Đánh giá tác dụng ức chế enzym her2 của các hợp chất isoflavone trong định hướng điều trị ung thư vú bằng phương pháp docking phân tử

hàng rào máu não nếu giá trị BBB < -1 và có thể vượt qua BBB nếu có giá trị

> 0.3. Nếu log PS > -2, hợp chất có thể đi vào hệ thần kinh trung ương và ngược lại nếu có giá trị < -3. Vì hầu hết các loại thuốc được chuyển hóa bởi các enzym cytochrom P450, cho nên cần phải biết liệu chất đó có ức chế hệ enzym này hay không, để xác định khả năng chất đó khi đưa vào cơ thể có ảnh hưởng đến dược động học của thuốc dùng kèm [82].

Chất vận chuyển cation hữu cơ 2 (OCT2) đóng một vai trò quan trọng trong quá trình thải trừ các dạng ion hóa của thuốc và các hợp chất nội sinh ở thận vì nó 37 vận chuyển các chất từ máu vào tế bào ống thận như là bước đầu tiên trong quá trình thải trừ. Việc biết một hợp chất có phải là chất nền cho OCT2 hay không là rất có giá trị, đó là dự đoán kiểu loại bỏ của nó. 2 hợp chất tiềm năng đều không phải chất vận chuyển cation hữu cơ 2. Dự đoán độc tính của các hợp chất là rất quan trọng để đưa ra ý tưởng về các nguy cơ có thể xảy ra và giúp phát hiện liều lượng an toàn nhất của hợp chất đã cho. Độc tính AMES được dùng để đánh giá khả năng gây đột biến DNA của vi khuẩn S. typhi, có thể gây ung thư. Kênh kali ở tim được mã hóa bởi gen hERG bị ức chế sẽ dẫn đến hội chứng QT dài và có nguy cơ đột tử. Vì vậy, cần tránh những chất có khả năng ức chế hERG. Liều gây chết cấp tính ở chuột được biểu thị bằng LD50 là liều được tiêm cùng một lúc và gây ra cái chết cho 50% số động vật trong thử nghiệm, với mức liều > 2 mol/kg được coi là an toàn. Genistein đáp ứng giá trị LD50 còn Biochain chỉ gần đáp ứng tiêu chí này.

Kết luận

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Từ kết quả nghiên cứu trình bày ở trên, chúng tôi rút ra những kết luận

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 57 trang tài liệu này.

1. Từ 60 hợp chất Isoflavone thu thập được và tải về từ thư viện Pubchem, có 35 hợp chất đáp ứng năng lượng liên kết với vị trí hoạt động 3pp0.

2. Trong 35 hợp chất đó, có 20 chất thỏa mãn quy tắc 5 Lipinski về đặc tính giống thuốc. Sau đó dựa vào phân tích ADMET về dược động học và độc tính chọn được 2 hợp chất ưu việt nhất là: Genistein (ID: 5280961) và Biochanin A (ID: 5280373)

Kiến nghị

Kết luận của nghiên cứu này được đưa ra dựa trên kết quả của quá trình sàng lọc ảo in silico, có thể còn nhiều hạn chế như sai số trong quá trình và sự khác biệt giữa mô hình máy tính với thực nghiệm. Vì vậy, để tiếp tục phát triển các kết quả nghiên cứu của khóa luận trong tìm kiếm các hợp chất isoflavone có tác dụng ức chế men HER2 định hướng điều ung thư vú, chúng tôi đề xuất:

1. Tiến hành nghiên cứu thêm về các chất đã sàng lọc được trên in vitro, in vivo: thử hoạt tính, tính an toàn ở các nồng độ hoặc nghiên cứu cải thiện tính thấm của hợp chất.

2. Tiếp tục áp dụng mô hình sàng lọc in silico cho các nghiên cứu phát triển thuốc điều trị ung thư vú đối với các đích khác, nhóm hợp chất khác.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Hyuna Sung PhD,Jacques Ferlay MSc. “Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries”. 2021. DOI: https://doi.org/10.3322/caac.21660.

[2] Freddie Bray PhD. “The ever-increasing importance of cancer as a leading cause of premature death worldwide”. 2021. DOI: https://doi.org/10.1002/cncr.33587.

[3] American Cancer Society. Breast Cancer Facts & Figures 2005.

[4] American Cancer Society. Breast Cancer Facts & Figures 2021.

[5] DeSantis CE, Ma J, Goding Sauer A, et al. “Breast cancer statistics, 2017, racial disparity in mortality by state”. CA Cancer J Clin. 2017;67(6):439–448.

[6] Wang Z. “ErbB Receptors and Cancer”. Methods Mol Biol. 2017;1652:3-35. doi: 10.1007/978-1-4939-7219-7_1. PMID: 28791631.

[7] Subramaniam D, He AR, Hwang J, Deeken J, Pishvaian M, Hartley ML, Marshall JL. “Irreversible multitargeted ErbB family inhibitors for therapy of lung and breast cancer”. Curr Cancer Drug Targets. 2015;14(9):775-93. doi: 10.2174/1568009614666141111104643. PMID: 25435079.

[8] Sarkar FH, Li Y. “Soy isoflavones and cancer prevention”. Cancer Invest. 2003;21(5):744-57. doi: 10.1081/cnv-120023773. PMID: 14628433.

[9] Valachovicova T, Slivova V, Bergman H, Shuherk J, Sliva D. “Soy isoflavones suppress invasiveness of breast cancer cells by the inhibition of NF-kappaB/AP-1- dependent and -independent pathways”. Int J Oncol. 2004 Nov;25(5):1389-95. PMID: 15492830.

[10] Seyed Mostafa Nachvak, Shima Moradi. “Soy, Soy Isoflavones, and Protein Intake in Relation to Mortality from All Causes, Cancers, and Cardiovascular Diseases: A Systematic Review and Dose–Response Meta-Analysis of Prospective Cohort Studies”. 2019, DOI: https://doi.org/10.1016/j.jand.2019.04.011.

[11] Viet Nam Breast Cancer. The Global Cancer Observatory. 2021.

[12] Breast Cancer. Centers for Disease Control and Prevention.

[13] McDonald ES, Clark AS, Tchou J, Zhang P, Freedman GM. Clinical “Diagnosis and Management of Breast Cancer”. Journal of Nuclear Medicine. 2016 Feb;57 Suppl 1:9S- 16S. doi: 10.2967/jnumed.115.157834. PMID: 26834110.

[14] Fuller MS, Lee CI, Elmore JG. “Breast cancer screening: an evidence-based update”. Med Clin North Am. 2015;99:451–468.

[15] Berry DA, Cronin KA, Plevritis SK, et al. “Effect of screening and adjuvant therapy on mortality from breast cancer”. N Engl J Med. 2005;353:1784–1792.

[16] Friedewald SM, Rafferty EA, Rose SL, et al. “Breast cancer screening using tomosynthesis in combination with digital mammography”. JAMA. 2014;311:2499–2507.

[17] Horner MJ, Ries LAG, Krapcho M, Neyman N, Aminou R, Howlader N, Altekruse SF, Feuer EJ, Huang L, Mariotto A, Miller BA, Lewis DR, Eisner MP, Stinchcomb DG,

Edwards BK (eds). “SEER Cancer Statistics Review, 1975-2006”, National Cancer Institute. Bethesda, MD, https://seer.cancer.gov/csr/1975_2006/.

[18] American Cancer Society. Overview: breast cancer. Survival rates for breast

cancer. http://www.cancer.org/docroot/CRI/content/CRI_2_2_3X_Survival_rates_for_brea st_cancer_5.asp. Accessed April 8, 2010.

[19] American Cancer Society. Breast Cancer Facts & Figures 2017-

2018. www.cancer.org/content/dam/cancer-org/research/cancer-facts-and-statistics/breast- cancer-facts-and-figures/breast-cancer-facts-and-figures-2017-2018.pdf. Accessed June 13, 2019.

[20] Watkins EJ. “Overview of breast cancer”. Journal of the American Academy of Physician Assistants. 2019 Oct;32(10):13-17. doi: 10.1097/01.JAA.0000580524.95733.3d. PMID: 31513033.

[21] Chew H.K. Adjuvant therapy for breast cancer: who should get what? West. J. Med. 2001;174(4):284–287.

[22] De Matteis A, Nuzzo F, D'Aiuto G, Labonia V, Landi G, Rossi E, Mastro AA, Botti G, De Maio E, Perrone F. “Docetaxel plus epidoxorubicin as neoadjuvant treatment in patients with large operable or locally advanced carcinoma of the breast: a single-center, phase II study”. 2002 Feb 15;94(4):895-901. doi: 10.1002/cncr.20335.abs. PMID: 11920456.

[23] Bộ Y Tế (2020) “Hướng dẫn chẩn đoán và điều trị ung thư vú”.

[24] Hiệp hội ung thư Việt Nam (2021) ‘’Ung thư vú và những điều bạn không nên bỏ qua’’.

[25] Greene FL, Page DL, Fleming ID, et al, eds. “breast”. American Joint Committee on Cancer,Part VII. 2002:223-240. doi:10.1007/978-1-4757-3656-4_25

[26] U.S. Preventive Services Task Force. Chemoprevention of breast cancer: recommendations and rationale. Rockville, Md.: Agency for Healthcare Research and Quality; July 2002. http://www.ahrq.gov/clinic/3rduspstf/breastchemo/breastchemorr.htm. Accessed February 8, 2010.

[27] National Comprehensive Cancer Network. NCCN clinical practice guidelines in oncology: breast cancer. Version 1. 2010. October 2009.http://www.nccn.org/professionals/physician_gls/pdf/breast.pdf (subscription required). Accessed February 8, 2010.

[28] Trần Văn Thuấn (2014). Điều trị bệnh ung thư vú, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội.

[29] Nguyễn Văn Hiếu (2015). Ung thư học, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội.

[30] Clarke M, Collins R, Darby S, et al.; “Early Breast Cancer Trialists’ Collaborative Group (EBCTCG). Effects of radiotherapy and of differences in the extent of surgery for early breast cancer on local recurrence and 15-year survival: an overview of the randomised trials”. Lancet. 2005;366(9503):2087–2106.

[31] Slamon DJ, Godolphin W, Jones LA, Holt JA, Wong SG, Keith DE, Levin WJ, Stuart SG, Udove J, Ullrich A, et al. “Studies of the HER-2/neu proto-oncogene in human breast

and ovarian cancer”. Science. 1989 May 12;244(4905):707-12. doi: 10.1126/science.2470152. PMID: 2470152.

[32] Olivia Pagani, Meredith M. “Randomized comparison of adjuvant aromatase inhibitor (AI) exemestane (E) plus ovarian function suppression (OFS) vs tamoxifen (T) plus OFS in premenopausal women with hormone receptorpositive (HR+) early breast cancer (BC): Joint analysis of IBCSG TEXT and SOFT trials”. J Clin Oncol. 2015.

[33] Hope R (2015). “Hormonal Therapy for Early-Stage Breast Cancer in Premenopausal Women”. 2015 ASCO Annual Meeting, accessed: 12/06/2016.

[34] Mauri D, Pavlidis N, Ioannidis JP. “Neoadjuvant versus adjuvant systemic treatment in breast cancer: a meta-analysis”. J Natl Cancer Inst. 2005;97(3):188–194.

[35] Balduzzi S, Mantarro S, Guarneri V, et al. “Trastuzumab-containing regimens for metastatic breast cancer”. Cochrane Database Syst Rev. 2014;2014(6):CD006242. Published 2014 Jun 12. doi:10.1002/14651858.CD006242.pub2.

[36] Metzger, Brigitte et al. “The human epidermal growth factor receptor (EGFR) gene in European patients with advanced colorectal cancer harbors infrequent mutations in its tyrosine kinase domain.” BMC medical genetics vol. 12 144. 25 Oct. 2011, doi:10.1186/1471-2350-12-144

[37] Tabatabaeian, Hossein & Sadeghi, Samira & Hojati, Zohreh. “The Molecular Role of Human Epidermal Growth Factor 2 (HER2) In Breast Cancer”. International Journal of Analytical, Pharmaceutical and Biomedical Sciences. 2015. 4. 78-91.

[38] Schechter AL, Stern DF, Vaidyanathan L, et al. “The neu oncogene: an erb-B-related gene encoding a 185,000-Mr tumour antigen”. Nature. 1984;312(5994):513‐516.

[39] Slamon DJ, Clark GM, Wong SG, Levin WJ, Ullrich A, McGuire WL. “Human breast cancer: correlation of relapse and survival with amplification of the HER-2/neu oncogene”. Science. 1987;235(4785):177‐182.

[40] Prabhakar C.N. “Epidermal growth factor receptor in non-small cell lung cancer”. Transl Lung Cancer Res. 2015;4:110–118. doi: 10.3978/j.issn.2218- 6751.2015.01.01.

[41] Harari D, Yarden Y. “Molecular mechanisms underlying ErbB2/HER2 action in breast cancer”. Oncogene. 2000;19(53):6102–14.

[42] Harbeck N, Gnant M. “Breast cancer”. The Lancet. 2017;389:1134– 1150.

[43] Geyer CE, Forster J, Lindquist D. “Lapatinib plus capecitabine for HER2-positive advanced breast cancer”. N Engl J Med. 2006 Dec 28;355(26):2733-43. doi: 10.1056/NEJMoa064320. Erratum in: N Engl J Med. 2007 Apr 5;356(14):1487. PMID: 17192538.

[44] Shah M, Nunes M.R, Stearns V. “CDK4/6 Inhibitors: Game changers in the management of hormone receptor–positive ad-vanced breast

cancer?”. Oncology. 2018;32:216–222.

[45] Zimmer A.S., Gillard M., Lipkowitz S., Lee J.M. “Update on PARP inhibitors in breast cancer”. Curr. Treat. Options Oncol. 2018;19:21. doi: 10.1007/s11864-018-0540-2.

[46] Sriwiriyajan S., Sukpondma Y.. “(−)-Kusunokinin and piperloguminine from Piper nigrum: An alternative option to treat breast cancer”. Biomed.

Pharmacother. 2017;92:732–743. doi: 10.1016/j.biopha.2017.05.130.

[47] Miadokova, E. “Isoflavonoids–an overview of their biological activities and potential health”. Interdisc Toxicol. 2009. 2 (4). 211–218.

[48] U. Engelhardt, P. Winterhalter. “COUNTERCURRENT CHROMATOGRAPHY | Flavonoids”. Encyclopedia of Separation Science, Academic Press, 2007, Pages 1-9, ISBN 9780122267703, https://doi.org/10.1016/B978-012226770-3/10718-6.

[49] Jackson RL, Greiwe JS, Desai PB, Schwen RJ. “Single-dose and steady-state pharmacokinetic studies of S-equol, a potent nonhormonal, estrogen receptor β-agonist being developed for the treatment of menopausal symptoms”. Menopause. 2011 Feb;18(2):185-93. PMID: 21341397.

[50] Ganry, O. (2002). “Phytoestrogen and breast cancer prevention”. European Journal of Cancer Prevention, 11(6), 519–522. doi:10.1097/00008469-200212000-00002.

[51] Ferreira L. G., et al. (2015), "Molecular docking and structure-based drug design strategies", Molecules, 20(7), 13384-13421.

[52] Jain A.N. (2006), "Scoring functions for protein-ligand docking", Current Protein and Peptpde Science, 7(5), pp.407-420.

[53] Lipinski C. A. (2004), "Lead-and drug-like compounds: the rule-of-five revolution",

Drug Discovery Today: Technologies, 1(4), 337-341.

[54] Meng X.-Y., et al. (2011), "Molecular docking: a powerful approach for structure- based drug discovery", Current computer-aided drug design, 7(2), 146-157.

[55] Kim, Sang-Eun & Kawaguchi, Koichiro & Hayashi, Hiroko & Furusho, Katsuhiro & Maruyama, Mitsuo. (2019). “Remission Effects of Dietary Soybean Isoflavones on DSS- Induced Murine Colitis and an LPS-Activated Macrophage Cell Line”. Nutrients. 11. 1746. 10.3390/nu11081746.

[56] Lipinski C. A., et al. (1997), "Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings", Advanced drug delivery reviews, 23(1-3), 3-25.

[57] K. Aertgeerts, R. Skene, J. Yano, B.C. Sang, H. Zou, G. Snell, et al. “Structural analysis of the mechanism of inhibition and allosteric activation of the kinase domain of HER2 protein”. The Journal of biological chemistry 286(21) (2011) 18756.

[58] Zhao TT, Jin F, Li JG, Xu YY, Dong HT, Liu Q, Xing P, Zhu GL, Xu H, Miao ZF. “Dietary isoflavones or isoflavone-rich food intake and breast cancer risk: A meta-analysis of prospective cohort studies”. Clin Nutr. 2019 Feb;38(1):136-145. doi: 10.1016/j.clnu.2017.12.006. Epub 2017 Dec 15. PMID: 29277346.

[59] Kim, Sang-Eun & Kawaguchi, Koichiro & Hayashi, Hiroko & Furusho, Katsuhiro & Maruyama, Mitsuo. “Remission Effects of Dietary Soybean Isoflavones on DSS-Induced Murine Colitis and an LPS-Activated Macrophage Cell Line”. Nutrients. 2019. 11. 1746. 10.3390/nu11081746.

[60] Wu, Chongming & Shen, Jingyao & He, Pingping & Chen, Yan. “The α-Glucosidase Inhibiting Isoflavones Isolated from Belamcanda chinensis Leaf Extract”. Records of Natural Products. 2012. 6.

[61] Qi LW, Yu QT, Li P, Li SL, Wang YX, Sheng LH, Yi L. “Quality evaluation of Radix Astragali through a simultaneous determination of six major active isoflavonoids and four main saponins by high-performance liquid chromatography coupled with diode array and evaporative light scattering detectors”. J Chromatogr A. 2006 Nov 17;1134(1- 2):162-9. doi: 10.1016/j.chroma.2006.08.085. Epub 2006 Sep 18. PMID: 16982063.

[62] Xiao HB, Krucker M, Albert K, Liang XM. “Determination and identification of isoflavonoids in Radix astragali by matrix solid-phase dispersion extraction and high- performance liquid chromatography with photodiode array and mass spectrometric detection”. J Chromatogr A. 2004 Apr 2;1032(1-2):117-24. doi: 10.1016/j.chroma.2003.09.032. PMID: 15065786.

[63] Blicharski, Tomasz and Oniszczuk, Anna. "Extraction Methods for the Isolation of Isoflavonoids from Plant Material" Open Chemistry, vol. 15, no. 1, 2017, pp.34-

45. https://doi.org/10.1515/chem-2017-0005.

[64] Borquez, Jorge & Kennelly, Edward & Simirgiotis, Mario. (2013). “Activity guided isolation of isoflavones and hyphenated HPLC-PDA-ESI-ToF-MS metabolome profiling of Azorella madreporica Clos. from northern Chile”. Food Research International. 52. 288–297. 10.1016/j.foodres.2013.02.055.

[65] Pistelli L, Giachi I, Potenza D, Morelli I. “A new isoflavone from Genista corsica”. J Nat Prod. 2000 Apr;63(4):504-6. doi: 10.1021/np990282k. PMID: 10785424.

[66] Lee A. “Tucatinib: First Approval”. Drugs. 2020 Jul;80(10):1033-1038. doi: 10.1007/s40265-020-01340-w. PMID: 32548668.

[67] Gohlke H., et al. (2000), "Knowledge-based scoring function to predict protein-ligand interactions", Journal of molecular biology, 295(2), 337-356.

[68] Kim, N., Thi Thuy, N., Hong Minh, P., Kim Thu, D., & Thanh Tung, B. 2021 Mar 10. “Screening Bioactive Compounds from Allium sativum as HER2 Inhibitors Targeting Breast Cancer by Docking Methods”. VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences. Date accessed: 29 may 2022. doi: https://doi.org/10.25073/2588- 1132/vnumps.4295.

[69] S. Kim, J. Chen, T. Cheng, A. Gindulyte, J. He, S. He, et al. “PubChem in 2021: new data content and improved web interfaces”. Nucleic Acids Res 49(D1) (2021) D1388.

[70] E.F. Pettersen, T.D. Goddard, C.C. Huang, G.S. Couch, D.M. Greenblatt, E.C. Meng, et al. “UCSF Chimera--a visualization system for exploratory research and analysis”. Journal of computational chemistry 25(13) (2004) 1605.

[71] G.M. Morris, R. Huey, W. Lindstrom, M.F. Sanner, R.K. Belew, D.S. Goodsell, et al. “AutoDock4 and AutoDockTools4: Automated docking with selective receptor flexibility”. Journal of computational chemistry 30(16) (2009) 2785.

[72] M.D. Hanwell, D.E. Curtis, D.C. Lonie, T. Vandermeersch, E. Zurek, G.R. Hutchison. “Avogadro: an advanced semantic chemical editor, visualization, and analysis platform”. Journal of cheminformatics 4(1) (2012) 17.

[73] Tien N. T., et al. (2018), "Predicting binding modes and affinities for non-nucleoside inhibitors to HIV-1 reverse transcriptase using molecular docking", Science and Technology Development Journal-Natural Sciences, 2(1), 53-58.

[74] Tung B. T., et al. (2020), "Screening Virtual ACE2 Enzyme Inhibitory Activity of Compounds for COVID-19 Treatment Based on Molecular Docking", VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, 36(4).

[75] Pires D. E., et al. (2015), "pkCSM: predicting small-molecule pharmacokinetic and toxicity properties using graph-based signatures", Journal of medicinal chemistry, 58(9), 4066-4072.

[76] Jianzong Li, Haiyang Wang, Junjie Li, Jinku Bao,1 and Chuanfang Wu1. “Discovery of a Potential HER2 Inhibitor from Natural Products for the Treatment of HER2-Positive Breast Cancer”.Accepted 2016 Jun 28.

[77] C. Prakash, A. Kamel, D. Cui, R.D. Whalen, J.J. Miceli, D. Tweedie. “Identification of the major human liver cytochrome P450 isoform(s) responsible for the formation of the primary metabolites of ziprasidone and prediction of possible drug interactions”. Br J Clin Pharmacol 49 Suppl 1(Suppl 1) (2000) 35S

[78] Jaiswal N, Akhtar J, Singh SP; Badruddeen, Ahsan F. “An Overview on Genistein and its Various Formulations”. Drug Res (Stuttg). 2019 Jun;69(6):305-313. doi: 10.1055/a- 0797-3657. Epub 2018 Dec 5. PMID: 30517965.

[79] Sakla MS, Shenouda NS, Ansell PJ, Macdonald RS, Lubahn DB. “Genistein affects HER2 protein concentration, activation, and promoter regulation in BT-474 human breast cancer cells”. Endocrine. 2007 Aug;32(1):69-78. doi: 10.1007/s12020-007-9006-1. Epub 2007 Oct 2. PMID: 17992604.

[80] Shin SB, Woo SU, Chin YW, Jang YJ, Yim H. “Sensitivity of TP53-Mutated Cancer Cells to the Phytoestrogen Genistein Is Associated With Direct Inhibition of Plk1 Activity”. J Cell Physiol. 2017 Oct;232(10):2818-2828. doi: 10.1002/jcp.25680. Epub 2017 Apr 10. PMID: 27861885.

[81] Mahmoud M, Abdollah MRA, Elsesy ME, Abou El Ella DA, Zada SK, Tolba MF. The natural isoflavone Biochanin-A synergizes 5-fluorouracil anticancer activity in vitro and in vivo in Ehrlich solid-phase carcinoma model. Phytother Res. 2022 Mar;36(3):1310- 1325. doi: 10.1002/ptr.7388. Epub 2022 Feb 2. PMID: 35112408.

[82] Belal A. (2018), "Drug likeness, targets, molecular docking and ADMET studies for some indolizine derivatives", Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences, 73(11), 635-642.