СРЕДСТВО, ПРОЯВЛЯЮЩЕЕ СВОЙСТВА АНТАГОНИСТА СЕРОТОНИНОВЫХ 5-HT-РЕЦЕПТОРОВ Российский патент 2012 года по МПК A61K31/454 A61K31/4188 A61P25/22 A61P43/00 A61P1/08 

Изобретение относится к фармакологии, а именно к биологически активным веществам, проявляющим свойства антагониста 5-НТ₃-серотониновых рецепторов, которые могут быть использованы для создания эффективных средств, обладающих противорвотной и анксиолитической активностями.

Одними из актуальных проблем современной нейрофармакологии являются коррекция тревожных и депрессивных состояний, тошноты и рвоты, синдрома раздраженного кишечника. При этом известно, что ключевую роль в развитии всех этих патологических процессов играет нарушение серотонинергической нейропередачи как в различных отделах головного и спинного мозга, так и на периферии (П.В.Сергеев, Н.Л.Шимановский, В.И.Петров. Рецепторы физиологически активных веществ, Москва, Волгоград: Семь ветров, 1999, 640 с.; Р.С.Мирзоян, В.В.Александрии, Е.В.Луныпина. Изменение локального мозгового кровотока при глобальной преходящей ишемии мозга у крыс. Методология флоуметрии, 2001, №6, с.143-149; T.Adaev, B.Ranasinghe, P.Banerjee. Transmembrane signaling in the brain by serotonin, a key regulator of physiology and emotion. Biosci. Rep., 2005, №25 (5-6), p.363-385; A.Miranda, S.Peles, P.G.McLean et al. Effects of the 5-HT3 receptor antagonist, alosetron, in a rat model of somatic and visceral hyperalgesia. Pain, 2006, №126, p.54-63). Это объясняет проявление высокого интереса исследователей к поиску и изучению действия новых веществ, во многом устраняющих данные нарушения, с серотониноблокирующими свойствами по отношению к 5-НТ3-рецепторам. Этот вопрос становится еще более актуальным, если учесть тот факт, что количество разрешенных к клиническому использованию препаратов с подобными механизмами действия весьма ограничено, а отсутствие эффективных аналогов отечественного производства фармакоэкономически осложняет их широкое применение.

Для терапии цитотоксической тошноты и рвоты применяются селективные блокаторы серотониновых 5-НТ₃-рецепторов, которые в настоящее время считаются препаратами выбора (G.Egerer, U.Hegenbart, HJ. Salwender et al. Treatment of chemotherapy-induced emesis. Karthaus M., Ganser A. (eds): Supportive care in cancer patients. Recent developments. Antibiot Chemother. Basel, Karger, 2000, vol.50, p.171-183; M.M.Константинова. Новые поддерживающие средства (противорвотные, бисфосфонаты, колониестимулирующие факторы). Практическая онкология, 2002, т.3, №4, с.309-319). Одним из таких препаратов является бемесетрон (MDL 72222) (H.Cheng, D.Larsen, J.Ragner et al. Disposition of 8-methyl-8-azabicyclo(3,2,1)octan-3-yl 3,5-dichlorobenzoate, a potent 5-HT antagonist, and two metabolites in dogs and monkeys, J. Pharm. Sci., 1992, vol.81, p.345-347; J.Logue, P.Wilkinson, K.Haegele et al. A single-dose-finding study of the antiemetic effect and associated plasma levels of MDL 72222 in patients receiving cisplatin. Cancer Chemother. Pharmacol, 1991, vol.27, №6, p.472-476).

Основными нежелательными эффектами при применении препаратов данного класса является головная боль, запоры или поносы, сонливость (R.Rosen, M.Irani Evaluation of 5-HT₃ antagonists and nausea and vomiting outcomes in cancer patients. ASHP Annual Meeting, 2000, vol.57, p.40; P.Hesketh. Comparative review of 5-HT₃ receptor antagonists in the treatment of acute chemotherapy-induced nausea and vomiting. Cancer Investigation, 2000, vol.18, №2, p.163-173). Кроме того, одной из проблем является рефрактерность цитотоксической тошноты и рвоты к известным 5-НТ₃ антагонистам у ряда пациентов (М.М.Константинова, 2002). Кроме того, активность бемесетрона на некоторых экспериментальных моделях не слишком велика.

Более эффективным и широко применяемым в клинике (в том числе и в Российской федерации) препаратом, который подавляет рвотный рефлекс, устраняет и предупреждает рвоту, вызванную применением цитостатических противобластомных средств, лучевой терапией, в послеоперационном периоде, является ондансетрон - производное карбазола (М.Д.Машковский. Лекарственные средства. Пособие для врачей. Издание 15, Москва,«Новая волна», 2007, с.189; G.A.Kennett. Serotonin Receptors and Their Functions, 1998; П.В.Сергеев, Н.Л.Шимановский, В.И.Петров, 1999; Регистр лекарственных средств России: Энциклопедия лекарств, под ред. Г.Л.Вышковского, 12-й вып., М., ООО «РЛС-Патент», 2004, 1440 с.). Он высокоселективно по конкурентному типу блокирует центральные и периферические серотониновые 5-НТ₃-рецепторы.

Однако прием препарата иногда сопровождается выраженными побочными эффектами со стороны органов желудочно-кишечного тракта (запор/диарея, сухость во рту, икота), нервной системы и органов чувств (головная боль, головокружение, нарушение остроты зрения, экстрапирамидальные расстройства и др.), сердечно-сосудистой системы и крови (брадикардия, аритмия, артериальная гипотензия и др.), аллергическими реакциями и т.п. (Регистр лекарственных средств России: Энциклопедия лекарств, 2004; С.А.Сивкович, Е.М.Алексик, И.Б.Титоренко, Н.А.Томилина. Л.Б.Куценко. Отечественный антиэметогенный препарат ондансетрон в лечении больных со злокачественными образованиями, Мистецтво лiкування, 2006, №4).

Среди 2,9-дизамещенных имидазо[1,2-а]бензимидазола известен гидробромид 9-(2-диэтиламиноэтил)-2-фенилимидазо[1,2-а]бензимидазола, проявляющий свойство антагониста серотониновых 5-НТ₃-рецепторов (В.А.Анисимова, А.А.Спасов, М.В.Черников, В.И.Петров, В.И.Минкин. Пат. №2285006 (2006), Бюл. №28). Его активность в микромолекулярной концентрации превосходит активность бемесетрона в 2 раза, кроме того он в 3,6 раз менее токсичен препарата сравнения, в связи с чем терапевтический индекс его в 7 раз превышает таковой бемесетрона. Однако ондансетрон более эффективен, чем бемесетрон.

В связи с этим потребность в более эффективных и менее токсичных препаратах, чем применяемые в клинической практике и известный в ряду 2,9-дизамещенных имидазо[1,2-a]бензимидазола, весьма велика и поиск таких средств является актуальным.

В ряду 1,2-дизамещенных имидазо[1,2-a]бензимидазола неизвестны соединения, проявляющие свойства антагонистов серотониновых рецепторов.

Техническим результатом изобретения является выявление в ряду 1,2-дизамещенных имидазо[1,2-a]бензимидазола соединения с 5-НТ₃-серотонинблокирующими свойствами.

Технический результат достигается дигидрохлоридом 1-пиперидино-пропил-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-a]бензимидазола формулы I:

Дигидрохлорид I известен как соединение, обладающее местно-анестезирующим действием при инфильтрационной и проводниковой анестезиях (патент РФ №2314311, МПК C07D 487/04, 2008 г.). Синтез его описан в этом патенте и заключается во взаимодействии 2-(3-гидроксипропиламино)бензимидазола с 4-фторфенацилбромидом, дальнейшем кипячении образующегося гидробромида 1-(4-фторфенацил)-2-(3-гидроксипропиламино)бензимидазола в конц. HBr, которое приводит к гидробромиду 1-(3-бромпропил)-2-(4-фтор-фенил)имидазо[1,2-a]-бензимидазола. Обработка последнего избытком пиперидина при температуре его кипения и переводе полученного 1-пиперидинопропилзамещенного в дигидрохлорид I.

Ниже приведены результаты исследований биологической активности и токсичности предлагаемого соединения.

5-НТ₃-антагонистическую активность изучали на модели изолированной подвздошной кишки морской свинки. В эксперименте использовали следующие реактивы: агонист 5-НТ-рецепторов серотонина гидрохлорид ("SIGMA", США), селективный антагонист 5-НТ₂-рецепторов кетансерина тартрат ("SIGMA", США), селективный антагонист 5-НТ₃-рецепторов ондансетрон (ООО "Ленс-Фарм ", Россия).

Эксперименты выполняли на 10 половозрелых нелинейных морских свинках обоего пола массой 350-450 г, содержание которых отвечало Международным рекомендациям Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997) и правилам лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ З 51000.3-96 и 51000.4-96). Работу проводили с использованием термостатируемой ванночки для изолированных органов (модель 4000, "UGO BASILE S.R.L.", Италия), изометрического датчика (модель 7006, "UGO BASILE S.R.L.", Италия), самописца (модель Unirecord 7050, "UGO BASILE S.R.L.", Италия). Метод изучения 5-НТ₃-антагонистической активности основан на изменении индуцированного серотонином спазмогенного эффекта изолированного участка подвздошной кишки морской свинки (S.Yoshida, T.Watanabe, Y.Sato. Regulatory molecules for the 5-HT₃ receptor ion channel gating system. Bioorganic & Med. Chem., 2007, №15, p.3515-3523).

После декапитации у экспериментального животного проводили срединную лапаротомию и осуществляли извлечение отрезка подвздошной кишки, на 4-5 см проксимальнее илеоцекального угла. Выделенный отрезок помещали в чашку Петри с буферным раствором Кребса для препаровки, в ходе которой выделяли сегменты кишки длиной 2 см. Образец помещали в ванночку для изолированных органов объемом 10 мл, заполненную буферным раствором Кребса, непрерывно аэрируемую и термостатируемую при 37°C.

После 30 минут адаптационного периода с помощью изометрического датчика, соединенного с образцом, на самописце регистрировали исходное значение тонуса кишки. Регистрация контрольного значения проводилась после добавления в ванночку серотонина в концентрации 3×10^-6 моль/л. Для исключения 5-НТ₂-миметического влияния серотонина в ванночку при каждом измерении добавляли 5-НТ₂-антагонист кетансерин в концентрации 1×10^-7 моль/л. Отмывку кишки в промежутке между измерениями проводили буферным раствором не менее 10 минут до возвращения тонуса к исходному значению.

В опытном измерении в ванночку добавляли исследуемое вещество в концентрации 1×10^-6 моль/л с экспозицией в течение 5 минут, затем добавляли серотонин и регистрировали фармакологический ответ. В качестве препарата сравнения использовали ондансетрон в концентрации 1×10^-6 моль/л.

Степень 5-НТ₃-серотонинергической активности оценивали на основании изменения значений спазмогенного эффекта в контрольном и опытном измерениях. Соединение I продемонстрировало выраженные 5-НТ₃-антагонистические свойства, подавляя вызванный серотонином спазм кишки на 82,8±5,5%, при этом активность препарата сравнения ондансетрона в эквимолярной концентрации составляла -80,1±2,1% (табл.1). При дальнейшем изучении свойств соединения I была исследована концентрационная зависимость 5-НТ₃-блокирующего действия, при этом было выявлено, что величина показателя ЕС₅₀ для изучаемого соединения составила 2,5×10^-7 M, что близко по значению к показателю препарата сравнения, который равен 1,4×10^-7 M.

Также для исследуемого соединения были изучены концентрационные зависимости антисеротонинового эффекта; определены величины pA₂ и pA₁₀ (Комиссаров И.В. Элементы теории рецепторов в молекулярной фармакологии. - М.: Медицина, 1969. - 143 с.) как показатели, наиболее часто используемые для оценки антагонистической активности химических веществ. Они составили для соединения I 6,84 и 5,87, для ондансетрона 7,12 и 5,99, соответственно (табл.2).

Токсикологические свойства соединения изучали в соответствии с требованиями и инструкциями Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития (под ред. Хабриева Р.У., 2005).

Острую токсичность определяли на 30 белых половозрелых нелинейных мышах обоего пола при внутрибрюшинном введении соединения. Наблюдение за животными вели в течение двух недель после однократного введения веществ, отмечая динамику симптоматики отравления и фиксируя количество погибших животных. В ходе исследования токсикологических свойств установлено, что при внутрибрюшинном введении исследуемого вещества у экспериментальных животных развивается симптоматика отравления в виде уменьшения подвижности, седации, изменения ритма и глубины дыхания. Гибели животных предшествовали выраженные клонико-тонические судороги. Рассчитанный показатель LD₅₀ для соединения I составил 38,9 мг/кг при аналогичном показателе ондансетрона 10,8 мг/кг.

Для наиболее адекватного сравнения безопасности соединения I был рассчитан условный терапевтический индекс (УТИ) исследуемого соединения и препарата сравнения как отношение показателей LD₅₀ к ЕС₅₀, который составил 348 и 260 условных единиц для соединения I и ондансетрона, соответственно. Данные представлены в таблице 1.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием t-критерия Стьюдента. Расчет показателей ЕС₅₀, pA₂ и pA₁₀, LD₅₀ производили методом регрессионного анализа посредством программы «Microsoft® Excel 2003». Данные представлены в таблице 2.

Таким образом, предлагаемое соединение I демонстрирует в микромолярных концентрациях выраженные 5-НТ₃-антагонистические свойства, не уступая препарату сравнения по уровню активности, показателю концентрационной зависимости ЕС₅₀ и величинам pA₂ и pA₁₀, и превосходя препарат сравнения в 3,6 раза по показателю острой токсичности LD₅₀ и в 1,3 раза - по УТИ, что делает перспективным дальнейшее углубленное изучение его свойств с целью создания на его основе новых лекарственных средств.

Таблица 1 Сравнение 5-НТ₃-антагонистической активности и острой токсичности соединений I и ондансетрона Вещество 5-HT₃-антагонистическая активность, d% LD₅₀, мг/кг ЕС₅₀, M УТИ, LD₅₀/ЕС₅₀ Соединение I -82,8±5,5* 38,9 2,5×10^-7 348 Ондансетрон -80,1±2,1* 10,8 l,4×l0-7 260 * - достоверно по отношению к контролю, p<0,05

Таблица 2 Показатели pA₂ pA₁₀ для соединения I и ондансетрона, определенные на модели изолированной подвздошной кишки морской свинки по S.Yoshida Вещество pA₂ pA₁₀ Соединение I 6,84 5,87 Ондансетрон 7,12 1,13

Предложено биологически активное вещество, проявляющее свойства антагониста 5-НТ₃-серотониновых рецепторов, 1-пиперидинопропил-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазол формулы I. Соединение было известно как место-анестезирующее. Показаны выраженные 5-НТ₃-антагонистические свойства соединения в микромолярных концентрациях, не уступающие препарату сравнения ондасетрону, при этом соединение формулы I более безопасно. Новые свойства соединения могут быть использованы для создания эффективных средств, обладающих противорвотной, анксиолитической и анальгетической активностями. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Применение дигидрохлорида 1-пиперидинопропил-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола формулы I:

в качестве соединения, проявляющего свойства антагониста 5-НТ₃-серотониновых рецепторов.

2. Применение по п.1 для изготовления композиций, включающих 1-пиперидинопропил-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]бензимидазола в качестве действующего начала.