Застосування моно- та дизаміщених амідів феназин-1-карбонової кислоти як інгібіторів micobacterium tuberculosis

Застосування активних сполук з ряду моно- та дизаміщених амідів феназин-1-карбонової кислоти загальної формули O NHR (NR 1R2) C 2 6 R= 3 5 1 X 4 X=CH3 ; CF3 ; Cl; Br; J; O OCH3; C ; NO 2; OCH3 N R= ; NH ; ; N NR1 R2 = N O ; N N N N ; ; N N O N ; O Недоліки згаданих клінічних препаратів полягають у значній токсичності (ізоніазид, ріфампіцин, ембутол), низькій розчинності (ріфампіцин) та значній собівартості. Чи не головною проблемою лікування туберкульозу є виникнення широкого спектру резистентних штамів Micobacterium tuberculosis до існуючих лікарських засобів. Лікування хворих у цих випадках є довготривалим, високовартісним і потребує застосування препаратів резервного ряду. Найбільш близьким до пропонованої корисної моделі за результатом, що досягають, є клінічний препарат клофазімін, дія якого направлена на пригнічення росту Micobacterium tuberculosis in vivo [3. Abrams, D.I at all, Journal of Infectious Diseases, 1993,167, p.p. 1459-63, 4. Reddy V.V. at all. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 1999, 43, p.p.615623]. Згаданий препарат має менше токсичних проявів. Він застосовується при лікуванні клінічних U (13) 3849 Пропонована корисна модель відноситься до фармакології і стосується гетероциклічних сполук, що мають протитуберкульозну активність в ряду монота дизаміщених амідів феназин-1карбонової кислоти (ФКК-1), а також до молекулярної біології, де може бути застосована у наукових дослідженнях. Відомі клінічні препарати, що широко застосовуються при лікуванні туберкульозу - ізоніазид, ріфампіцин, ПАСК, клофазімін, ембутол та інші [1. De Logu at all. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 2002,49, p.p. 275-282; 2. Dickmson J.M. and Mitchison D.A., Tubercle, 1987, 68, p.p. 183-193; 3. Abrams, D.I at all. Journal of Infectious Diseases, 1993, 167, p.p. 1459-63; 4. Reddy V.V. at all. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 1999, 43, p.p.615-623], належать до різних класів хімічних речовин, але збігаються за результатом дії - пригнічують ріст Micobacterium tuberculosis in vivo. a R і NR1R2 - залишки органічних сполук ароматичної або неароматичної природи, як інгібіторів Micobacterium tuberculosis. (11) де N UA , ; (19) N N 3 3849 4 ізолятів з множинною резистентністю, але йому відомо, продукують деякі лінії Pseudomonas притаманні такі небажані властивості, як занадто fluorescence. низька розчинність, пігментація, а також висока Аміди феназин-1-карбонової кислоти (сполуки собівартість. формули 1) можна вважати аналогами клофазіміВ основу пропонованої корисної моделі поклану - через однакову трициклічну феназинову сисдено задачу створення такої речовини, що стала б тему, з другого боку - аналогами ізоніазиду, як основою препарату, який би мав меншу токсичаміду карбонової кислоти, та з третього - ріфампіність, кращу розчинність та не поступався б існуюцину, як природного антибіотика. чим препаратам по ефективності дії. Значна кількість клінічних ізолятів Поставлена задача вирішується шляхом виявMicobacterium tuberculosis, резистентних до відолення активних сполук у ряду моно- та дизаміщемих протитуберкульозних препаратів, та обмежена них амідів феназин-1-карбонової кислоти шляхом кількість самих препаратів робить пропонований синтезу відповідних похідних (зокрема, для аривинахід актуальним, щодо розширення арсеналу ламідів - із різним позиційним розташуванням заперспективних кандидатів на лікарські засоби відмісників у фенільному циклі), визначення їхньої повідної дії. інгібіторної дії стосовно Micobacterium tuberculosis Заміщені аміди феназин-1-карбонової кислоти та виявлення серед них такого інгібітора пропонуються, як корисна модель зі значною проMicobacterium tuberculosis, на базі якого можна титуберкульозною дією in vitro з подальшою можбуло б створити препарат, що мав би більшу розливістю підвищення їхньої специфічної антимікрочинність, меншу токсичність та не поступався ісбної активності. Протитуберкульозна дія in vitro нуючим препаратам по ефективності дії. деяких представників заміщених ариламідів ФКК-1 Поставлена задача вирішується завдяки продорівнює або удвоє вища за активність клофазіміпонованим речовинам, а саме, застосуванню акна, вони мають кращу розчинність та їхній спосіб тивних сполук з ряду моно- та дизаміщених амідів одержання значно простіший. феназин-1-карбонової кислоти загальної формули Технічний результат - виявлення у сполук IV І, де R і NR1R2 - залишки органічних сполук аромата VI (таблиця 1) інгібіторних властивостей щодо тичної або неароматичної природи, як інгібіторів Micobacterium tuberculosis H37Rv, Micobacterium Micobacterium tuberculosis. kansasi та штамів мікобактерій, резистентних до ізоніазиду з мінімальною інгібуючою концентраціO NHR(NR 1 R2 ) єю (МІС) 0,78mg/ml та 0,39 mg/ml. Суть корисної моделі пояснюється на табличN них матеріалах (Табл. 2, 3, 4), де показана залежність пригнічуючої дії (МІС) сполук від структури фенільного замісника амідного фрагмента. N, формула І Корисна модель ілюструється наступними де прикладами. 2 3 Приклад 1 X=CH3 ; CF3 ; Cl; Br; J; X Синтез амідів ФКК-1. До суспензії 1 ммоль O R= 4 ФКК-1 в 10 мл сухого толуола по черзі додають 1,4 1 OCH3; C ; NO 2; ммоль хлористого тіонілу і 1,4 ммоль піридину. OCH3 5 6 Реакційну масу витримують протягом 20 хвилин N NH при 70°С з подальшим охолодженням до кімнатної температури і вносять надлишок (2-3 ммоля) відR= ; ; ; повідного аміну. Контроль за перебігом реакції N здійснюють за допомогою тонко-шарової хроматоN графії на платівках фірми „Merck" у системі розN N ; ; чинників - толуол:ізопропанол (90:10). Після завеNR1 R2 = N O ; N ршення синтезу розчинники випаровують до N N сухого залишку, додають 10 мл води або спирту і залишають суміш на декілька годин. Осад продукO ту у вигляді гр убих кристалів відфільтровують, ретельно промивають на фільтрі водою. Кристалі; зацію продукта проводять з органічних розчинниN ; O ків. Фізико-хімічні характеристики одержаних споN лук наведені у таблиці 1. Будову синтезованих амідів ФКК-1 переконливо доведено методом хімічного аналізу, хроматографії та методами 14 і Процес виконують у два етапи. На першому ЯМР спектроскопії. Спектри ПМР записані в дейсинтезують низку вищезгаданих похідних ФКК-1 терірованому диметилсульфоксиді на приладі (Фізикохімічні характеристики фениламідів ФКК-1 "Varian-300" з внутрішнім стандартом - тетраметинадані у Таб. 1). На др угому - визначають in vito лсиланом. ІЧ-спектри записані на спектрометрі ефективності інгібіторної дії цих сполук, щодо приUR-20 у таблетках КВr. гнічення росту Micobacterium tuberculosis. Цим методом було синтезовано аміди фенаЗаміщені аміди феназин-1-карбонової кислоти зин-1-карбонової кислоти загальної формули - є похідними природної речовини - вторинного метаболіту (ФКК-1) з антибіотичною дією, що, як 5 O 3849 NHR(NR 1 R2 ) 6 Тепер ці сполуки досліджуються на протитуберкульозну дію. N N Таблиця 1 Фізико-хімічні характеристики моно- та дизаміщених амідів феназин-1-карбонової кислоти, що пройшли біотестування 1 Сполука РСА-1 Вихід, % Замісник: R/NR1R2 CF3 64 Т.топ., С° (розчинник) 175-178 (бутанол-1) Н-ЯМР спектр, хім. зсув, м. ч. Протони фенаАмідн. зинової систе- Інші протони протон ми 8,641 д (1Н) 8,034 м (2Н) 12,425 8,494 м (3Н) 7,682 т (1Н) 8,326 д (1Н) 7,548 д(1Н) 8,074 м (2Н) 51 N РСА-2 185-186 (толуол) O РСА-3 РСА-4 73 195-197 (толуол) N 69 192-195 (бутанол-1) 12,867 CH3 РСА-5 80 157-158 12,784 (бутанол-1) РСА-6 61 CH 3 Приклад 2. Визначення чутливості Micobacterium tuberculosis, інших мікобактерій та клінічних ізолятів, резистентних до ізоніазиду по відношенню до заміщених амідів ФКК-1. Антибактеріальну дію оцінювали за впливом різних концентрацій синтезованих сполук на ріст Micobacterium tuberculosis. МІС похідних ФКК-1 та еталонного (референс) препарату - ізоніазиду визначали стандартним методом двократних розведень [7. Hawkins J.E., Wallace R.J. & Brown B.A (1991), Antibacterial susceptibility tests: mycobacteria. In: Manual of Clinical Microbiology 5th edn., (Balows, A., Hausler W. J., HermannK.L., Isenderg H.D. & Shdomy H.J., Eds), 219-225 (ацетонітрил) 8,275 м (3Н) 7,977 м (3Н) 7,880 т (1Н) 8,254 м (3Н) 7,973 м (3Н) 7,814 т (1Н) 8,826 д (1Н) 8,410 м (2Н) 8,289 д(1Н) 8,033 м (3Н) 8,804 д(1Н) 8,382 т (2Н) 8,266 д(1Н) 4,000 д (1Н) 3,815 м (3Н) 3,559 м (2Н) 3,447 м (1Н) 3,120 т (2Н) 3,929 м (1Н) 3,738 м (1Н) 3,110 м (2Н) 1,703 м (4Н) 1,522 м (1Н) 1,345 м (1Н) 7,937 д (2Н) 7,415 т (2Н) 7,148 т (1Н) 7,658 д (1Н) 7,258 т (1Н) 6,924 т (2Н) 8,036 м (3Н) 12,714 2,417 с (ЗН) 8,802 д(1Н) 8,357 т (2Н) 8,225 д(1Н) 8,035 м (3Н) 7,797 т (2Н) 6,931 т (2Н) 3,799 с (3Н) p.p. 1138-52. American Society for Microbiology, Washington, DC.] у планшетах з 24 лунками. Коротко, до 1 мл 7Н11 агара (Difco Laboratories Detroit, MI, USA) додавали 10% AODC (oleic acidalbumin-dextrose-catalase), що містив досліджувані речовини і ізоніазид у визначених концентраціях, додавали 10 мкл бактеріальної суспензії з концентрацією 1.5х103 клітин/мл та інкубували при 37° С у атмосфері 5% СО2 протягом 21 доби. МІС визначали як мінімальну концентрацію препарата, що повністю пригнічувала видимий ріст Micobacterium tuberculosis. Дані досліджень наведені у Табл. 2, 3, 4. 7 3849 8 Таблиця 2 In-vitro активність заміщених амідів феназин-1-карбонової кислоти проти М. tuberculosis та інших видів мікобактерій Сполуки РСА-1 РСА-2 РСА-3 РСА-4 РСА-5 РСА-6 РСА-7 РСА-8 РСА-9 МІС [mg/ml ] М. tuberculosis H37Rv 0,78 200 200 3,12 100 0,78 200 >200 >200 М. avium M.intracellulare M.scrofulaceum M.kansasii >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 >200 0,78 200 200 3,12 12,5 0,78 100 >200 >200 Таблиця 3 In vitro активність вибраних феніламідів феназин-1-карбонової кислоти проти ізолятів мікобактерій, резистентних до ізоніазиду М. kansasii N.C. 10268.07 М. bovis N.C. 10772.02 M.chelonei spp. abscessus N.C. 10882.02 М. szulgai N.C. 10831.03 М. gordonae N.C. 10267.05 M.fortuitum N.C. 10394.02 М. avium ATCC 19421 PCA-1 0.78 25 >100 >100 50 >100 >100 МІС [mg/ml] PCA-4 PCA-6 1.56 1.56 3.12 3.12 >100 >100 3.12 3.12 1.56 1.56 >100 >100 >100 >100 Isoniazid 3.12 0.78 >100 0.78 >25 6.25 >25 Таблиця 4 In vitro активність PCA-1 проти клінічних ізолятів М. tuberculosis у тому числі і резистентних до ізоніазиду М. tuberculosis Clinical isolate Ang Are Вас Bias Care Cari Dei Fio Flo Giu Gio Loi Mas PCA-1 0.78 0.78 0.78 1.56 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 MIC[ ug/ml] ISONIAZID 0.39 0.39 12.5 12.5 0.19 0.39 0.19 25.0 0.19 0.19 12.5 0.19 0.19 Усе викладене вище свідчить про значну інгібіторну активність феніламідів ФКК-1 (РСА-1, РСА4, РСА-6), стосовно Micobacterium tuberculosis та інших мікобактерій. Молекулярний дизайн, що проводиться, відкриває перспективи розробки на основі цього класу сполук хіміотерапевтичного протитуберкульозного препарату. Розширення арсеналу лікарських засобів, специфічних до міко М. tuberculosis clinical isolate Med Mel Моn Рас Pal Pin Ріr Роr Sau Sea Spi Tid Zuc PCA-1 0.78 1.56 0.39 0.78 0.39 0.39 0.78 0.78 0.78 0.78 0.39 0.78 0.78 MIC [mg/ml] ISONIAZID 0.19 0.19 0.39 0.19 0.19 0.19 0.19 12.5 0.04 0.19 0.19 0.19 0.39 бактерій, може вирішити проблему лікування туберкульозу як у людей, так і сільськогосподарських тварин, та подолати проблему резистентних до існуючих хіміопрепаратів збудників цієї тяжкої інфекції. Джерела інформації: 1. De Logo, A., Onnis, V., Saddi, В., Congiu, С, Schivo, M.L. and Cocco, M.Т., Acti vity of New Class 9 3849 10 of Isonicotinoylhydrazones used alone and in riminophenazines// Journal of Antimicrobial combination with isoniazid, rifampicin, ethambutol, Chemotherapy. - 1999. - 43. - P. 615-623. para-aminosalicylic acid and clofazimine against 5. Патент US 5763443 А, МКИ: А61К 31/495; Micobacterium tuberculosis// Journal of Antimicrobial C07D 241/46. Способ лечения ракового заболеваChemotherapy. - 2002. - 49. - P. 275-282. ния и фармацевтически активные реминофенази2. Dickinson J.M. and Mitchison D.A. In vitro ны (Medlen С. E., Anderson R., О'Sullivan, J.F.) от activity of new rifamicins aganst rifampicin-resistant 28.10.1996. Micobacterium tuberculosis and mats-complex 6. Patent US 6,387,902 B1. МКИ: А61К 31/50; Micobacteria// Tubercle. - 1987. - 68. - P. 183-193. C07D 241/46. Phenazine Compounds, Methods and 3. Abrams, D.I., Matchell, T.F., Child,C.C., Pharmaceutical Compositions for Inhibiting PARP Shiboski, S.C.. Brosgart, C.L. & Mass, M.M., (J.Zhang, K. L.Ta ys, Jia-He Li), 14.05.2002 p. Clofazimine as profilaxis for disseminated 7. Hawkins J.E., Wallace R.J. & Brown В.А Micobacterium avium complex infection in AIDS// (1991), Antibacterial susceptibility tests: Journal of Infectious Diseases. - 1993. - 167. - P. mycobacteria. In Manual of Clinical Microbiology 5th 1459-1463. edn., (Balows, A., Hausler W.J., Hermann K.L., 4. Reddy, V.M., О'Sullivan, J.F., Gangadharam Isenderg H.D. & Shdomy H.J., Eds), p.p. 1138-52. P.R.J. Antimycobacterial activities of American Society for Microbiology, Washington, DC. Комп’ютерна в ерстка А. Крулевский Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститупромислов ої в ласності”, вул. Глазунов а, 1, м. Київ – 42, 01601