6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазин, що має протипухлинні властивості

Реферат: 6-(4-Етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазин N S N N N H3 C що має протипухлинні властивості. OC2H5 , ЩО МАЄ UA 118683 U (12) UA 118683 U UA 118683 U Корисна модель належить до органічної, фармацевтичної хімії та медицини, а саме до одержання біологічно активного 6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4b][1,3,4]тіадіазину (DAM0007723): N S N N N H3 C OC2H5 5 10 15 20 25 що проявляє протипухлинну активність і може бути використаний при лікуванні лейкемії, меланоми, раку легенів, товстого кишечнику, ЦНС, яєчників, нирок, простати та молочної залози. За рівнем захворюваності та смертності в світі за останні 100 років онкопатологія перемістилася з десятого на друге місце, поступаючись лише хворобам серцево-судинної системи. За даними ВООЗ, щороку у світі на цю недугу хворіють понад 10 млн. осіб. Україна займає друге місце в Європі за кількістю жителів, що померли від раку (щорічно понад 160 тис. осіб дізнаються, що вони є онкохворими, а 90 тис. - помирають від цієї недуги). Лише за останні 10 років кількість хворих на рак зросла на 25 %, хоча загальна чисельність населення України значно скоротилася [1]. Тому розробка нових протипухлинних (протибластомних) засобів є нагальною проблемою сучасної фармацевтичної хімії. Протипухлинні препарати поділяють на синтетичні та природні. Серед синтетичних розрізняють алкілуючі засоби (хлоретиламіни, етиленаміни, метансульфонати, похідні нітрозосечовини, сполуки платини) та антиметаболіти (антагоністи фолату, антагоністи пуринів, антагоністи піримідинів). Протибластомні властивості виявляють також антибіотики, алкалоїди та інші речовини рослинного походження, деякі гормональні препарати та інгібітори синтезу гормонів [2]. Широке застосування серед протипухлинних препаратів набули такі алкілуючі та антиметаболічні засоби, як циклофосфан, тіофосфамід, мієлосан, меркаптопурин, метатрексат та флуороурацил. Еталоном для порівняння протипухлинної активності заявленої сполуки використано препарат з групи антагоністів піримідинів - 5-фторурацил: H N O 30 40 45 O NH F 35 , Він пригнічує процес ділення ракових клітин, блокуючи синтез ДНК (внаслідок пригнічення активності ферменту тимідилатсинтетази і утворення недосконалої РHК, що містить у будові флуорурацил). Зазначений препарат пригнічує ріст і розвиток пухлин, а також гемопоез. Його використовують при лікуванні меланоми, раку товстого кишечнику, прямої кишки, раку молочної залози, шлунку, печінки, карциноми ендометрію, раку яєчників та сечового міхура. Побічними ефектами є: пригнічення кровотворення (анемія, лейкопенія, тромбоцитопенія); пригнічення центральної нервової системи (атаксія, неврит зорового нерва, головний біль, ністагм, порушення зору, ейфорія, сплутаність свідомості, дезорієнтація); порушення серцевосудинної системи (ішемія міокарда, стенокардія, тромбофлебіт); порушення травної системи (езофагіт, нудота, блювота, діарея, анорексія); пригнічення репродуктивної системи (азооспермія, аменорея); дерматологічні реакції (алопеція, дерматит, порушення пігментації шкіри); алергічні реакції (кропив'янка, бронхоспазм) [3]. Аналогом за структурою є протипухлинний гормональний засіб анастрозол, який інгібує синтез естрогенів. Він є похідним 1,2,4-триалолу, а саме: α,α,α'α'-тетраметил-5-(1Н-1,2,4триазол-1іл-метил)-м-бензендіацетонітрилом [4]: 1 UA 118683 U N N N 5 10 15 20 25 30 N N . Анастрозол проявляє активність щодо естрогенозалежних пухлин молочної залози у жінок. Андростендіон, що виробляється у жінок, у периферичних тканинах за участі ферменту ароматази перетворюється в естрон, а далі - в естрадіол. Анастрозол є селективним нестероїдним інгібітором і тому інгібує цей фермент, що веде до зниження рівня естрадіолу. Анастрозол використовується для лікування раннього гормонопозитивного раку молочної залози у жінок у періоді постменопаузи. Курс терапії цим препаратом залежить від тяжкості та форми захворювання. Ефективність анастрозолу не була доведена у пацієнток з рецепторовід'ємною пухлиною до естрогенів. При застосуванні анастрозолу може розвиватися порушення системи кровообігу і крові (гіпертензія, анемія, тромбофлебіт, лейкопенія, тромбоемболія); порушення нервової системи (астенічний синдром, сонливість, інсомнія, депресія, тривожність, головний біль, парестезія, запаморочення); системи травлення (зниження апетиту, закреп або діарея, блювання, нудота, сухість у ротовій порожнині); системи дихання (диспное, риніт, синусит, бронхіт, фарингіт), а також викликати алергічні реакції (висипи, поліморфну еритему, свербіж) та інші розлади (вагінальні кровотечі, артралгію, міалгію, біль у грудях і спині, пітливість, периферичні набряки, облисіння і випадання волосся, гіперхолестеринемію, збільшення маси тіла тощо [4]. Підвищення ефективності хіміотерапії пухлинної хвороби в першу чергу пов'язано зі створенням нових, ефективних поліфункціональних протипухлинних препаратів. В основу патенту на корисну модель поставлена задача пошуку нових речовин, що проявляють протипухлинну активність - здатність пригнічувати ріст клітин раку, що охоплюють широкий спектр онкологічних захворювань людини. Поставлена задача вирішується шляхом синтезу нової хімічної речовини -6-(4-етоксифеніл)3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазину (DAM0007723) Заявлену сполуку (DAM0007723) одержують з високим виходом при використанні відомих синтетичних підходів у декілька стадій (схема 1). Схема 1. Синтез 6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазину (DAM0007723) N SH N N Br S N O + K2CO3 O O O H3C H3C OC2H5 1 OC2H5 2 3 NH2NH3 N S N N N H3C OC2H5 DAM0007723 2 UA 118683 U 5 10 15 20 25 30 Приклади конкретного виконання 5-(паратоліл)-[1,3,4]оксадіазол-2-тіол 1 одержано з виходом 81 % за методом [5]. 1-(4Етоксифеніл)-2-(паратоліл)-[1,3,4]оксадіазол-2-ілсульфаніл)-етанон 2 - за загальною методикою [6]. Приклад 1. 6-(4-Етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3, 4]тіадіазин (DAM0007723). До розчину 3,54 г (0,01) 1-(4-етоксифеніл)-2-(паратоліл)-[1,3,4]оксадіазол-2ілсульфаніл)-етанону 2 в 100 мл етанолу, додають 2 мл 85 %-го розчину гідразин-гідрату. Реакційну суміш кип'ятять 7 годин, охолоджують, виливають в 250 мл води, осад, що випав, відфільтровують, промивають водою і сушать. Вихід 2,56 г (73 %). Т.пл.=150-2 °C (из прапанолу2). Знайдено, %: N=16,2 C19H18N4OS. Вирахувано, %: N=16,0. Спектр ПМР (DMSO-d6, TMC): 1,36 (т, 3Н, СН3), 2,40 (с, 3Н, СН3), 4,12 (кв, 2Н, ОСН2), 4,40 (с, 2Н, SCH2), 7,11 та 7,90 (д-д, 4Н, С6Н4), 7,39 та 7.97 (д-д, 4Н, С6Н4). Приклад 2. Протипухлинна активність 6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазину (DAM0007723) 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 60 лініях ракових клітин (лейкемії, меланоми, раку легень, товстого кишечнику, ЦНС, яєчників, нирок, простати, молочної залози) при дії речовини -5 в концентрації 10 моль/л за стандартною процедурою [7] оцінки мітотичної активності нових потенційних біологічно активних сполук методом флуоресцентного зафарбування (барвник сульфородамін Б). Результат проведених досліджень виражали у відсотках росту клітин раку у 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 (DAM0007723) у концентрації 10 моль/л виявила здатність пригнічувати ріст клітин раку, що охоплює практично весь спектр онкологічних захворювань людини (табл.). Таблиця Протипухлинна активність 6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4b][1,3,4]тіадіазину (DAM0007723) in vitro на лініях клітин раку при дії речовин -5 -4 -8 в концентрації 10 моль/л та поглибленого in vitro скринінгу у градієнті концентрацій 10 -10 М Тип раку Лейкемія Дрібноклітинний рак легенів Лінії ракових клітин CCRF-CEM HL-60(TB) K-562 MOLT-4 RPMI-8226 SR А549/АТСС НОР-62 НОР-92 NCI-H226 NCI-H23 NCI-H322M NCI-H460 NCI-H522 Параметри протипухлинної активності DAM0007723 Мітотична lgGI50 lgTGI lgLC50 активність, % 5,08 -6,66 -5,42 > -4,00 -2,18 -6,82 -6,17 -4,18 10,08 -7,30 -4,80 >-4,00 0,78 -6,31 -4,93 > -4,00 20,66 -6,48 -4,88 >-4,00 3,03 -7,31 -5,58 > -4,00 17,20 -6,32 -4,70 > -4,00 26,23 -6,43 -4,57 > -4,00 57,82 -6,73 -5,45 > ^,00 76,28 -5,19 -4,47 > -4,00 4,67 -6,19 -4,59 > -4,00 48,99 -4,26 > -4,00 9,90 -6,44 -4,87 > -4,00 4,54 -6,66 -6,17 -4,18 35 3 UA 118683 U Продовження таблиці Протипухлинна активність 6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4b][1,3,4]тіадіазину (DAM0007723) in vitro на лініях клітин раку при дії речовин -5 -4 -8 в концентрації 10 моль/л та поглибленого in vitro скринінгу у градієнті концентрацій 10 -10 М Тип раку Лінії ракових клітин COLO 205 НСС2998 НСТ-116 Рак товстого НСТ-15 кишківника НТ-29 KМ12 SW-620 SF-268 Рак кори головного SF-539 мозку SNB-75 U251 LOX IMVI М14 MDA-MB-435 SK-MEL-2 Меланома SK-MEL-28 SK-MEL-5 UACC-257 UACC-62 IGROV1 OVCAR-3 OVCAR-4 Рак яєчників OVCAR-5 OVCAR-8 NCI/ADR-RES SK-OV-3 786-0 А498 ACHN САКІ-1 Рак нирок RXF393 SN12C ТК-10 UO-31 РС-3 Рак простати DU-145 MCF7 MDA-MB-231/ATCC HS 578T Рак молочної залози ВТ-549 T47D MDA-MB-468 5 Параметри протипухлинної активності DAM0007723 Мітотична lgGI50 lgTGI lgLC50 активність, % -51,25 -6,49 -5,83 > -4,00 -6,85 -6,00 -5,17 -4,05 7,54 -6,39 -4,71 > -4,00 9,92 -6,42 -4,34 > -4,00 0,43 -6,50 -4,96 -4,19 8,66 -6,26 -4,70 > -4,00 30,82 -6,63 -4,00 > -4,00 42,99 -5,64 -4,35 > -4,00 -33,25 -6,60 -6,11 -4,54 2,71 -6,64 -4,66 > -4,00 14,06 -6,33 -4,72 -4,06 27,27 -6,12 -4,55 > -4,00 8,84 -6,56 -4,69 > -4,00 -8,41 -7,46 -6,71 > -4,00 40,15 -6,31 -4,65 -4,17 68,84 -5,71 -4,56 > -4,00 18,00 -6,43 -4,85 -4,33 74,35 -4,91 -4,46 > -4,00 46,80 -6,07 -4,65 -4,07 44,17 -6,17 -4,67 -4,04 -25,19 -6,47 -4,93 -4,24 56,97 -5,71 -4,49 > -4,00 12,19 -6,15 -4,28 > -4,00 27,39 -6,26 -4,68 > -4,00 -34,11 -6,52 -4,68 > -4,00 -19,62 -6,48 -5,68 -4,21 23,11 -6,09 -4,69 -4,01 -5,57 -6,95 -6,18 -4,26 31,85 -6,18 -4,33 > -4,00 28,94 -6,49 -4,60 >-4,00 4,35 -6,73 -4,20 -4,33 36,17 -6,03 -4,67 -4,01 47,16 -6,21 -4,57 > -4,00 35,67 -6,35 -4,51 > -4,00 26,77 -6,53 -4,80 > -4,00 11,69 -6,39 -4,81 > -4,00 16,48 -6,16 -4,74 > -4,00 29,14 -6,14 -4,53 > -4,00 33,27 -6,51 -4,64 > -4,00 21,45 -6,07 -4,68 -4,02 38,51 -6,26 -4,46 > -4,00 0,15 -5,93 -4,84 > -4,00 Відповідно до табл., досліджувана сполука 6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазин відносно клітин лейкемії HL-60(ТВ), раку товстого кишківника COLO 205 та НСС2998, раку кори головного мозку SF-539, меланоми MDA-MB-435, раку яєчників OVCAR-3, NCI/ADR-RES та SK-OV-3, раку нирок А498 не лише зупиняє ріст і поділ клітин, але й знищує їх на 2,18-51,25 %. 4 UA 118683 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 За результатами прескринінгу для другого етапу досліджень, або поглибленого in vitro скринінгу, сполука (DAM0007723) 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: GI 50 - 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. GI50 інтерпретовано як ефективний рівень інгібування, TGI - як цитостатичний ефект, a LC50 летальна концентрація, що характеризує цитотоксичну дію. Якщо логарифмічні значення досліджуваних параметрів (lgGI50, lgTGI та lgLC50) є меншими, ніж - 4,00, то сполука (DAM0007723) вважається активною [8-10]. При аналізі результатів ґрунтовного in vitro скринінгу тестована сполука проявила значний рівень протиракової активності, причому діапазон середнього значення lgGI 50 для неї становив від -4,91 до -7,46 (табл.). Найвищий протираковий ефект спостерігався на клітинах меланоми MDA-MB-435, лейкемії K-562 та SR. Заявлена речовина 6-(4-етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло-[3,4-b][1,3,4]тіадіазин (DAM0007723) характеризується не тільки високим рівнем ефективного інгібування росту всіх тестованих ліній клітин без помітної селективності дії (діапазон lgGI 50 в межах -4,91÷-7,46), а й значною цитостатичною активністю (діапазон TGI знаходиться в межах -4,00÷-6,71). Таким чином, запропонована нова біологічно активна сполука, яка може бути потенційним протипухлинним засобом. Джерела інформації: 1. Статистика онкологічних захворювань в Україні. [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://diapharma.ua/articles/statistika-onkologichnih-zahvoryuvan-v-ukrayini - Назва з екрану. 2. Протипухлинні препарати. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0 %9F%DI %80 %D0 %BE%DI %82 %D0 %B8 %D0 %BF%D1 %83 %D1 %85 %D0 %BB%D0 %B8 %D0 %BD%D0 %BD%D1 %96_%D0 %BF%D1 %80 %D0 %B5 %D0 %BF%D0 %B0 %D1 %80 %D0 %B0 %Dl %82 %D0 %B 8 - 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 %Dl%86 %D0 %B8 %D0 %BB - Назва з екрану. 4. Anastrozole. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://minidoctor.com/uk/inn/anastrozole.html - Назва з екрана. 5. Karabanovich, Galina; Zemanov, Jlia; Smutn, Tom; Szkely, Rita; arkan, Michal; Centrov, Ivana; Vocat, Anthony; Pvkov, Ivona; onka, Patrik; Nmeek, Jan; Stolakov, Jlina; Vejsov, Marcela; Vvrov, Kateina; Klimeov, Vra; Hrablek, Alexandr; Pvek, Petr; Cole, Stewart Т.; Mikuov, Katarna; Roh, Jaroslav; Journal of Medicinal Chemistry. - 2016. - Vol. 59; nb. 6. - Р. 2362-2380. 6. Парченко В.В. Синтез, перетворення, фізико-хімічні та біологічні властивості в ряді 5фурилзаміщених 1,2,4-тріазол-3-тіонів: дис. на здобуття наукового ступеня д.фарм.н. Запоріжжя, 2014. - 683 с. 7. Teicher B.A. Anticancer drug development guide: preclinical screening, clinical / B.A. Teicher, P.A. Andrews. - Medical. - 2004. - V. 1. - 450 p. 8. 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. 9. Carter P H. Photochemically enhanced binding of small molecules to the tumor necrosis factor receptor-1 inhibits the binding of TNF-α / P H. Carter, P.A. Scherle, J.A. Muckelbauer et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2001. - Vol. 98. - P. 11879-11886. 10. 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. 50 5 UA 118683 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 6-(4-Етоксифеніл)-3-(паратоліл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазин 5 N S N N N H3 C OC2H5 , що має протипухлинні властивості. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6