5′-(4”-ізопропілфеніліден)спіро[3н-індол-3]-3′-4,2′-тіазолідинхлорфеніл-2,4′(1н)-діон, що проявляє селективну протипухлинну активність

Реферат: 5'-(4"-Ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'-тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діон селективну активність до лейкемії, раку нирок та товстого кишечнику. проявляє UA 114936 U (12) UA 114936 U UA 114936 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до синтезу нових гетероциклічних сполук і фармації, зокрема одержання біологічно активних речовин, що демонструють селективну протипухлинну активність, може бути використана в клінічній медицині для лікування певних видів онкозахворювань, зокрема лейкемії, раку нирок, раку товстого кишечнику. Одним із найбільш широко використовуваних хіміотерапевтичних препаратів є доксорубіцин - протипухлинний антибіотик антрациклінового ряду. Механізм його дії пов'язаний зі здатністю взаємодіяти з ДНК та пригнічувати синтез нуклеїнових кислот. Даний лікарський засіб використовується для лікування широкого спектру неопластичних захворювань, зокрема гострої лейкемії, лімфоми, злоякісних новоутворів у дітей та дорослих, зокрема карциноми молочної залози та легень [1]. Однак для доксорубіцину також характерні серйозні побічні явища, такі, як виражена кардіотоксичність та мієлосупресивна дія, у зв'язку з якими часто виникає необхідність перегляду дозування в сторону зниження, аж до повної відміни препарату. 4-Тіазолідоновий цикл є представником так званих "привілейованих структур" з надзвичайно широким набором різнопланових біологічних активностей, таких, як протиракова, противірусна, протимікробна, протизапальна, антиковульсійна, протигрибкова, завдяки чому він став одним з найбільш цікавих та науково експлуатованих структур останніх десятиліть [2]. Ряд введених у медичну практику іноваційних лікарських засобів та значна кількість "кандидатів" у них на останніх стадіях клінічних досліджень є наочним свідченням перспективності пошуку нових високоактивних сполук, в основі яких лежить 4-тіазолідонове ядро. Слід відзначити також їхній високий протираковий потенціал [3]. Серед похідних ізатину також присутні потенційні протипухлинні агенти, так і введені в лікарську практику онкологічні препарати, зокрема Сунітініб [4]. Також останні дослідження продемонстрували здатність ряду спірооксоіндолів інгібувати взаємодію комплексу p53-MDM2, який задіяний в патогенез більш, ніж 50 % всіх ракових захворювань людини [5]. Поєднання двох фармакофорів з різних лікарських засобів чи біологічно активних речовин в одну молекулу часто дозволяє посилювати ефективність та безпечність утвореного "гібриду" у порівнянні з вихідними молекулами [6]. Тому вивчення спірокон'югатів ізатину та 4тіазолідонового ядра в молекулі є цікавим та перспективним шляхом ідентифікації нових протиракових агентів. В основу корисної моделі поставлена задача створити новий ефективний протираковий лікарський засіб з кращим профілем безпеки у порівнянні з існуючими протипухлинними засобами та селективним впливом на певні типи онкозахворювань. Поставлена задача вирішується тим, що синтезований 5'-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Ніндол-3]-3'-4,2'-тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діон формули: O Cl N S O H3C 35 40 45 50 N H CH3 , проявляє селективну активність до лейкемії, раку нирок та товстого кишечнику. Синтезована сполука є білим кристалічним порошком, розчинним у ДМСО, ДМФА та в оцтовій кислоті, малорозчинним в етиловому спирті, нерозчинним у воді та діетиловому етері. Для підтвердження складу і структури синтезованої сполуки були використані відомі фізикохімічні методи, зокрема ПМР-спектроскопія, елементний аналіз. Одержані результати свідчать про відповідність синтезованої сполуки заявленій. Заявлену сполуку отримують у дві стадії. На першій стадії при взаємодії між 4-С1-аніліном, ізатином та меркаптооцтовою кислотою в середовищі безводного бензену отримують спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'-тіазолідинхлорфеніл2,4'(1Н)-діон. На другій стадії з утвореної сполуки в результаті реакції Кньовенагеля з 4-ізопропілбензальдегідом у середовищі ізопропілового спирту з додаванням трет-бутилату калію як лужного каталізатора отримують кінцевий 5'-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3,2'тіазолідин]-3'-4-хлорфеніл-2,4'(1Н)-діон. Для визначення протипухлинної активності 5"-(4'"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'4,2'-тіазолідинхлорфеніл-2,4’(1Н)-діону попередньо проведено прескринінг протипухлинної 1 UA 114936 U 5 10 15 20 25 активності на 58 лініях ракових клітин людини, діючи на них лише однією дозою досліджуваної -5 речовини (10 моль/л) [7]. За результатами проведеного прескринінгу 5'-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'4,2'-тіазолідин-хлорфеніл-2,4’(1Н)-діону встановлено, що середнє значення відсотку росту клітин відносно контролю становить 67,91 % та зазначена сполука характеризується вираженим впливом на всі тестовані лінії клітин лейкемії (CCRF-CEM: 37,3 %, HL-60(TB): 36,53 %, K-562: 39,61 %, MOLT-4: 29,99 %, RPMI-8226: 27,22 %, SR: 37.26 %), раку нирок (САКІ-1: 32,01 %. RXF 393: 40,94 %, SN12C: 39,94 %, UO-31: 29,22 %), раку шлунку (T-47D: 22,46 %) та яєчників (OVCAR-4: 28,68 %) На основі позитивних результатів прескринінгу проведено ґрунтовний протипухлинний in vitro скринінг [8], який полягав у тестуванні досліджуваної сполуки на 59 лініях ракових клітин людини у мінімум 5 концентраціях при 10-кратному розведенні. Протиракова активність 5’-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діону вивчалась на клітинних лініях лейкемії (Leukemia) (CCRFCEM, HL-60(TB), K-562, MOLT-4, RPMI-8226), недрібноклітинного раку легень (Non-Small Cell Lung Cancer) (A549/ATCC, EKVX, HOP-62, HOP-92, NCI-H226, NCI-H23, NCI-H322M, NCI-H460, NCI-H522), товстої кишки (Colon Cancer) (COLO 205,HCC-2998, HCT-116, НСI-15, HT29, KM12. SW-620), раку ЦНС (CNS Cancer) (SF-268, SF-295, SF-539, SNB-19, SNB-75, U251), меланоми (Melanoma) (LOXIMVI, MALME-3M, M14, MDA-MB-435, SK-MEL-2, SK-MEL-28, SK-MEL-5, UACC257, UACC-62), раку яєчників (Ovarian Cancer) (IGROV1. OVCAR-3, OVCAR-4, OVCAR-5, OVCAR-8, NCI/ADR-RES, SK-OV-3), раку нирок (Renal Cancer) (786-0, A498, ACHN, CAKI-1, RXF 393, SN12C, TK-10, UO-31), раку простати (Prostate Cancer) (PC-3, DU-145), раку молочної залози (Breast Cancer) (MCF7, MDA-MB-231/ATCC, HS 578T, BT-549, T-47D, MDA-MB-468). В умовах експерименту 5'-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діон проявив високу протиракову активність у дослідженнях на 59 клітинних лініях, результати яких наведено в таблиці. Таблиця Протиракова активність 5'-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'-тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діону Протиракова активність in vitro lg GI50 Lg TGl 3 4 -5,21 >-4,00 -5,54 >-4,00 -5,59 >-4,00 -5,56 >-4,00 -5,36 >-4,00 -5,29 >-4,00 -5,16 >-4,00 -4,00 >-4,00 -4,29 >-4,00 -5,33 >-4,00 -4,00 >-4,00 -4,00 >-4,00 -5,21 >-4,00 -4,13 >-4,00 -5,30 >-4,00 -5,02 >-4,00 -5,13 >-4,00 -5,14 >-4,00 -5,41 >-4,00 -5,29 >-4,00 >-4,00 >-4,00 Лінія клітин раку 1 Лейкемія (Leucemia) Рак товстої кишки (Colon cancer) 2 CCRF-CEM HL-60(TB) K-562 MOLT-4 RPMI-8226 A549/ATCC EKVX ΗΟΡ-62 ΗΟΡ-92 NCI-H226 NCI-H23 NCI-H322M NCI-H460 NCI-H522 COLO 205 НСС-2998 НСТ-116 НСТ-15 НТ29 КМ12 SW-620 2 UA 114936 U Продовження Таблиці Рак ЦНС (CNS Cancer) Меланома (Melanoma) Рак яйників (Ovarian Cancer) Рак нирок (Renal Cancer) Рак простати (Prostate Cancer) Рак молочної залози (Breast Cancer) 5 10 15 SF-268 SF-295 SF-539 SNB-19 SNB-75 U251 LOX IMVI MALME-3M M14 MDA-MB-435 SK-MEL-2 SK-MEL-28 SK-MEL-5 UACC-257 UACC-62 IGROV1 OVCAR-3 OVCAR-4 OVCAR-5 OVCAR-8 NCI/ADR-RES SK-OV-3 786-0 A498 ACHN CAKI-1 RXF 393 SN12C TK-10 UO-31 PC-3 DU-145 MCF7 MDA-MB-231/ATCC HS 578T BT-549 T-47D MDA-MB-468 -5,19 -5,39 >-4,00 -4,39 -5,72 >-4,00 -4,45 -4,54 -5,16 -5,16 -4,72 -4,76 -5,35 -5,00 -5,19 -5,00 -5,28 -5,23 >-4,00 >-4,00 -5,13 >-4,00 >-4,00 -5,11 -4,96 -6,55 -5,34 -5,58 -5,06 -5,45 -5,35 -4,00 -5,35 -5,13 -5,19 >-4,00 -5,63 -5,09 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 -5,59 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 >-4,00 Згідно з наведеними даними, сполука, що заявляється, пригнічує ріст пухлинних клітин на -4 50 % у 47 з 59 досліджуваних ліній у концентрації менше 10 моль/л. В 38 з 47 даних ліній інгібування досягається вже у мікромолярних та нижче концентраціях. Повне пригнічення росту -4 пухлинних клітин відбувається у концентрації більше 10 моль/л у 58 ліній. Спостерігається селективність до певних типів антинеопластичних захворювань. Так, 5'-(4"ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'-тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діон продемонстрував здатність у мікромолярних концентраціях інгібувати ріст на 50 % у всіх 5 тестованих ліній клітин лейкемії, 6 з 7 ліній раку товстого кишечнику, 5 з 6 ліній раку грудей та 6 з 8 ліній раку нирок. Таким чином, сполука, що заявляється, проявляє високу протипухлинну активність з селективністю до лейкемії, раку товстого кишечнику та раку нирок, є перспективним хіміотерапевтичним лікарським засобом. Для розуміння запропонованої корисної моделі нижче наведено приклад одержання 5'-(4"ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'-тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діону. Сполуку синтезують таким чином. Синтез 5'-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3,2'-тіазолідин]-3'-4-хлорфеніл-2,4'(1Н)-діону 3 UA 114936 U Cl O NH2 O Cl HS N O OH O + N N H O S N H Cl O N H Cl Cl O CHO (CH3)3COK N + O S N O H3C S O 5 10 15 20 25 30 35 CH3 N H H3C N H CH3 1-ша стадія. Синтез спіро[3Н-індол-3,2'-тіазолідин]-3'-4-хлорфеніл-2,4'(1Н)-діону. Суміш 0,01 моль ізатину і 0,01 моль п-хлоранліну поміщають в колбу, додають 50 мл безводного бензолу, 1 мл оцтової кислоти і нагрівають протягом 2 годин. Після цього до реакційної суміші додають 0,02 моль меркаптооцтової кислоти і нагрівають з використанням насадки Дінна-Старка протягом 24 годин. Реакційну суміш згущують з використанням роторного випарювача та виливають вміст колби на розчин NaHCO3. Утворений осад відфільтровують і перекристалізовують з ізопропілового спирту. 2-га стадія. Синтез 5'-(4"-ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3,2’-тіазолідин]-3'-4-хлорфеніл2,4’(1Н)-діону. В колбу поміщають спіро[3Н-індол-3,2'-тіазолідин]-3'-4-хлорфеніл-2,4'(1Н)-діон у кількості 0,002 моль, додають 1,1 еквіваленту 4-ізопропілбензальдегіду і 1,5 еквівалентів трет-бутилату калію і 15 мл ізопропілового спирту. Суміш гріють протягом 3 годин. По закінченню реакції до вмісту колби додають 1 мл оцтової кислоти. Відфільтровують осад і перекристалізовують з оцтової кислоти. Одержують білий порошок з Т топл. 239-240 °C, вихід - 60 %. Знайдено, %: N 6,08; S 6,96. C26H21N2O2SCI. Вирахувано, %: N 6,17; S 6,88. 1 ЯМР Н, δ, м.ч.: 1,2д (6Н, CH3, J=6,85 Гц), 2,93 м (СН, СН(СН3)2), 7,62с (1Н, -СН=), 6,82д (1Н, apoм., J=7,72 Гц), 7,06т (1Н, apoм., J=8,07 Гц), 7,13д, (2Н, аром., J=8,07 Гц), 7,29т (1Н, аром., J=7,57 Гц), 7,36д (2Н, apoм., J=8,02 Гц), 7,43д (2Н, apoм., J=8,48 Гц), 7,48д (2Н, аром., J=8,99 Гц); 7,71д (2Н, аром., J=7,43 Гц), 11,03с (1Н, NH). Джерела інформації: 1. Singal Р.K.; Iliskovic N. Doxorubicin-induced cardiomyopathy. - New England Journal of Medicine. - 1998. - Vol.339. - P. 900-905. 2. Tripathi. A.C., Gupta, S.J., Fatima, G.N., Sonar, P.K., Verma, Α., &Saraf, S.K. 4Thiazolidinones: the advances continue… - European journal of medicinal chemistry, 2014,vol. 72. p. 52-77. 3. Lesyk, R.В., Zimenkovsky, B.S., Kaminskyy. D.V., Kryshchyshyn. A.P., Havryluk. D.Y., Atamanyuk. D.V., Subtel'na I. Yu., Khyluk. D.V., Thiazolidin one motifinanti cancer drug discovery. Experience of DH LNMU medicinal chemistrys cientific group. Biopolymers and Cell. 2011, vol. 27, # 2p. 107-117. 4. Demetri G.D. Et al. Efficacy and safety of sunitinib in patients with advanced gastrointestinal stromaltum our after failure of imatinib: a randomised controlled trial. The Lancet, 2006,vol. 368, # 9544 p. 1329-1338. 4 UA 114936 U 5 10 5. Zhao. Y., Yu, S., Sun, W., Liu. L., Lu. J., McEachern. D., Wang, S… A potent small-molecule inhibitorof the MDM2-p53 interaction (MI-888) achieved complete and durable tumor regressioninmice. Journal of medicinal chemistry. 2013. vol. 56, #13p. 5553-5561. 6. Nepali, K., Sharma. S., Sharma. M., Bedi, P.M.S., Dhar, K.L… Rational approaches, designs trategies, structure activity relation ship and mechanisticin sights foranti cancer hybrids. European journal of medicinal chemistry, 2014, vol. 77, p. 422-487. 7. Alley M.C., Scudiero D.A., Monks P.A. et al. - Feasibility of Drug Screening with Panels of Human Tumor Cell Lines Using a Microculture Tetrazolium Assay. Cancer Research. 1988, vol. 48, p. 589-601 8. Leteurtre, F., Kohlhagen, G., Paull, K.D., &Pommier, Y. Topoisomerase II inhibition and cytotoxicity of the anthrapyrazoles DuP 937 and DuP 941 (Losoxantrone) in the "National Cancer Institute preclinical antitumor drug discovery screen. Journal of the National Cancer Institute. 1994, vol. 86, #16 p. 1239-1244. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 5'-(4"-Ізопропілфеніліден)спіро[3Н-індол-3]-3'-4,2'-тіазолідинхлорфеніл-2,4'(1Н)-діон формули: O Cl N S O H3C N H CH3 , 20 що проявляє селективну активність до лейкемії, раку нирок та товстого кишечнику. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5