Сполука 1,4-заміщених 5-аміно-1,2-дигідропірол-3-онів, що має протиракову активність

Корисна модель стосується структури активних сполук, щомають протиракову активность, у ряду 1,4дизаміщених 5-аміно-1,2-дигідропірол-3-онів. Онкологічні захворювання займають 2-е місце в структурі смертності людей, поступаючись лише захворюванням серцево-судинної системи [Лутай M.I., Дорогий А.П. За хворюваність і смертність від хвороб системи кровообігу в Україні // Нова медицина. №3. 2002]. Головна особливість розвитку ракової пухлини - це швидкий неконтрольований поділ клітин (проліферація). Препарати, що здатні зупиняти такий поділ називаються цитостатиками. Але більша частина цитостатиків не має достатньої специфічності і, крім ракових клітин, також діє на на здорові клітини організму. Це пояснюється тим, що мішені (targets) для дії цитостатиків (ДНК, мікротрубочки веретена поділу, ферменти) знаходяться і в нормальних клітинах організму. Наряду з уповільненням росту ракових клітин, виявляється побічний ефект - загальна токсичність майже всіх протиракових препаратів [Ма шковский М.Д. Лекарственные средства. В 2-х томах. 14-е издание, переработанное, исправленное и дополненное. M.: Новая волна, 2002]. Таким чином, пошук нових не токсичних препаратів, що пригнічують поділ клітин (проліферацію) є актуальним завданням і сьогодні. Похідні 5-аміно-1,2-дигідропірол-3-онів є новим класом для вивчення протиракової активності. Синтез 5аміно-1,2-дигідропірол-3-онів був запатентований у 1979 році [A.c. 687070, МКИ С 07 D 207/36. Способ получения 2-амино-4(5Н)-кетопирролов. Ф. С. Бабичев, Ю.М. Воловенко, Л.В. Гофман // Открытия. Изобретения - 1979. - № 35. - с. 106.]. Серед найближчих похідних, що мають у собі 1,2-дигідропірол-3-оновий фрагмент, була знайдена активність для конденсованих біциклічних аналогів 1, 2 та продуктів конденсації за метиленовою групою 3 (Мал.1). Сполуки 1 виявляють секреторну функцію ростових гормонів (Growth hormone secretagogues) (DCR: 289752-00-0; 200-352423), що може бути корисним для лікування остеопорозу, сполуки 3 виявляють афінність (спорідненість, здатність взаємодіяти, впливати) до N-метил-D-аспартатного рецептора (Poschenrieder H., Stackel H.-D., Hoefner G., Mayer P. J. Med. Chem. Chim. Ther., 40, 4, 2005; 391-400). Сполука 2 тестувалась на ракових клітинах (NCI DataBase, https://dtp.nci.nih.gov) і виявила високу активність проти однієї клітинної лінії раку легенів Hop-92 (GI50=10-8 M), на інших не було виявлено помітної антипроліферативної активності (GI50>10-4 М). В основу корисної моделі покладена задача: шляхом відбору хімічних сполук на основі 1,4-заміщених 5аміно-1,2-дигідропірол-3-онів створити новий клас інгібіторів проліферації, які б при введенні в людський організм пригнічували поділ ракових клітин і, тим самим, виявляли протипухлинну дію без негативного впливу на нормальні клітини організму. Поставлена задача вирішена тим, що сполуки з протираковою активністю, згідно корисної моделі представляють собою 1,4-заміщені 5-аміно-1,2-дигідропірол-3-они загальної формули (4). O R1 3 4 H2N 5 N 2 1 R2 4 Дійсно, як буде показано на прикладах, застосування сполук загальної формули 5-аміно-1,2-дигідропірол-3ону (4) з варіюванням замісників у 1 та 4 положеннях циклу дозволяє забезпечити антипроліферативну дію на ракові клітини, де R1: хіназолін-4(3H)-он-2-іл, 1-метил-1Н-бензо[d]імідазол-2-іл, бензо[d]тіазол-2-іл; R2: 2-СН3-Рh, 3-СН3-Ph, 4-СН3-Рh, 2-СН3-3-Сl-Рh, 3-Сl-4-СН3-Рh, 3-Сl-4-F-Ph, 3-Cl-Ph, 4-Cl-Ph, 4-F-Ph, 2-F-Ph, (2,4-дихлоро)Рh, (2,5-дихлоро)Рh, 2-Сl-5-СF3-Рh, 3-ОСН3-Ph, 4-СН3О-Рh, 4-EtO-Ph, (2,4-Диметокси)Рh, (2,5диметокси)Рh, бензо[d][1,3]діоксол-5-іл, 4-(3-пропіл)морфолін, 4-(2-етил)морфолін, 3-СН2-піридин, 2-СН2-фуран, (СН2)2-(3,4-диметокси)Рh (4.1-4.25, Таблиця 1). Далі суть корисної моделі пояснюється описом експериментів по перевірці ефективності протиракових препаратів на лабораторних моделях. Експерименти на лабораторних моделях клітинного пошкодження Тестування на протиракову активність проводилось у співробітництві з Американським Національним Інститутом Раку (NCI, US). Тестовано на протипухлинну активність 25 похідних 5-аміно-1,2-дигідропірол-3-ону (4.1-4.25). На першому етапі здійснювався прескринінг сполук на трьох лініях ракових клітин (Breast (рак молочної залози), Non-Small Cell Lung (недрібноклітинний рак легень), CNS (нейробластома)) при одній стандартній концентрації речовини – 10-4 М. Результати скринінгу, хімічні структури (або назви) замісників R1; R2 сполук 4.1-4.25 наведені в Таблиці 1. Таблиця 1 Дані прескринінгу сполук 4.1-4.25 на антипроліферативну активність Мітотична активність порівняно з контролем, % Результат* Рак Недрібноклітинний Молочної Нейробластома рак легень залози Замісники № сполуки R1 R2 O Cl * N 4.1 40 74 Так 71 100 99 62 N 19 93 91 78 83 92 90 101 95 95 99 100 74 77 83 71 77 83 93 62 86 88 94 97 67 52 84 38 47 83 97 86 103 59 62 78 * O O * N 4.2 O N * O 4.3 * O N N O * * N 4.4 * N O N 4.5 * O * N 4.6 N * S * N S O N 4.7 N * * S N 4.8 * O * S O N 4.9 * * S * N 4.10 O * S * N 4.11 * S N 4.12 * * S * N 4.13 * S Cl * N 4.14 * S F * N 4.15 55 95 100 77 96 93 104 23 58 70 Так 83 95 111 31 51 90 Так 20 36 87 Так 32 64 80 Так 71 70 81 77 63 86 24 S 40 100 * 73 78 Так F N * * 4.16 Cl S 4.17 Cl * N * S 4.18 Cl * N * S F * N 4.19 Cl * S Cl * N 4.20 * S Cl 4.21 Cl * N CF 3 * S Cl O * N 4.22 * S * N 4.23 * S O * N 4.24 * S O 4.25 O * N O * S O * Результат так/- вказує, чи відібрана сполука для подальшого тестування на 60 ракових клітинних лініях Сполуки були відібрані для подальшого тестування на 60 ракових клітинних лініях (Таблиця 2) і вважались активними, якщо мітотична активність хоча б на одній із трьох культур клітин у присутності досліджуваної речовини складала менше ніж 32% порівняно з контролем, тобто ріст ракових клітин пригнічувався більше ніж на 68%. Сполуки 4.1, 4.18, 4.20, 4.21, 4.22, 4.25 успішно пройшли прескринінг і були відібрані для подальшого тестування. Треба зазначити, що сполуки 4.11, 4.12, 4.14, 4.15 теж пригнічують проліферацію клітин значною мірою, але для подальшого дослідження дозової залежності їх не використовували. Біологічне тестування відібраних після прескринінгу речовин проводилось на 60 лініях ракових клітин людини при 5-ти різних концентраціях речовини (10-8-10-4 М) для з'ясування найбільш ефективної концентрації. Таблиця 2 Види ракових клітинних ліній людини, що використовувалися для тестування речовин 4.1, 4.18, 4.20, 4.21, 4.22, 4.25. Види ракових клітинних ліній Лейкемія CCRFCEM HL60(TB) Недрібноклітинний Рак Рак рак легень кишківника Нейробластома Меланома яєшників А549/АТСС COLO 205 SF-268 LOX IMVI IGROVI1 EKVX НСС-2998 SF-295 MAL ME3M К-562 HOP-62 НСТ-116 SF-539 M14 MOLT-4 HOP-92 НСТ-15 SNB-19 SK-MEL-2 OVC AR3 OVC AR4 OVC AR5 Рак нирок Рак Рак молочної простати залози 786-0 MCF7 PC-3 A498 NCI/ADRRES DU-145 ACHN MD A-MB CAKI-1 231/ATCC RPMI8226 NCI-H23 НТ29 SNB-75 OVC ARSK-MEL-28 8 RXF393 HS578T SR NCI-H226 КМ12 U251 SK-MEL-5 SN12C NCI-H460 NCI-H322M NCI-H460 NCI-H522 SW-620 UACC-257 UACC-62 SK-OV-3 TK-10 UO-31 MD A-MB435 BT-549 T-47D Ефективність дії речовини на клітинну лінію розраховувалась відповідно до одного з наведених виразів: 1) При ({OD test}-{ODо})³0: PG=100х({ODtest} {OD o})/({ODctrl} -{ODo}) 2) При ({OD test}-{ODo})100 >100 2.02 ND >100 ND >100 >100 2.42 >100 >100 4.98 >100 >100 >100 >100 >100 4.68 >100 >100 2.31 5.69 45.1 3.83 >100 >100 0.89 >100 >100 42.3 >100 Номери тестованих сполук 4.18 4.20 4.21 4.22 Діючі концентрації речовин, uM 0.66 1.49 1.81 0.26 6.33 34.6 4.92 >100 >100 >100 >100 >100 31.5 10.7 3.61 0.04 >100 64.5 21.3 >100 >100 >100 >100 >100 36.8 19.5 21.3 0.04 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 6.11 16.9 2.75 7.21 55.4 40.7 28.5 >100 >100 98.3 >100 >100 16.8 12.0 5.06 0.17 52.7 52.9 42.7 0.40 >100 >100 >100 0.95 33.5 21.0 70.2 0.19 >100 >100 >100 42.5 >100 >100 >100 >100 35.9 34.8 21.1 2.02 >100 >100 >100 90.2 >100 >100 >100 >100 11.2 11.6 4.14 0.57 62.2 35.6 36.1 32.0 >100 >100 >100 >100 61.9 16.5 24.1 0.05 >100 >100 >100 0.36 >100 >100 >100 >100 13.0 13.1 24.1 100 >100 0.38 >100 >100 >100 42.9 0.99 3.65 70.2 0.18 >100 22.0 >100 14.7 >100 >100 >100 >100 34.6 13.5 24.1 0.20 >100 32.4 >100 0.78 4.25 6.77 >100 >100 23.6 >100 >100 0.54 >100 >100 56.9 >100 >100 26.4 >100 >100 49.5 >100 >100 >100 >100 >100 71.2 >100 >100 20.8 >100 >100 32.0 >100 >100 5.22 >100 >100 58.0 >100 LC50 >100 >100 77.4 >100 45,7 >100 *GI50 - концентрація досліджуваної речовини, при якій мітотична активність ракових клітин зменшується на 50% порівняно з контролем; TGI - концентрація досліджуваної речовини, при якій мітотична активність ракових клітин дорівнює 0%, тобто повністю пригнічена порівняно з контролем; LC50 - концентрація досліджуваної речовини, при якій 50% ракових клітин гинуть Велика різниця (два, три порядки і більше майже для всіх речовин) між концентрацією досліджуваних речовин 4.1, 4.18, 4.20, 4.21, 4.22, 4.25, що пригнічує ріст ракових клітин на 50% (GI50), та концентрацією, що спричиняє загибель 50% ракових клітин (LС50), вказує на те, що тестовані сполуки можуть бути використані у якості цитостатиків і мають мішеневу (таргетн у) направленість дії, що супроводжується низькою загальною токсичністю. Криві дозової залежності антипроліферативної активності сполуки 4.25 для клітинних ліній неробластоми та лейкемії наведено на Рис. 2, 3. Таким чином, встановлено, що речовини на основі 5-аміно-1,2-дигідропірол-3-ону (4) є потенційними сполуками для застосування в клінічній практиці у якості цитостатиків. Такі сполуки можуть застосовуватися для лікування онкологічних захворювань різних видів.