
không biến đổi qua nước tiểu sau 6 giờ, trong số này tới hơn 90% thải trừ ngay giờ
đầu. Phần còn lại chuyển hóa phân giải ở gan tạo ra các chất (carbon dioxide, urea,
alpha - fluoro - beta - alanine) không có hoạt tính. Các chất này cũng bài xuất qua
nước tiểu sau 3-4 giờ.
Khi dùng tại chỗ, khoảng 6% lượng thuốc được hấp thu nhưng không đủ gây tác
dụng toàn thân.
Mai Bích Thoa Trang 2
Luận văn thạc sĩ
1.1.2 Chỉ định
Fluorouracil có hiệu quả làm thuyên giảm các bệnh carcinom đại tràng, trực
tràng, vú và dạ dày. Thuốc có hiệu quả kém hơn trong điều trị carcinom buồng trứng,
cổ tử cung, bàng quang, gan và tụy.
Dùng ngoài da: Ðiều trị tổn thương da nông ác tính và tiền ác tính, dày sừng tuổi

 Truyền vào động mạch vùng
Việc truyền thuốc liên tục vào động mạch nuôi dưỡng khối u cho kết quả tốt hơn khi
dùng đường toàn thân qua truyền tĩnh mạch, đồng thời giảm được độc tính. Liều
thường dùng 5-7,5 mg/kg/ngày.
 Phối hợp với tia xạ
Sự phối hợp này có hiệu quả tốt trong một vài loại tổn thương di căn ở phổi và có tác
dụng giảm đau cho những trường hợp tái phát không thể mổ được. Dùng theo liều
thông thường.
 Ðường uống
Có thể dùng nang hoặc dung dịch uống. Không dùng đường uống khi dùng
fluorouracil lần đầu tiên như thuốc duy nhất để điều trị tạm thời carcinom.
Dùng đường uống có thể có lợi trong: điều trị tạm thời cùng phối hợp với các
thuốc khác; điều trị duy trì dài ngày, tuần một lần; điều trị phòng ngừa sau phẫu thuật,
tuần một lần; có chỉ định dùng fluorouracil, nhưng không thể tiêm được.
Liều duy trì là 15 mg/kg, mỗi tuần một lần. Trong điều trị tạm thời, để đạt tác
dụng điều trị nhanh hơn, dùng liều 15 mg/kg/ngày, trong 6 ngày liền. Sau đó dùng liều
duy trì 15 mg/kg/lần/tuần. Liều mỗi ngày không quá 1 g. Nên uống thuốc sau bữa ăn,
với nước.
Có thể trộn dung dịch thuốc với nước quả hoặc nước uống khác ngay trước khi
uống để che vị khó chịu. Không được pha uống làm nhiều lần.
Mai Bích Thoa Trang 4
Luận văn thạc sĩ
1.2 BỆNH UNG THƯ
50, 53
Ung thư là một nhóm các bệnh liên quan đến việc phân chia tế bào một cách
không kiểm soát và những tế bào đó có khả năng xâm lấn những mô khác bằng cách
phát triển trực tiếp vào mô lân cận hoặc di chuyển đến các cơ quan xa hơn (di căn).
Các nhà khoa học cho rằng lối sống hiện đại, mức độ ô nhiễm do các ngành
công nghiệp chính là nhân tố gây nên căn bệnh này. Theo thống kê hiện nay, ung thư
là nguyên nhân của 1/3 số ca tử vong trên thế giới và là nguyên nhân thứ hai gây tử

 U hắc tố do rối loạn của tế bào sắc tố.
1.2.3 Điều trị ung thư
Ung thư có thể được điều trị bằng phẫu thuật, hóa trị liệu, xạ trị liệu, miễn dịch
trị liệu hay các phương pháp khác. Việc chọn lựa phương pháp điều trị phụ thuộc vào
vị trí và mức độ (grade) của khối u, giai đoạn của bệnh, cũng như tổng trạng của bệnh
nhân. Một số điều trị ung thư thực nghiệm cũng đang được phát triển.
 Hóa trị liệu là điều trị ung thư bằng thuốc chống ung thư có khả năng tiêu diệt
tế bào ung thư. Hóa trị liệu được sử dụng trong các trường hợp sau:
 Không thể phẫu thuật hay xạ trị như bệnh bạch cầu (leukemia) và u lympho bào
(lymphoma).
 Ung thư đã di căn nhiều nơi, không thể cắt bỏ triệt để hoặc không thể cắt bỏ
khối u được nữa. Tia xạ cũng chỉ có thể dùng ở những nơi lớn, tập trung.
 Điều trị bổ sung với phẫu thuật giải tỏa u hoặc phòng ngừa sau khi cắt bỏ hoàn
toàn khối u.
Thuốc chống ung thư can thiệp vào phân bào theo các cách khác nhau, ví dụ như
sự sao chép DNA hay quá trình phân chia các nhiễm sắc thể mới được tạo thành. Hầu
hết các dạng hóa trị đều nhắm vào các tế bào phân chia nhanh chóng và không đặc
hiệu cho tế bào ung thư. Vì vậy, hóa trị có khả năng làm tổn thương các mô lành, đặc
biệt là các mô có tần suất thay thế nhanh chóng (ví dụ như niêm mạc ruột). Những tế
bào này thường tự sửa chữa sau khi hóa trị.
1.2.4 Những khó khăn trong hóa trị liệu điều trị ung thư
1, 25, 36, 46
 Độc tính của các thuốc trị ung thư
1
Mai Bích Thoa Trang 6
Luận văn thạc sĩ
Tác dụng của các thuốc chữa ung thư không đặc hiệu. Các thuốc chữa ung thư
có tác dụng độc, ngăn cản sự phân bào của các tế bào ung thư, nhưng đồng thời cũng
gây độc với cả tế bào lành. Hơn nữa, hầu hết thuốc trị ung thư có hệ số trị liệu thấp
(khoảng cách giữa liều điều trị và liều gây độc tính nhỏ), chúng có thể gây ảnh hưởng

Cơ chế tế bào ung thư kháng thuốc gồm:
 Làm giảm sự thâm nhập của thuốc vào các tổ chức ung thư.
 Làm giảm sự tích lũy của thuốc, thải trừ thuốc ra khỏi tế bào ung thư bằng các
“bơm” P - glycoprotein trên màng tế bào.
 Làm giảm hoạt tính của thuốc bằng cách chuyển hóa các phân tử thuốc.
 Làm biến đổi protein mục tiêu và các yếu tố cần để thuốc tác động lên tế bào
ung thư.
 Tăng cường sửa chữa DNA sai hỏng do tác động của thuốc.
 Tăng tổng hợp protein để vẫn đảm bảo cho việc phân chia tế bào mặc dù bị
thuốc tác động.
Sự kháng thuốc có thể đặc hiệu cho một loại thuốc nhất định, nhưng cũng như sự
kháng kháng sinh, các tế bào ung thư cũng có hiện tượng kháng thuốc chéo.
 Hiệu quả điều trị thấp
1, 25, 36
Do phần lớn thuốc trị ung thư ít tan trong nước nên khả năng hấp thu thuốc vào
cơ thể qua đường uống kém. Lượng thuốc đi vào tuần hoàn chung ở dạng còn hoạt tính
thấp. Tiêm truyền là một phương pháp tốt hơn, bảo đảm được lượng thuốc xâm nhập
vào tuần hoàn chung. Tuy nhiên, tiêm truyền trong thời gian dài gây đau và tổn thương
mạch máu cho bệnh nhân.
Khi thuốc vào được tuần hoàn chung thì chỉ một phần nhỏ lượng thuốc đến được
đích tác dụng, phần còn lại phân bố vào các cơ quan khác hoặc bị chuyển hóa tại gan
hay bị thải trừ ở thận dẫn đến nồng độ thuốc tại cơ quan đích rất thấp, không phát huy
được tác dụng.
Ví dụ: đối với 5-FU, khi tiêm tĩnh mạch, nửa đời thải trừ trung bình khỏi huyết
tương khoảng 16 phút (từ 8 đến 20 phút). Không còn thấy thuốc ở dạng nguyên vẹn
trong huyết tương sau khi tiêm tĩnh mạch được 3 giờ. 7-20% thuốc thải trừ ở dạng
không biến đổi qua nước tiểu sau 6 giờ, trong số này tới hơn 90% thải trừ ngay giờ
đầu. Phần còn lại chuyển hóa phân giải ở gan tạo ra các chất (carbon dioxide, urea,
alpha - fluoro - beta - alanine) không có hoạt tính. Các chất này cũng bài xuất qua
Mai Bích Thoa Trang 8

Mai Bích Thoa Trang 9
Luận văn thạc sĩ
đó thuốc sẽ đi vào hệ tuần hoàn máu thuận lợi hơn, tăng sinh khả dụng của thuốc, tăng
thời gian bán thải của thuốc.
Hình 1 Mô hình polymer dẫn thuốc của Ringsdorf
36
Polymer được sử dụng làm hệ thống dẫn thuốc phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
 Có tính tương hợp sinh học, không độc đối với cơ thể.
 Giảm các tác dụng phụ có hại nhưng vẫn duy trì được đặc tính của thuốc.
 Giảm lượng thuốc cần dùng nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả điều trị.
 Giảm độ thanh thải, tăng thời gian tuần hoàn thuốc trong cơ thể.
 Kiểm soát được lượng thuốc sử dụng, tăng khoảng thời gian giữa các lần dùng
thuốc, tạo cho bệnh nhân sự thoải mái khi điều trị.
1.2.6 Một số polymer dùng làm chất mang vận chuyển và phân phối
thuốc 5-fluorouracil
4, 5, 9, 10, 15, 16, 18, 19, 24, 26, 28, 29, 31, 32, 35, 48, 49
 Chuỗi hạt alginate
4
Polysaccharide như alginate là một copolymer tự nhiên, được hình thành từ
glucuronic acid và manuronic acid. Alginate được sử dụng rộng rãi trong các ngành
thực phẩm, mỹ phẩm, dược và y sinh nhờ vào đặc tính hình thành dạng gel khi có sự
hiện diện của các cation đa hóa trị. Một ví dụ điển hình là hệ gel trên nền nước của
sodium alginate cùng với cation hóa trị II (Ca
2+
) được dùng làm chất vận chuyển thuốc
trong cơ thể người.
Mai Bích Thoa Trang 10
Luận văn thạc sĩ
Hạt alginate mang 5-FU có đường kính 1-2 mm được tạo ra bằng phương pháp
gel hóa alginate với cation calcium. Dung dịch nước sodium alginate 1-2% (w/v) và

của hydrogel ở pH 1,0. Tại giá trị pH 7,4 tốc độ nhả 5-FU tăng đáng kể cùng với sự
Mai Bích Thoa Trang 11
Luận văn thạc sĩ
trương nở của mạng lưới hydrogel, một lượng thuốc mang xấp xỉ 90% được nhả ra sau
10 h.
 Guar gum
26
Guar gum là chất mang có tiềm năng trong việc mang thuốc chuyên trị bệnh
đường ruột kết, là dẫn xuất của polysaccharide từ hạt của Cyamopsis tetragonolobus
(thuộc họ Leguminosae). Trong công thức cấu tạo guar gum bao gồm liên kết (1→6)
giữa các mạch thẳng (1→4)-β-D-mannopyranosyl với α-D-galactopyranosyl. Trong
các công thức tạo thuốc, guar gum được sử dụng như một tá dược, chất mang, chất ổn
định.
Một công thức làm thuốc viên rất có triển vọng để chuyên dùng mang thuốc
5-FU đến ruột kết đã được phát triển bởi Krishiah và cộng sự. Các viên thuốc nén chứa
80% guar gum có khả năng mang thuốc 5-FU cho các vùng trong ruột kết, do chúng
chỉ nhả khoảng ≈ 2.4% lượng thuốc trong môi trường sinh lý của dạ dày và ruột non.
Hơn thế nữa, công thức thuốc này không hề có sự thay đổi về vẻ ngoài vật lý, lượng
thuốc mang, hoặc cấu trúc hòa tan khi lưu trữ ở điều kiện nhiệt độ 40°C (độ ẩm trong
phòng 75%) trong 6 tháng.
 Gelatin
32
Gelatin một polymer ưa nước có nhiều ưu điểm như không độc, tương thích sinh
học và có đặc tính nhả thuốc ổn định. Mặc dù nghiên cứu khả năng ứng dụng của hạt
gelatin trong điều trị ung thư đang còn hạn chế, một số nghiên cứu gần đây chứng
minh được tiềm năng của chất mang này trong việc mang thuốc chống ung thư nhờ
vào khả năng nhả thuốc, phân phối thuốc sinh học và các tính chất tái sinh tế bào. Sau
đây là phương pháp tạo các hạt cầu micro mang 5-FU trên nền gelatin. Quá trình tổng
hợp bao gồm đưa dung dịch thuốc (5-FU trong nước, pH 7,4) vào dung dịch gelatin
trước khi phân tán trong polymethylmethacrylate (PMMA) bằng khuấy cơ. Một trong

gan, phổi và ruột (≈ 65% lượng thuốc được gắn kết ban đầu).
 Poly(α-malic acid)
35
Poly(malic acid) là một dạng lactide polyester tan trong nước, phân hủy sinh học
và không gây ảnh hưởng đến gen, có nhóm thế carboxylic acid dễ dàng biến tính để sử
dụng như một polymer phân huỷ sinh học dùng cho chất mang thuốc. Ohya và cộng sự
đã tổng hợp poly(α-malic acid)-5-FU-saccharide liên hợp bằng cách gắn 5-FU và một
số loại đường saccharide (galactosamine, glucosamine, N-acetyl-D-glucosamine,
manose và mannosamine) lên poly(α-malic acid). Polymer liên hợp thu được có hiệu
quả chống lại P-388 Leukemia trên chuột và không có biểu hiện độc tố trong liều sử
Mai Bích Thoa Trang 13
Luận văn thạc sĩ
dụng (200-800 mg/kg). Poly(α-malic acid)-5FU-glactosamine liên hợp có hiệu quả
chống lại sự phát triển của tế bào ung thư gan tốt hơn so với các loại polymer liên hợp
khác nhờ khả năng tương tác của galactose với các thụ thể trên tế bào gan.
 Dendrimer
49
Vào năm 1984, Donald A. Tomalia, giám đốc Trung tâm Công Nghệ Sinh Học
Nano trường Đại học Michigan và các cộng sự, đã tổng hợp thành công một loại
polymer mới - dendrimer. Dendrimer là một polymer có cấu trúc cầu đa nhánh với
kích thước và khối lượng phân tử xác định, khác hẳn các polymer mạch thẳng và mạch
nhánh thông thường, rất phù hợp ứng dụng làm chất mang trong lĩnh vực y sinh học.
Với mục đích này Zhuo và các cộng sự đã tổng hợp dendrimer với core
1,4,7,10-tetraazacyclododecane mang thuốc 5-FU. Kết quả nghiên cứu cho thấy độc
tính của thuốc giảm xuống và sự nhả thuốc chậm. Sau đây là một số thông tin về
dendrimer:
1.3 DENDRIMER - NANOCARRIER CHO ĐIỀU TRỊ BỆNH
UNG THƯ
1.3.1 Giới thiệu về dendrimer
1.3.1.1 Khái niệm