Luận án Tiến sĩ: Sàng lọc phân tử gắn IL-6/IL-6R & đánh giá lý sinh - Trần Quế Hương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƢỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRẦN QUẾ HƢƠNG NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC CÁC CẤU TRÚC PHÂN TỬ NHỎ CÓ KHẢ NĂNG GẮN KẾT IL-6, IL-6R VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GẮN KẾT BẰNG CÁC PHƢƠNG PHÁP LÝ SINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƢỢC HỌC TP. HỒ CHÍ MINH, Năm 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƢỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRẦN QUẾ HƢƠNG NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC CÁC CẤU TRÚC PHÂN TỬ NHỎ CÓ KHẢ NĂNG GẮN KẾT IL-6, IL-6R VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GẮN KẾT BẰNG CÁC PHƢƠNG PHÁP LÝ SINH NGÀNH: HÓA DƢỢC MÃ SỐ: 9720203 LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƢỢC HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. LÊ MINH TRÍ TP. HỒ CHÍ MINH, Năm 2024 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy GS.

Lê Minh Trí. Cảm ơn Thầy đã định hướng nghiên cứu và hỗ trợ mọi mặt trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Thầy GS. Thái Khắc Minh, TS.

Nguyễn Quốc Thái, các thầy cô trong Bộ môn Hóa dược, bộ môn Hóa sinh đã tạo điều kiện tốt nhất về cả tinh thần và cơ sở vật chất để luận án được thực hiện đúng tiến độ. Đặc biệt, trong thời gian thực hiện luận án, tôi vô cùng biết ơn Thầy GS. Thái Khắc Minh đã giúp đỡ tận tình để các công trình khoa học của luận án được chấp nhân đăng trên các tạp chí quốc tế uy tín. Luận án được hoàn thiện về cả nội dung và hình thức chính nhờ sự góp ý tận tâm và tích cực từ các thầy cô trong hội đồng đánh giá bộ môn Hóa dược, hội đồng đánh giá cấp cơ sở và phản biện độc lập.

Chân thành cảm ơn các quý thầy cô rất nhiều. Cảm ơn quý thầy cô ở Trường Đại học Kỹ thuật Y-Dược Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình công tác để luận án có thể hoàn thành đúng hạn. Cảm ơn Thúy Nga, Thành Tấn, Thiện Vy, Công Luận, Hoàng Tùng, Đắc Nhân, Quỳnh Hƣơng, Hoàng Nhi, Thanh Phƣơng, Thảo Vy và Kim Hƣng. Cảm ơn các em đã luôn đồng hành cùng chị trong suốt thời gian thực hiện luận án.

Cuối cùng, nếu không có sự hỗ trợ lớn từ gia đình, con đường đến đích ngày hôm nay cũng sẽ lắm chông gai. Tự đáy lòng, con cảm ơn Ba Mẹ đã luôn ở bên động viên con. Cảm ơn Anh và Con đã luôn là hậu phương vững chắc cho cuộc hành trình đầy gian nan và nhiều thử thách, tiếp thêm cho em vô vàn sức mạnh để vượt qua. Trân trọng! TP.

Hồ Chí Minh, ngày.năm 2024 Tác giả Trần Quế Hƣơng ii LỜI CAM ĐOAN Tôi là Nghiên cứu sinh ngành Hóa Dược, khóa 2019 – 2022, xin cam đoan: (1) Luận án là do chính bản thân tôi thực hiện, dưới sự hướng dẫn khoa học của người hướng dẫn; (2) Các tài liệu tham khảo được tôi xem xét, chọn lọc kỹ lưỡng, trích dẫn và liệt kê tài liệu tham khảo đầy đủ; (3) Kết quả trình bày trong luận án được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của bản thân tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ đề tài cùng cấp nào khác. Hồ Chí Minh, ngày.năm 2024 Ngƣời hƣớng dẫn Tác giả thực hiện GS. Lê Minh Trí Trần Quế Hƣơng iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. i LỜI CAM ĐOAN.

ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT– THUẬT NGỮ ANH-VIỆT. v DANH MỤC BẢNG. x DANH MỤC HÌNH. xii ĐẶT VẤN ĐỀ.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Interleukin 6 và đường truyền tín hiệu. Thiết kế thuốc in silico. Các phương pháp thử nghiệm lý sinh đánh giá khả năng gắn kết IL6, IL6R và phối tử.

Thử nghiệm hoạt tính trên tế bào ung thư. Các nghiên cứu liên quan. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Thiết kế nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu. Thời gian và địa điểm nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu và công cụ đo lường. Sàng lọc in silico các chất gắn kết IL6, IL6R tại vị trí I từ các ngân hàng dữ liệu.

Đánh giá in vitro các chất tiềm năng trên khả năng ức chế gắn kết phức hợp IL6/IL6R, khả năng ức chế tăng sinh tế bào ung thư qua trung gian IL6. Sàng lọc in silico các chất gắn kết IL6 tại vị trí IIIa từ các ngân hàng dữ liệu. Sàng lọc in silico các chất gắn kết IL6, IL6R tại vị trí I từ các ngân hàng dữ liệu. Đánh giá in vitro các chất tiềm năng trên khả năng ức chế gắn kết phức hợp IL6/IL6R, khả năng ức chế tăng sinh tế bào ung thư qua trung gian IL6.

Sàng lọc in silico các chất gắn kết IL6 tại vị trí IIIa từ các ngân hàng dữ liệu. 133 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ. 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO. v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT – THUẬT NGỮ ANH-VIỆT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt ACE2 Angiotensin-converting enzyme 2 Enzym chuyển hóa angiotensin 2 AD Alzheimer's disease Bệnh Alzheimer ADMET Absorption, distribution, Hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải metabolism, excretion and toxicity trừ và độc tính Ala Alanine Alanin Asp Aspatic acid Acid aspatic Asn Asparagine Asparagin Arg Arginine Arginin BBB Blood–brain barrier Hàng rào máu não BCR B-cell receptor Thụ thể tế bào B CADD Computer-Aid Drug Design Thiết kế thuốc dựa trên máy tính CBD Cytokin binding domain Miền liên kết cytokin CD80 Cluster of differentiation 80 Cụm biệt hóa 80 CD86 Cluster of differentiation 86 Cụm biệt hóa 86 CNTF Ciliary neurotrophic factor Yếu tố dinh dưỡng thần kinh thể mi CML Chronic myelogenous leukemia Ung thư bạch cầu tủy mạn CLC Cytokine like cardiotrophin Cytokin giống cardiotrophin COPD Chronic obstructive pulmonary Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính disease CSF Cerebrospinal fluid Dịch não tủy CRC Colorectal cancer Ung thư đại tràng CRP C-reactive protein Protein phản ứng C CS Cytokin storm Bão cytokin CSDL Cơ sở dữ liệu CT-1 Cardiotrophin-1 Cardiotrophin-1 Cys Cystein Cystein DC Dendritic cell Tế bào tua vi DB Drugbank Ngân hàng thuốc EGFR Epidermal growth factor receptor Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì ELISA Enzyme linked immunosorbent Thử nghiệm hấp thụ miễn dịch liên assay kết với enzym EPR Electron paramagnetic resonance Quang phổ cộng hưởng thuận từ điện tử IUPAC International Union of Pure and Hiệp hội Hóa học Thuần túy và Ứng Applied Chemistry dụng Quốc tế GP130 Glycoprotein 130 Glycoprotein 130 Gln Glutamine Glutamin Glu Glutamic acid Acid glutamic JAK Janus kinase Janus kinase ICU Intensive Care Unit Đơn vị chăm sóc đặc biệt IL1β Interleukin 1β Interleukin 1β IL6 Interleukin 6 Inteuleukin 6 IL6R Interleukin 6 receptor Thụ thể inteuleukin 6 IL8 Interleukin 8 Interleukin 8 IL10 Interleukin 10 Interleukin 10 IL11 Interleukin 11 Interleukin 8 IL27 Interleukin 27 Interleukin 27 INF β2 Interferon beta 2 Interferon beta 2 ITC Isothermal titration calorimetry Phép đo nhiệt lượng chuẩn độ đẳng nhiệt FDA Food and drug administration Cơ quan quản lý dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ FNIII Fibronectin III Fibronectin loại III HBD Hydrogen bond donor Nhóm cho hydro HBA Hydrogen bond acceptor Nhóm nhận hydro HCC Hepatocellular carcinoma Ung thư biểu mô tế bào ga vii HIA Human intestinal absorption Hấp thu qua đường tiêu hóa ở người HIV Human immunodeficiency virus Vi rút gây suy giảm miễn dịch ở người HTRF Homogeneous Time Resolved Huỳnh quang phân giải theo thời Fluorescence gian HRP Orseradish peroxidase Enzym peroxidase cải ngựa LDB Ligand-based drug design Thiết kế thuốc dựa trên phối tử Leu Leucine Leucin LIF Leukemia inhibitory factor Yếu tố ức chế bệnh bạch cầu Lys Lysine Lysin MAPK Mitogen-activated protein kinase Protein kinase hoạt hóa bằng mitogen MCP-1 Monocyte chemoattractant Protein hóa hấp dẫn đơn bào 1 protein-1 MD Molecular dynamics Động lực học phân tử mIL6R Membrance interleukin 6 receptor Thụ thể interleukin 6 gắn màng MMPBSA Molecular mechanics Poisson– Cơ học phân tử diện tích bề mặt Boltzmann surface area Poisson–Boltzmann MMGBSA Molecular mechanics generalized Cơ học phân tử tổng quát hóa diện Born surface area tích bề mặt Born MS Multiple sclerosis Bệnh đa xơ cứng NCI National Cancer Institute Viện ung thư Quốc Gia NFTs Neurofibrillary tangles Rối loạn sợi thần kinh NF-κB Nuclear factor kappa-light-chain- Yếu tố hạt nhân kappa-tăng cường enhancer of activated B cells chuỗi ánh sáng của các tế bào B được kích hoạt NMR Nuclear magnetic resonance Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NSCLC Non-small cell lung cancer Ung thư phổi không tế bào nhỏ PAR-1 Protease-activated receptor 1 Chất chủ vận thụ thể protease-1 viii PDB Protein Data Bank Ngân hàng dữ liệu Protein PI3K Phosphatidylinositol-3-kinase Phosphatidylinositol-3-kinase Phe Phenylalanine Phenylalanin PLIF Protein-Ligand Interaction Phân tích dấu vân tay tương tác Fingerprinting protein phối tử PLNB Phân lập nội bộ PKB Protein kinase B Protein kinase B PPI Protein-protein interaction Tương tác protein-protein PDGFR The platelet-derived growth factor Thụ thể yếu tố tăng trưởng tiểu cầu receptor Pro Proline Prolin OSM Oncostatin M Oncostatin M SAA Serum Amyloid A Amyloid huyết thanh A SASA Solvent-accessible surface area Diện tích bề mặt có thể tiếp cận được bằng dung môi SBD Structure-based drug design Thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc sIL-6R Solube interleukin 6 receptor Thụ thể interleukin 6 hòa tan SMPPIIs Small-molecule protein-protein Các chất ức chế tương tác protein- interation inhibitors protein phân tử nhỏ SPR Surface plasmon resonance Phổ cộng hưởng plasmon bề mặt STAT Signal transducer and activator of Bộ chuyển đổi tín hiệu và kích hoạt transcription phiên mã SYK Spleen tyrosine kinase Tyrosin kinase lách RA Rheumatoid arthritis Viêm khớp dạng thấp RMSD Root mean square deviation Độ lệch bình phương trung bình RMSF Root mean square fluctuation Dao động bình phương trung bình Rg Radius of gyration Bán kính hồi chuyển TGF-β Transforming growth factor-beta Yếu tố tăng trưởng chuyển dạng- beta ix Th 17 T helper 17 cell Tế bào trợ giúp T 17 Thr Threonine Threonin TR-FRET Time-resolved fluorescence Truyền năng lượng huỳnh quang energy transfer theo thời gian TLR Toll like receptor Thụ thể giống Toll Trp Trytophan Tryptophan TPSA Topological polar surface area Diện tích bề mặt phân cực hình học Topo TYK Tyrosine kinase Tyrosin kinase x DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng 1.

Các acid amin nằm ở bề mặt tương tác của phức hợp IL6/IL6R/gp130. Các thuốc nhắm mục tiêu IL6/IL6R/gp130 và các giai đoạn phát triển lâm sàng. Các nghiên cứu liên quan đến đích tác động IL6, IL6R và gp130. Thông tin cấu trúc phức hợp IL6 với thụ thể IL6R và kháng thể trên RCSB PDB.

Phần mềm được sử dụng trong nghiên cứu. Tương tác giữa các acid amin quan trọng của IL6 với IL6R tại vị trí I. Tương tác giữa các acid amin quan trọng của IL6 và 6F82 tại vị trí I. Kết quả sàng lọc các chất gắn kết IL6, IL6R qua các mô hình 3D-pharmacophore và mô hình gắn kết docking phân tử tại vị trí I.

Điểm số docking chéo của các chất gắn kết IL6 và IL6R tiềm năng tại vị trí I .