Đề 9 – Bài tập, đề thi trắc nghiệm online Hoá dược

Thuốc kháng virus được thiết kế để ức chế các giai đoạn thiết yếu trong chu kỳ nhân lên của virus (ví dụ: xâm nhập tế bào, sao chép vật liệu di truyền, lắp ráp virus). Mục tiêu là kiểm soát sự nhân lên của virus, giảm tải lượng virus và giảm triệu chứng bệnh mà ít gây độc cho tế bào chủ. Tiêu diệt hoàn toàn virus thường khó khăn và không phải là mục tiêu chính của hầu hết các thuốc kháng virus hiện tại.

Nhóm hydroxyl (-OH) là nhóm chức năng phân cực, có khả năng tạo liên kết hydro với nước, do đó làm tăng độ tan trong nước của các hợp chất hữu cơ. Các nhóm alkyl, halogen và nitro thường làm giảm hoặc ít ảnh hưởng đến độ tan trong nước so với hydroxyl.

HTS là một phương pháp sàng lọc tốc độ cao, cho phép kiểm tra hoạt tính sinh học của hàng ngàn đến hàng triệu hợp chất một cách tự động và nhanh chóng. Nó được sử dụng rộng rãi trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển thuốc để xác định các `hit` – các hợp chất có hoạt tính mong muốn và tiềm năng phát triển thành thuốc.

Sinh khả dụng là một thông số dược động học quan trọng, phản ánh lượng thuốc thực tế đi vào tuần hoàn máu và có thể phát huy tác dụng, cũng như tốc độ thuốc hấp thu vào máu. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả điều trị của thuốc.

Kháng thuốc là hiện tượng mà vi sinh vật (ví dụ: vi khuẩn, virus, nấm) hoặc tế bào ung thư trở nên ít nhạy cảm hoặc không còn đáp ứng với thuốc điều trị. Điều này thường xảy ra do sự đột biến gen, thay đổi đích tác dụng, tăng cường cơ chế thải trừ thuốc, hoặc các cơ chế khác giúp chúng tồn tại và phát triển trong môi trường có thuốc.

Tính chọn lọc của thuốc đề cập đến khả năng thuốc ưu tiên liên kết và tác động lên một đích tác dụng cụ thể (ví dụ: một loại receptor hoặc enzyme) hơn là các đích khác. Tính chọn lọc cao giúp giảm thiểu tác dụng phụ do thuốc tác động ngoài ý muốn lên các đích không liên quan.

Thử nghiệm in vitro (trong ống nghiệm) được thực hiện bên ngoài cơ thể sống, thường trên tế bào, mô, enzyme hoặc protein được nuôi cấy hoặc phân lập trong phòng thí nghiệm. Mục đích là đánh giá hoạt tính sinh học, độc tính, cơ chế tác dụng của thuốc ở mức độ tế bào và phân tử trước khi tiến hành thử nghiệm trên động vật sống (in vivo).

Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu nhưng rất phổ biến và quan trọng trong tương tác thuốc - protein. Chúng đóng vai trò chính trong việc xác định độ đặc hiệu và ái lực của thuốc với đích tác dụng. Liên kết ion và Van der Waals cũng góp phần, nhưng liên kết hydrogen thường chiếm ưu thế. Liên kết cộng hóa trị ít phổ biến hơn trong tương tác обратимый thuốc-protein (ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt).

Phân tích tương đồng cấu trúc là một phương pháp tin học sử dụng thuật toán để tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu các hợp chất có cấu trúc tương tự với một phân tử mẫu (ví dụ: một hợp chất `lead` đã biết). Phương pháp này giúp nhanh chóng xác định các hợp chất tiềm năng có thể có hoạt tính tương tự và tiết kiệm thời gian, chi phí trong giai đoạn khám phá thuốc.

Sàng lọc ảo (virtual screening) là một phương pháp tin học sử dụng máy tính và phần mềm chuyên dụng để sàng lọc hàng triệu hợp chất trong các cơ sở dữ liệu hóa học. Mục tiêu là xác định các hợp chất có khả năng liên kết với đích tác dụng mong muốn hoặc có hoạt tính sinh học tiềm năng, từ đó rút ngắn giai đoạn sàng lọc ban đầu và giảm chi phí phát triển thuốc.

Hoá dược học là ngành khoa học liên quan đến việc thiết kế, tổng hợp và phát triển các phân tử thuốc, tập trung vào mối quan hệ giữa cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của thuốc, cũng như ứng dụng của chúng trong điều trị bệnh.

Chuyển hóa thuốc pha 1 chủ yếu bao gồm các phản ứng chức năng hóa, như oxy hóa (thường bởi enzyme cytochrome P450), khử hóa và thủy phân. Các phản ứng này thường làm thay đổi cấu trúc hóa học của thuốc, tạo ra các chất chuyển hóa có thể hoạt tính, không hoạt tính hoặc độc tính hơn. Pha 2 bao gồm các phản ứng liên hợp.

Độ tan của thuốc phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của thuốc (ví dụ: độ phân cực, nhóm chức năng), tính chất của dung môi (ví dụ: độ phân cực của dung môi), và nhiệt độ (thường độ tan tăng khi nhiệt độ tăng). Màu sắc của thuốc không liên quan đến độ tan.

Tiền thuốc là một hợp chất thuốc không hoạt tính hoặc ít hoạt tính được thiết kế để chuyển hóa thành dạng thuốc có hoạt tính trong cơ thể, thường nhằm cải thiện các đặc tính dược động học như hấp thu, phân bố hoặc giảm độc tính.

Enzyme cytochrome P450 (CYP) là một họ enzyme quan trọng, chủ yếu tập trung ở gan, đóng vai trò trung tâm trong quá trình chuyển hóa thuốc pha 1, đặc biệt là các phản ứng oxy hóa. Chúng chịu trách nhiệm cho việc chuyển hóa phần lớn các thuốc hiện nay.

Receptor là các protein đặc hiệu trong cơ thể, đóng vai trò là đích tác dụng của thuốc. Khi thuốc liên kết với receptor, nó kích hoạt hoặc ức chế receptor, từ đó gây ra một loạt các phản ứng sinh hóa và sinh lý dẫn đến tác dụng điều trị.

Liên kết cộng hóa trị với DNA thường là không обратимый do bản chất bền vững của liên kết và vai trò quan trọng của DNA. Các đích tác dụng khác như enzyme, kênh ion, protein vận chuyển thường có thể tạo liên kết обратимый hoặc không обратимый tùy thuộc vào loại thuốc và cơ chế tác dụng.

Phân tích SAR là quá trình nghiên cứu sự thay đổi hoạt tính sinh học khi có sự thay đổi cấu trúc hóa học của thuốc. Thông qua SAR, các nhà khoa học có thể xác định các nhóm chức năng quan trọng cho hoạt tính và tối ưu hóa cấu trúc thuốc để đạt hiệu quả điều trị tốt nhất.

Đường tiêm tĩnh mạch (IV) đưa thuốc trực tiếp vào máu, bỏ qua giai đoạn hấp thu qua đường tiêu hóa hoặc các mô khác. Do đó, đường IV thường cho sinh khả dụng cao nhất (100%) và tác dụng nhanh nhất, rất hữu ích trong các trường hợp cấp cứu hoặc khi cần đạt nồng độ thuốc trong máu nhanh chóng. Các đường tiêm bắp và dưới da có sinh khả dụng cao hơn đường uống nhưng chậm hơn đường tĩnh mạch.

Chuyển hóa thuốc (hay còn gọi là biotransformation) là quá trình cơ thể biến đổi cấu trúc hóa học của thuốc, thường thông qua các enzyme. Mục đích chính của chuyển hóa là làm cho thuốc trở nên phân cực hơn, dễ tan trong nước hơn để dễ dàng thải trừ qua thận hoặc mật. Tuy nhiên, đôi khi chuyển hóa có thể tạo ra các chất chuyển hóa có hoạt tính hoặc độc tính.

Liên hợp glucuronide là một phản ứng chuyển hóa thuốc pha 2 quan trọng. Trong phản ứng này, acid glucuronic được gắn vào thuốc hoặc chất chuyển hóa pha 1, tạo ra chất liên hợp glucuronide phân cực hơn, dễ tan trong nước và dễ dàng thải trừ qua thận hoặc mật. Các phản ứng pha 2 khác bao gồm sulfat hóa, acetyl hóa, và glutathione conjugation.

Liposome là các túi nano hình cầu được tạo thành từ phospholipid, có thể bao gói thuốc bên trong. Sử dụng liposome làm hệ vận chuyển thuốc giúp bảo vệ thuốc khỏi bị phân hủy sớm trong cơ thể, cải thiện khả năng thâm nhập vào tế bào đích (đặc biệt là tế bào ung thư), tăng cường hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ do giảm tiếp xúc của thuốc với các mô lành.

Hàng rào máu não (BBB) là một lớp tế bào đặc biệt bao quanh mạch máu não, có chức năng bảo vệ não khỏi các chất độc hại trong máu nhưng đồng thời cũng hạn chế sự xâm nhập của nhiều loại thuốc. Do đó, việc thiết kế thuốc có thể vượt qua BBB để tác động lên CNS là một thách thức lớn trong phát triển thuốc điều trị các bệnh thần kinh và tâm thần.

Aspirin là một thuốc ức chế enzyme cyclooxygenase (COX), enzyme đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp prostaglandin, các chất trung gian gây viêm và đau. Bằng cách ức chế COX, aspirin làm giảm sản xuất prostaglandin, từ đó có tác dụng giảm đau, hạ sốt và chống viêm. Insulin là hormone, morphine là thuốc giảm đau opioid tác động lên receptor opioid, và vitamin C là vitamin.

Trong ngữ cảnh hoá dược học và sinh học phân tử, `ligand` là một thuật ngữ chung để chỉ bất kỳ phân tử nào có khả năng liên kết đặc hiệu với một biomacromolecule, thường là protein (ví dụ: receptor, enzyme). Thuốc thường được coi là ligand của đích tác dụng của chúng.

Cấu trúc 3D của đích tác dụng (thường là protein) cung cấp thông tin vô giá về hình dạng, vị trí liên kết, và các tương tác có thể xảy ra giữa thuốc và đích. Thông tin này là cơ sở quan trọng cho thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc, cho phép các nhà khoa học thiết kế hoặc tối ưu hóa các phân tử thuốc có khả năng liên kết mạnh mẽ và đặc hiệu với đích tác dụng, từ đó tăng cường hiệu quả điều trị.

Pharmacophore là tập hợp các đặc điểm cấu trúc 3D và nhóm chức năng cần thiết của một phân tử thuốc để tương tác tối ưu với đích tác dụng sinh học và tạo ra hoạt tính dược lý. Nó là `bản thiết kế` tối giản của một phân tử thuốc, tập trung vào các yếu tố cấu trúc quan trọng nhất.

Docking phân tử là một phương pháp tin học sử dụng thuật toán để dự đoán vị trí và năng lượng liên kết tối ưu của một phân tử nhỏ (ligand, thường là thuốc) trong vùng hoạt động của một phân tử lớn hơn (receptor, thường là protein), giúp đánh giá tiềm năng tương tác giữa thuốc và đích tác dụng.

Tối ưu hóa cấu trúc thuốc nhằm mục đích cải thiện các đặc tính dược lực học và dược động học, từ đó tăng cường hiệu quả điều trị, giảm tác dụng không mong muốn và tăng độ an toàn của thuốc.

Thuốc đích (targeted therapy) được thiết kế để tác động chọn lọc lên các mục tiêu phân tử đặc hiệu có vai trò quan trọng trong sự phát triển của tế bào ung thư (ví dụ: các protein đột biến, thụ thể tăng sinh). Ưu điểm chính là tăng tính chọn lọc, từ đó tăng hiệu quả điều trị trên tế bào ung thư và giảm tác dụng độc hại lên tế bào lành so với hóa trị liệu truyền thống không chọn lọc.