Бромід 3-гідрокси-1,3-біс-(41-метоксифеніл)-2,3,5,6,7,8-гексагідроімідазо[1,2-a]піридинію, що має протипухлинні властивості

Реферат: 1 Бромід 3-гідрокси-1,3-біс-(4 -метоксифеніл)-2,3,5,6,7,8-гексагідроімідазо[1,2-а]піридинію OMe N N OH + _ Br OMe що має протипухлинні властивості. , UA 117497 U (12) UA 117497 U UA 117497 U Корисна модель належить до органічної галузі, фармацевтичної хімії та медицини, а саме 1 до одержання біологічно активного броміду 3-гідроксі-1,3-біс-(4 -метоксифеніл)-2,3,5,6,7,8гексагідроімідазо[1,2-а]піридинію (DAM0002990), що має формулу: OMe N N + _ OH OMe 5 10 15 20 DAM0002990 . Зазначена сполука проявляє протипухлинну активність та може бути використана при лікуванні раку товстого кишечника (щодо клітин COLO 205) та меланоми (щодо клітин SK-MEL5). Фармакотерапія пухлинної патології є найважливішою складовою у боротьбі з онкологічними захворюваннями. За останні роки вона збагатилась численними новими препаратами, що збільшують її ефективність та безпечність [1]. За даними ВООЗ, щороку з'являється понад 10 млн. нових онкохворих. Ризик розвитку онкологічних захворювань становить 27,7 % для чоловіків і 18,5 % для жінок. Злоякісні новоутворення вражають в Україні кожного четвертого чоловіка і кожну шосту жінку. [2]. Тому розробка нових протибластомних засобів є нагальною проблемою сучасної фармацевтичної хімії. Усі протипухлинні препарати поділяють на ряд груп залежно від їх джерел отримання, хімічної структури та механізму дії. Так, протибластомні синтетичні засоби включають алкілуючі засоби та антиметаболіти. До алкілуючих належать похідні хлоретиламіну (наприклад, допан, сарколізин, циклофосфан); похідні етиленіміну (бензотеф, тіофосфамід, фторбензотеф); похідні метансульфонової кислоти (мієлосан, мієлобромол); похідні нітрозосечовини (нітрозометилсечовина) та сполуки платини (цисплатин). До антиметаболітів - антагоністи фолієвої кислоти (метотрексат); антагоністи пурину (меркаптопурин) та антагоністи піримідину (фторурацил, фторафур) [1]. Еталоном для порівняння протипухлинної активності заявленої сполуки використано препарат з групи антагоністів - 5-фторурацил: H N 30 O NH F 25 Br O . Він пригнічує процес ділення ракових клітин, блокуючи синтез ДНК. Цей препарат пригнічує ріст і розвиток пухлин, а також гемопоез. Його використовують при лікуванні меланоми, раку товстого кишечника, прямої кишки, раку молочної залози, шлунку, печінки, карциноми ендометрії, раку яєчників та сечового міхура. Побічною дією цього препарату є: пригнічення кровотворення, центральної нервової системи, порушення серцево-судинної, травної та репродуктивної систем, дерматологічні та алергічні реакції [3]. Відомим аналогом є похідне імідазолу протипухлинний засіб детіцен (дакарбазин) або 5диметиламіноазо-3Н-імідазол-4-карбоксамід: H3C O H2N N N N CH3 N NH . 1 UA 117497 U 5 10 15 Він виявляє активність проти метастатичної меланоми, лімфогранулематозу, саркоми матки, раку легенів та щитовидної залози [4]. Застосування детіцену може спричиняти диспептичні явища (нудота, блювота, діарея, болі в животі), анорексію, стоматит, ураження печінки, включаючи гепатоцелюлярний некроз і тромбоз печінкових вен; оніміння та гіперемію обличчя, алопецію, гіпоплазію кісткового мозку, грипоподібний синдром, суперінфекцію, алергічні реакції; почервоніння і хворобливість у місці введення тощо [5]. В основу корисної моделі поставлена задача пошуку нової речовини, що проявляє високу протипухлинну активність - здатність пригнічувати ріст клітин раку товстого кишечника COLO 205 та меланоми SK-MEL-5. Поставлена задача вирішується тим, що синтез нової хімічної речовини броміду 3-гідроксі1 1,3-біс-(4 -метоксифеніл)-2,3,5,6,7,8-гексагідроімідазо [1,2-а]піридинію (DAM0002990). Заявлену сполуку одержують з високими виходами шляхом конденсації 6-метокси-2,3,4,5тетрагідропірідину 1 [6] з пара-анізидином 2 та подальшої циклізації проміжного (4метоксіфеніл)-(3,4,5,6-тетрагідропірідин-2-їл)аміну 3 з α-бром-4-метоксіфенілацетофеноном 4 в етилацетаті (схема 1): OMe OMe + N OMe N H2N 1 N H 3 2 O BrCH 2 OMe N N OH OMe 20 25 30 35 OMe + 4 _ Br DAM0002990 . Приклади конкретного виконання. 1 Приклад 1. Бромід 3-гідроксі-1,3-біс-(4 -метоксифеніл)-2,3,5,6,7,8-гексагідроімідазо[1,2а]піридинію (DAM0002990): Суміш 5.65 г (0,05 моль) 6-метокси-2,3,4,5-тетрагідропіридину 1 та 6.15 г (0,05 моль) пара-анізидину 2 кип'ятили зі зворотним холодильником в 100 мл сухого толу єну дві години. Після цього реакційну суміш упарили до суха, кристалізували з пропанолу-2. Вихід - 7.04 г (69 %). Тпл. = 105-107 °C [7]. До розчину 2.04 г (0.01 моль) одержаного (4метоксифеніл)-(3,4,5,6-тетрагідропіридин-2-їл)аміну 3 в 50 мл етилацетату додавали 2.29 г (0.01 моль) α-бром-4-метокси-фенілацетофенону 4 і кип'ятили зі зворотним холодильником протягом однієї години. Після чого осад, що утворився, відфільтрували та кристалізували із пропанолу-2. Вихід - 3.42 г (79 %). Т пл =233-4 °C. Знайдено, %: N=6.37 Br=18.3 C21H25BrN2O3. Вирахувано, %: N=6.46 Вr=18.5. Спектр ПМР (ДМСО-d6, ТМС): 1.79 (м, 4Н, СН2СН2), 2.63 та 2.71 (м+м, 2Н, 8СН2), 2.88 та 3.32 (м+м, 2Н, 5-СН2), 3.81 (с, 3Н, ОСН3), 3.82 (с, 3Н, ОСН3), 4.28 (д-д, 2Н, 2-СН2, J=12.6 Гц), 7.04 та 7.64 (д-д, 4Н, С6Н4), 7.11 та 7.67 (д-д, 4Н, С6Н4) 7.92 (с, 1Н, ОН). 1 Приклад 2. Протипухлинна активність броміду 3-гідроксі-1,3-біс-(4 -метоксифеніл)2,3,5,6,7,8-гексагідроімідазо[1,2-а]піридинію (DAM0002990) вивчалась у Національному інституті раку США (National Cancer Institute of Health, USA) в рамках Development Therapeutic Program. Перший етап фармакологічного скринінгу (пре-скринінг) полягав у дослідженні протипухлинної активності сполук in vitro на лініях ракових клітин (лейкемії, меланоми, раку легень, товстого кишечника, ЦНС, яєчників, нирок, простати, молочної залози) при дії речовини -5 в концентрації 10 моль/л за стандартною процедурою [8] оцінки мітотичної активності нових потенційних біологічно активних сполук методом флуоресцентного зафарбування (барвник сульфородамін Б). Результат проведених досліджень виражали у відсотках росту клітин раку у 2 UA 117497 U 5 10 порівнянні з контролем - 5-флуорурацилом. Наведені у таблиці значення показують на скільки досліджувані сполуки є більш ефективними у пригніченні росту ракових клітин у порівнянні з контролем. Визначення проводили високочутливим флюорометричним методом, кількісно оцінюючи інтенсивність кольору флуоресцентного випромінювання (барвник - сульфородамін Б) через 48 год. опромінення клітини зі сполукою, що тестується. Використана система відбору та вивчення сполук з потенційною протипухлинною активністю in vitro базується на визначенні відсотку росту клітин пухлини (PG) під впливом сполуки, що тестується. -5 В умовах експерименту заявлена сполука (DAM0002990) у концентрації 10 моль/л виявила здатність пригнічувати ріст клітин раку, що охоплює практично весь спектр онкологічних захворювань людини (табл. 1). Таблиця 1 1 Протипухлинна активність броміду 3-гідроксі-1,3-біс-(4 -метоксифеніл)-2,3,5,6,7,8гексагідроімідазо[1,2-а]піридинію (DAM0002990) in vitro на лініях клітин раку при дії речовин в -5 4 8 концентрації 10 моль/л та поглибленого in vitro скринінгу у градієнті концентрацій 10 -10 М. Тип раку Лейкемія Дрібноклітинний рак легенів Рак товстого кишечника Рак головного мозку Меланома Лінії ракових клітин CCRF-CEM HL-60(TB) К-562 MOLT-4 RPMI-8226 SR А549/АТСС НОР-62 НОР-92 NCI-H226 NCI-H23 NCI-H322M NCI-H460 NCI-H522 COLO 205 НСС2998 НСТ-116 НСТ-15 НТ-29 КМ12 SW-620 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 Параметри протипухлинної активності DAM0002990 Мітотична активність, % lg GI50 lg TGI lg LC50 63.76 -5.02 >-4.00 >-4.00 16.71 -5.77 -4.68 >-4.00 40.17 -5.58 -4.00 >-4.00 58.43 -4.92 -4.00 >-4.00 22.27 -6.00 -422 >-4.00 61.13 -5.38 -4.00 >-4.00 55.40 -5.22 -4.00 >-4.00 91.75 -4.32 -4.00 >-4.00 74.28 -6.07 -4.74 >-4.00 80.12 -4.63 -4.00 >-4.00 39.72 -5.48 -4.00 >-4.00 97.79 -4.53 -4.00 >-4.00 82.24 -4.92 -4.00 >-4.00 53.46 -5.09 -4.02 >-4.00 49.78 -5.35 -4.70 -4.19 69.09 -5.55 >-4.00 >-4.00 57.59 -5.32 >-4.00 >-4.00 102.64 >-4.00 >-4.00 >-4.00 70.38 -4.87 >-4.00 >-4.00 51.76 -5.53 >-4.00 >-4.00 100.11 -4.73 >-4.00 >-4.00 81.05 -4.76 >-4.00 >-4.00 -4.81 -4.21 >-4.00 89.65 -4.96 >-4.00 >-4.00 -5.04 >-4.00 >-4.00 64.15 -5.24 >-4.00 >-4.00 54.82 -5.38 >-4.00 >-4.00 71.52 -4.95 >-4.00 >-4.00 -5.11 -4.08 >-4.00 84.05 -4.74 >-4.00 >-4.00 65.49 -5.42 -4.26 >-4.00 64.50 -4.92 -4.22 >-4.00 68.92 -4.69 >-4.00 >-4.00 28.97 -5.57 -4.81 -4.17 35.51 -5.67 4.72 >-4.00 61.82 -5.31 >-4.00 >-4.00 3 UA 117497 U Продовження таблиці 1 IGROV1 OVCAR-3 OVCAR-4 Рак яєчників OVCAR-5 OVCAR-8 NCI/ADR-RES SK-OV-3 786-0 A498 ACHN CAKI-1 Рак нирок RXF 393 SN12C TK-10 U 0-31 PC-3 Рак простати DU-145 MCF7 MDA-MB-231/ATCC HS 578T Рак молочної залози BT-549 T47D MDA-MB-468 5 10 15 20 25 30 67.55 51.07 66.30 99.10 83.71 106.01 82.78 87.41 83.28 91.92 103.09 107.39 73.35 93.68 98.55 74.87 95.77 37.78 86.26 90.51 57.61 29.28 10.26 -4.96 -5.43 -5.84 -4.36 -4.96 >-4.00 -4.48 -4.38 -5.20 -4.15 >-4.00 -4.71 -4.89 -4.37 >-4.00 -5.09 -5.54 -5.38 -4.73 -4.58 -5.36 -5.59 -6.44 >-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 -5.16 >-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 Відповідно до табл. 1, сполука, за заявляється, перевищує еталон на 55 лініях ракових клітин з 60, що досліджувалися. Найбільш ефективною вона виявилася відносно клітин лейкемії HL-60(TB) та RPMI-8226 (перевищує дію 5-фторурацилу на 83,29 % та 77,73 % відповідно), дрібноклітинного раку легенів NCI-H23 (перевищує дію 5-фторурацилу на 60,28 %), раку товстого кишечника COLO 205 (перевищує дію еталону на 50,22 %), меланоми SK-MEL-5 та UACC-257 (перевищує дію 5-фторурацилу на 71,03 % та 64,49 % відповідно) та клітин раку молочної залози MCF7, T47D і MDA-MB-468 перевищує дію 5-фторурацилу на 62,22 %, 70,72 % та 89,74 % відповідно. На другому етапі досліджень, або поглибленому in vitro скринінгу, сполука (DAM0002990) тестувалась у п'яти концентраціях при 10-кратному розведенні (100 μМ, 10 μМ, 1 μМ, 0,1 μМ та 01 μМ) на перелічених лініях ракових клітин людини. У результаті експерименту розраховано три дозозалежні параметри, а саме: GI50 - концентрація сполуки, яка викликає пригнічення росту 50 % клітин лінії; TGI - концентрація, що створює повне пригнічення росту клітин; LC50 концентрація, яка викликає загибель 50 % пухлинних клітин. GI5o інтерпретовано як ефективний рівень інгібування, TGI - як цитостатичний ефект, a LC50 - летальна концентрацієя, що характеризує цитотоксичну дію. Якщо логарифмічні значення досліджуваних параметрів (lgGI50, lgTGI та lgLC50) є меншими, ніж -4,00, то сполука вважається активною [9-11]. Згідно результатів скринінгу тестована сполука проявила значний рівень протиракової активності щодо клітин раку товстого кишечника COLO 205 (значення lgGI50 складає -5.35, lgTGI дорівнює -4.70, a lgLC50 = -4.19) та меланоми SK-MEL-5 (lgGI50 =-5.57, lgTGI = -4.81 та lgLC50= 4.17). Таким чином, запропонована нова біологічно активна сполука, яка може бути потенційним протипухлинним засобом для лікування клітин раку товстого кишечника COLO 205 та меланоми SK-MEL-5. Джерела інформації: 1. Протипухлинні (протибластомні) лікарські засоби. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://pidruchniki.com/68392/meditsina/protipuhlinni _protiblastomni_likarski_zasobi - Назва з екрану. 2. Статистика онкологічних захворювань в Україні. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://diapharma.ua/articles/statistika-onkologichnih-zahvoryuvan-v-ukrayini - Назва з екрану. 3. 5-Фторурацил. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://ru.wikipedia.org/wiki/5 %D0 %A4 %D1 %82 %D0 %BE%D1 %80 %D1 %83 %D1 %80 %D0 % B0 %D1 %86 %D0 %B8 %D0 %BB - Назва з екрану. 4 UA 117497 U 5 10 15 4. Dacarbazine. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://en.wikipedia.org/wiki/Dacarbazine - Назва з екрану. 5. Детицен. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://medinstrukciya.ru/content/detitsen Назва з екрану. 6. Calas, Michele; Ouattara, Mahama; Piquet, Gilles; Ziora, Zyta; Bordat; Ancelin, Marie L.; Escale, Roger; Vial, Henri // Journal of Medicinal Chemistr-2007-vol. 50; nb. 25; p. 6307-6315 7. Javorsky P. Synthesis and pesticidal activity of the substituted 3-(l-aza-l-cycloalken-2-yl)-3phenyl-l-methylureas / P. Javorsky, Z. Vesela, S. Tuchlik // Chem. Zvesti.-1978. - Vol. 32 (2). - P. 223231. 8. Teicher B.A. Anticancer drug development guide: preclinical screening, clinical / B.A. Teicher, P. A. Andrews. - Medical.-2004. - V. 1.-450 p. 9. Alley M.C.Feasibility of drug screening with panels of human tumor cell lines using a microculture Tetrazolium assay / M.C.Alley, D.A.Scudiero, P.A. Monks et al. // Cancer Res.-1988. Vol. 48. - P. 589-601. 10.Carter P H. Photochemically enhanced binding of small molecules to the tumor necrosis factor receptor-1 inhibits the binding of TNF-a / P H.Carter, P.A.Scherle, J.A. Muckelbauer et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.-2001. - Vol. 98. - P. 11879-11886. 11. Grever M.R. The National Cancer Institute: cancer drug discovery and development program / M.R. Grever, S.A. Schepartz, B.A. Chabner // Seminars in Oncol.-1992. - Vol. 19, № 6. - P. 622-638. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1 Бромід 3-гідрокси-1,3-біс-(4 -метоксифеніл)-2,3,5,6,7,8-гексагідроімідазо[1,2-а]піридинію OMe N N OH 25 + _ Br OMe , що має протипухлинні властивості. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5