Производное 3,6,9-триазатрициклотетрадекана и его применение для лечения депрессии Российский патент 2019 года по МПК C07D487/18 A61K31/395 A61P25/00 A61P25/24 

Область техники

Изобретение относится к области медицины, фармакологии и психиатрии, а именно к отрицательным модуляторам каинатных рецепторов и может быть использовано, в частности, для терапии депрессии.

Уровень техники

Каинатные рецепторы (KARs) состоят из класса ионотропных глутаматных рецепторов, которые выполняют разнообразные пре- и постсинаптические функции посредством сложной передачи сигналов, регулирующих активность нервных цепей. Каинатные рецепторы высоко выражены в центральной нервной системе (ЦНС). Молекулярное клонирование выявило 5 подтипов: GluK1, GluK2, GluK3, GluK4 и GluK5, которые собираются в различных комбинациях, чтобы сформировать функциональные рецепторы.

Каинатные рецепторы представлены как в нейрональных, так и в глиальных клетках и астроцитах. Они модулируют функциональное состояние ЦНС через тонкую настройку синаптической трансмиссии, баланса между активностью глютаматной и ГАМКергических систем, ритмическую активность нейрональной сети, функционирование астроглии и взаимодействие нейронов и глии (Popov A.V., et al/ Kainate receptors are the key to understanding synaptic plasticity, learning and memory (review) // Modern Tehnologies in Medicine. 2017; 9(4): 228-238, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.4.28). Чрезмерная активации каинатных рецепторов каиновой кислотой в эксперименте приводит к лимбическим судорогам, сходным с височной эпилепсией у человека, вызывает митохондриальную дисфукнцию и дегенерацию отдельных популяций нейронов вследствие эксайтотоксичности. Антагонисты кайнатных рецепторов напротив оказывали благоприятное действие при некоторых нейрологических расстройствах, таких как хроническая боль, мигрень и эпилепсия (Jane DE et al/ Kainate receptors: pharmacology, function and therapeutic potential// Neuropharmacology. 2009. 56(1):90-113. doi: 10.1016/j.neuropharm.2008.08.023).

Известно, что несогласованность возбудимых и тормозных сигналов при нейротрансмиссии, а также снижение нейрональной пластичности приводит к нарушению функциональных связей в обширных участках мозга. Предполагается, что эти механизмы лежат в основе как монополярной, так и биполярной депрессии. Дополнительным аргументом в пользу этой гипотезы является быстрый антидепрессивный эффект кетамина - агента, влияющего в числе прочего на нейрохимический баланс между функциональной активностью глютаматной и гамкергической систем (Lener MS et al/ Glutamate and Gamma-Aminobutyric Acid Systems in the Pathophysiology of Major Depressionand Antidepressant Response to Ketamine.// Biol Psychiatry. 2017. 15;81(10):886-897. doi: 10.1016/j.biopsych.2016.05.005).

Некоторыми исследователями была выдвинута гипотеза, что существенное значение в формировании депрессивного синдрома имеет дисфункция каинатных рецепторов (Larsen AM et al/ Sex differences in glutamate receptor gene expression in major depression and suicide// ACS Chem Neurosci. 2011. 16;2(2):60-74. doi: 10.1021/cn1001039; Gray AL et al/ Medicinal chemistry of competitive kainate receptor antagonists// Mol Psychiatry. 2015. 20(9):1057-68. doi: 10.1038/mp.2015.91; Milanesi E et al/ The role of GRIK4 gene in treatment-resistant depression// Genet Res (Camb). 2015. 3;97:14. doi: 10.1017/S0016672315000142) регуляция которой и может быть мишенью для создания быстрых антидепрессантов.

Можно предположить, что влияние на каинатные рецепторы у депрессивных пациентов приведет к улучшению состояния вследствие их действия на различные патогенетические механизмы, включая экстрасинаптические нарушения, такие как нарушение функции астроглии.

Наибольший интерес в отношении патофизиологии депрессивных расстройств вызывает одна из субъединиц кайнатных рецепторов GluK4, которые в основном экспрессируются в пирамидальных нейронах области CA3 гиппокампа, зубчатой извилине, неокортексе и клетках Пуркинье. В эксперименте было показано, что сверхэкспрессия этих рецепторов в переднем мозге приводит к нарушению социального поведения, повышению тревожности и депрессивным нарушениям. (Aller MI et al/ Increased Dosage of High-Affinity Kainate Receptor Gene grik4 Alters Synaptic Transmission and Reproduces Autism Spectrum Disorders Features// J Neurosci. 2015. 7;35(40):13619-28. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2217-15.2015).

В других исследованиях обнаружилось, что вариабельность GluK4 влияет на особенности терапевтического ответа на антидепрессанты. Оказалось, что некоторые варианты этих рецепторов приводят к терапевтической резистентности и повышенному риску возникновения психотических симптомов на высоте депрессивного эпизода (Milanesi E et al/ The role of GRIK4 gene in treatment-resistant depression. Genet Res (Camb). 2015. 3;97:e14. doi: 10.1017/S0016672315000142). Koromina et al (2018) в близнецовом когортном исследовании обнаружил, что делеция гена GLUK4 снижает риск развития биполярного расстройства и повышает качество когнитивного функционирования. (Koromina M et al/ A kainate receptor GluK4 deletion, protective against bipolar disorder, is associated with enhanced cognitive performance across diagnoses in the Twins UK cohort// World J Biol Psychiatry. 2018. 11:1-9. doi: 10.1080/15622975.2017.1417637).

Таким образом, каинатные рецепторы являются перспективной терапевтической мишенью, в том числе для терапии депрессии. Совершенствование терапии депрессивных расстройств являться одной из ведущих задач современной психиатрии.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка нового эффективного отрицательного модулятора каинатных рецептов, являющегося перспективным для применения в клинической практике в качестве лекарственного средства для терапии психических заболеваний и/или расстройств центральной нервной системы, в том числе депрессивных расстройств.

Технический результат заключается в разработке нового высокоэффективного отрицательного модулятора каинатных рецепторов, являющегося перспективным для терапии психических заболеваний и/или расстройств, в том числе для терапии депрессивных расстройств, в частности как быстрый антидепрессант, а также является перспективным для терапии тревожных расстройств, расстройств, связанных со стрессом.

Указанный технический результат достигается путем получения нового соединения 6-[4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1^3,11]тетрадекан-4,8,12-трион следующей структуры:

или его фармацевтически приемлемых солей, представляющих собой отрицательные модуляторы каинатных рецепторов.

Достижение указанного технического результата обеспечивается также в результате применения соединений по изобретению для лечения и/или предотвращения психического заболевания или расстройства, и/или для получения фармацевтической композиции для лечения и/или предотвращения психического заболевания или расстройства.

В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой депрессивное расстройство, тревожное расстройство, и/или расстройство, связанное со стрессом.

В частных вариантах воплощения изобретения депрессивное расстройство представляет собой депрессивный эпизод, расстройство приспособительных реакций, рекуррентное депрессивное расстройство и/или депрессивный эпизод, связанный с расстройствами поведения.

В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой тревожно-фобическое расстройство.

В частных вариантах воплощения изобретения тревожно-фобическое расстройство представляет собой агорафобию, социальную фобию и/или изолированную фобию.

В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой паническое расстройство, генерализованное тревожное расстройство, смешанное тревожно-депрессивное расстройство.

В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой состояние, связанное с упорной болью.

Достижение указанного технического результата обеспечивается также за счет создания фармацевтической композиции для лечения и/или предотвращения психического заболевание или расстройства, характеризующейся тем, что она содержит эффективное количество соединения по изобретению и, по меньшей мере, одно фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество.

В частных вариантах воплощения изобретения фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество представляет собой носитель, наполнитель и/или растворитель.

В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой депрессивное расстройство, тревожное расстройство и/или расстройство, связанное со стрессом.

В частных вариантах воплощения изобретения депрессивное расстройство представляет собой депрессивный эпизод, расстройство приспособительных реакций, рекуррентное депрессивное расстройство и/или депрессивный эпизод, связанный с расстройствами поведения.

В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой тревожно-фобическое расстройство.

В частных вариантах воплощения изобретения тревожно-фобическое расстройство представляет собой агорафобию, социальную фобию и/или изолированную фобию.

В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой паническое расстройство, генерализованное тревожное расстройство, смешанное тревожно-депрессивное расстройство.

В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой состояние, связанное с упорной болью.

Изобретение также включает получение соединения 6-[4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1^3,11]тетрадекан-4,8,12-трион и его фармацевтически приемлемых солей.

В результате проведенных исследований, было синтезировано соединение 6-[4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1^3,11]тетрадекан-4,8,12-трион следующей структуры:

Проведенные эксперименты показали, что полученное соединение представляет собой высокоэффективный отрицательный модулятор каинатных рецепторов, причем заявляемое соединение обладает значительно более высокой эффективностью по сравнению с соединениями, характеризующимися аналогичной структурой. Так, в частности, в результате проведенного эксперимента по исследованию антидепрессивной активности в тесте «подвешивания за хвост» заявляемого соединения и его структурных аналогов неожиданно было показало, что сопоставимый уровень эффективности для соединения по изобретению наблюдается в дозе в сотни раз меньшей, чем для ближайших структурных аналогов.

Наряду с этим, в результате проведенного исследования антидепрессивной активности в тесте «вынужденного плавания» заявляемое соединение также продемонстрировало эффективность в дозе в сотни раз меньшей, чем структурные аналоги.

Помимо этого, была исследована антидепрессивная активность соединения по изобретения в тесте подавления пищевого поведения, вызванного новизной. Результаты исследования на модели подавления пищевого поведения у мышей, вызванного новизной продемонстрировали высокую эффективность кетамина, которая проявлялась в виде сокращения латентного периода подхода к пище в незнакомой среде. Это действие кетамина проявлялось при однократном введении в дозе 20 мг/кг. Соединение по изобретению также уменьшало продолжительность латентного периода и это действие проявлялось в диапазоне доз 0.025-2.5 мг/кг. На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что кетамин и соединение по изобретению проявляют свойства быстродействующих антидепрессантов на модели подавления пищевого поведения, вызванного новизной.

Дополнительно было проведено исследование антидепрессивной активности соединения по изобретению на модели депрессивноподобного состояния, вызванного введением бактериального липополисахарида (ЛПС) в опытах на мышах. Результаты полученных опытов показывают, что введение ЛПС вызывает депрессивноподобное состояние у мышей, которое выражается в увеличении времени неподвижности в тесте подвешивания за хвост. В этом тесте было обнаружено статистически значимое сокращение времени неподвижности под влиянием кетамина в дозе 20 мг/кг, а также исследуемого соединения (0,25-2.5 мг/кг). На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что исследуемое соединение обладают антидепрессивным действием.

Подробное раскрытие изобретения

Определения и термины

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведены некоторые термины, использованные в настоящем описании изобретения. Кроме того, если не указано иное, все вхождения функциональных групп выбираются независимо, два вхождения могут быть как одинаковыми, так и разными.

В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».

Термин «пациент» или «субъект» охватывает все виды млекопитающих, предпочтительно человека.

Соединение настоящего изобретения можетт существовать в свободной форме или, если требуется, в виде фармацевтически приемлемой соли или другого производного. Используемый здесь термин «фармацевтически приемлемая соль» относится к таким солям, которые, в рамках проведенного медицинского заключения, пригодны для использования в контакте с тканями человека и животных без излишней токсичности, раздражения, аллергической реакции и т.д., и отвечают разумному соотношению пользы и риска. Фармацевтически приемлемые соли аминов, карбоновых кислот, фосфонатов и другие типы соединений хорошо известны в медицине. Соли могут быть получены in situ в процессе выделения или очистки соединений изобретения, а также могут быть получены отдельно, путем взаимодействия свободного основания соединения изобретения с подходящей кислотой. Примером фармацевтически приемлемых, нетоксичных солей кислот могут служить соли аминогруппы, образованные неорганическими кислотами, такими как соляная, бромоводородная, фосфорная и серная кислоты, или органическими кислотами, такими как уксусная, щавелевая, малеиновая, винная, янтарная или малоновая кислоты, или полученные другими методами, используемыми в данной области, например, с помощью ионного обмена. К другим фармацевтически приемлемым солям относятся адипинат, альгинат, аскорбат, аспартат, бензолсульфонат, бензоат, бисульфат, борат, бутират, камфорат, камфорсульфонат, цитрат, циклопентанпропионат, диглюконат, додецилсульфат, этансульфонат, формиат, фумарат, глюкогептонат, глицерофосфат, глюконат, гемисульфат, гептанат, гексанат, гидройодид, 2-гидрокси-этансульфонат, лактобионат, лактат, лаурат, лаурил сульфат, малат, малеат, малонат, метансульфонат, 2-нафталинсульфонат, никотинат, нитрат, олеат, оксалат, пальмитат, памоат, пектинат, персульфат, 3-фенилпропионат, фосфат, пикрат, пивалат, пропионат, стеарат, сукцинат, сульфат, тартрат, тиоцианат, п-толуолсульфонат, ундеканат, валериат и подобные.

Соединения, составляющие суть данного изобретения, могут существовать в меченой радиоизотопом форме, т.е. указанные соединения могут содержать один или несколько атомов, чья атомная масса или массовое число отличается от атомной массы или массового числа наиболее распространенных природных изотопов. Радиоизотопы водорода, углерода, фосфора, хлора включают 3H, 14C, 32P, 35S, и 36Cl, соответственно. Соединения данного изобретения, которые содержат такие радиоизотопы и/или другие радиоизотопы других атомов, находятся в сфере настоящего изобретения. Тритиевые, т.е. 3H и углеродные, т.е. 14С радиоизотопы являются особенно предпочтительными благодаря простоте приготовления и обнаружения.

Соединения настоящего изобретения, меченые радиоактивными изотопами, могут быть получены с помощью методов, хорошо известных специалистам в данной области. Меченые соединения могут быть получены с помощью процедур, описанными здесь, простой заменой немеченых реагентов соответствующими мечеными реагентами.

Термин «депрессия» (в том числе «депрессивные расстройства» или «депрессивные симптомы») в настоящем документе включает в себя расстройства центральной нервной системы, характеризующиеся сочетанием признаков и симптомов, которые могут включать в себя чувство безнадежности, вины, бесполезности и/или грусти, снижение концентрации наряду с изменениями сна и/или приема пищи.

Термин «тревожные расстройства» в настоящем документе относится к группе психических расстройств, характеризующихся значительными чувствами тревоги и страха.

В настоящем документе «фобические расстройства» характеризуются сильным и иррациональным страхом определенных ситуаций или объектов, часто сопровождаются избеганием причины страха. Существует два типа: общий и специфический. Общие фобии включают агорафобию и социофобию. Агорафобия представляет собой страх попасть в ловушку в ситуации или месте без возможности спасения или помощи; например, человек может бояться находиться в кино или ездить на автобусе. Социофобия представляет собой тревогу, спровоцированную определенными социальными ситуациями. Индивидуумы с такой фобией часто боятся, что будет иметь место нерешительность или унижение, если они не поведут себя соответствующим образом, и что симптомы тревоги - потливость, покраснение, дрожание голоса, и т.д. - станут заметными, приведут к дальнейшей нерешительности и унижению.

При специфических фобиях источник тревоги представляет собой специфический объект, такой как животные (зоофобия), грозы (астрафобия и бронтофобия), или кровь (гемофобия); или источник представляет собой специфическую ситуацию, такую как оказаться на высоте (акрофобия) или оказаться в замкнутом пространстве (клаустрофобия).

В настоящем документе «стрессовые расстройства», в общем, подразделяют на типы: острое стрессовое расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство. Острое стрессовое расстройство происходит после того, как человек стал очевидцем или испытал сам травматическое событие; симптомы, помимо других, включают возвратные воспоминания события, повышенное возбуждение, неэмоциональность, и/или амнезию. Острое стрессовое расстройство длится недолго, обычно четыре или менее недель. Большая продолжительность симптомов часто говорит о посттравматическом стрессовом расстройстве. Посттравматическое стрессовое расстройство характеризуется возвращающимися частыми, нежелательными воспоминаниями травматического события, ночными кошмарами, чувствами депрессии или вины, а также неэмоциональностью.

Под «отрицательным модулятором каинатных рецепторов» в данном документе понимается модулятор, которые уменьшает чувствительность рецептора к эндогенному лиганду.

Под термином «быстрый антидепрессант» в настоящем документе понимается средство, в результате применения которого в терапии депрессии (депрессивного расстройства) терапевтический отклик (эффект) наступает в течение нескольких часов, в отличии от традиционных антидепрессантов, отклик на терапию которыми наблюдается в течение нескольких дней/недель.

Краткое описание чертежей

Фигура 1. Модулирование вызванных применением каиновой кислоты ионных токов под воздействием соединения по изобретению и циклотиазида (CTZ). Цветом выделена верхняя и нижняя половины 95% доверительного интервала среднего отклика.

Фигура 2. Влияние внутрибрюшинного введения субстанций на продолжительность полной иммобилизации в 6-минутном тесте подвешивания за хвост у мышей. Тестируемые соединения вводили за 15 минут. # - p < 0.05, достоверный эффект по сравнению с контрольной группой (t-тест, two tail).

Фигура 3. Влияние внутрибрюшинного введения соединения по изобретению и соединения 2 (структурного аналога) на продолжительность активного поведения в 5-минутном тесте «вынужденного плавания (тест Порсолта)» у крыс через 1, 4 и 24 часа после введения. * p < 0.05, ** p < 0.01, достоверный эффект по сравнению с контрольной группой (t-тест, two tail).

Фигура 4. Влияние внутрибрюшинного введения соединения по изобретению на продолжительность латентного периода в новой среде в тесте подавления пищевого поведения, вызванного новизной у мышей через 1 час после введения. *р< 0,05; **р<0,01; ***р<0,001 (тест Даннета для множественных сравнений).

Фигура 5. Влияние внутрибрюшинного введения соединения по изобретению на продолжительность латентного периода в знакомой среде в тесте подавления пищевого поведения, вызванного новизной у мышей через 1 час после введения.

Фигура 6. Влияние внутрибрюшинного введения субстанций на продолжительность полной иммобилизации в 6-минутном тесте подвешивания за хвост у мышей. **р<0,01 по сравнению с контролем, +p<0,05; ++p<0,01, +++ p<0,0001 по сравнению с группой получавшей ЛПС (тест Даннета для множественных сравнений).

Применение соединений по медицинским показаниям

Соединения, описанные в данном изобретении, могут применяться для лечения психических заболеваний или расстройств, включая депрессивное расстройство, тревожное расстройство и/или расстройство, связанное со стрессом.

Способ терапевтического применения соединений

Предмет данного изобретения также включает введение субъекту, нуждающемуся в соответствующем лечении, терапевтически эффективного количества соединения общей формулы (I).

Под терапевтически эффективным количеством подразумевается такое количество соединения, вводимого или доставляемого пациенту, при котором у пациента с наибольшей вероятностью проявится желаемая реакция на лечение (профилактику). Точное требуемое количество может меняться от субъекта к субъекту в зависимости от возраста, массы тела и общего состояния пациента, тяжести заболевания, методики введения препарата, комбинированного лечения с другими препаратами и т.п.

Соединение по изобретению или фармацевтическая композиция, содержащая соединение, может быть введено в организм пациента в любом количестве и любым путем введения, эффективным для лечения или профилактики заболевания.

После смешения лекарственного препарата с конкретным подходящим фармацевтически допустимым носителем в желаемой дозировке, композиции, составляющие суть изобретения, могут быть введены в организм человека или других животных перорально, парентерально, назально и т.п.

В том случае, когда соединение по изобретению используется как часть режима комбинированной терапии, доза каждого из компонентов комбинированной терапии вводится в течение требуемого периода лечения. Соединения, составляющие комбинированную терапию, могут вводиться в организм пациента как единовременно, в виде дозировки, содержащей все компоненты, так и в виде индивидуальных дозировок компонентов.

Фармацевтические композиции

Изобретение также относится с фармацевтическим композициям, которые содержат соединение общей формулы (I) (или пролекарственную форму, фармацевтически приемлемую соль или другое фармацевтически приемлемое производное) и один или несколько фармацевтически приемлемых носителей, адъювантов, растворителей и/или наполнителей, таких, которые могут быть введены в организм пациента совместно с соединением, составляющем суть данного изобретения, и которые не разрушают фармакологической активности этого соединения, и являются нетоксичными при введении в дозах, достаточных для доставки терапевтического количества соединения.

Фармацевтические композиции, заявляемые в данном изобретении, содержат соединения данного изобретения совместно с фармацевтически приемлемыми носителями, которые могут включать в себя любые растворители, разбавители, дисперсии или суспензии, поверхностно-активные вещества, изотонические агенты, загустители и эмульгаторы, консерванты, вяжущие вещества, смазочные материалы и т.д., подходящие для конкретной формы дозирования. Материалы, которые могут служить фармацевтически приемлемыми носителями, включают, но не ограничиваются, моно- и олигосахариды, а также их производные; желатин; тальк; эксципиенты, такие как какао-масло и воск для суппозиториев; масла, такие как арахисовое, хлопковое, сафроловое, кунжутное, оливковое, кукурузное и соевое масло; гликоли, такие как пропиленгликоль; сложные эфиры, такие как этилолеат и этиллаурат; агар; буферные вещества, такие как гидроксид магния и гидроксид алюминия; альгиновая кислота; апирогенная вода; изотонический раствор, раствор Рингера; этиловый спирт и фосфатные буферные растворы. Также в составе композиции могут быть другие нетоксичные совместимые смазочные вещества, такие как лаурилсульфат натрия и стеарат магния, а также красители, разделительные жидкости, пленкообразователи, подсластители, вкусовые добавки и ароматизаторы, консерванты и антиоксиданты.

Предметом данного изобретения являются также лекарственные формы - класс фармацевтических композиций, состав которых оптимизирован для определенного пути введения в организм в терапевтически эффективной дозе, например, для введения в организм орально, назально, например, в виде ингаляционного спрея, или внутрисосудистым способом, интраназально, подкожно, внутримышечно, а также инфузионным способом, в рекомендованных дозировках.

Лекарственные формы данного изобретения могут содержать составы, полученные методами использования липосом, методами микрокапсулирования, методами приготовления наноформ препарата, или другими методами, известными в фармацевтике.

При получении композиции, например, в форме таблетки, активное начало смешивают с одним или несколькими фармацевтическими эксципиентами, такими как желатин, крахмал, лактоза, стеарат магния, тальк, кремнезем, аравийская камедь, маннит, микрокристаллическая целлюлоза, гипромеллоза или аналогичные соединения.

Таблетки можно покрыть сахарозой, целлюлозным производным или другими веществами, подходящими для нанесения оболочки. Таблетки могут быть получены различными способами, такими как непосредственное сжатие, сухое или влажное гранулирование или горячее сплавление в горячем состоянии.

Фармацевтическую композицию в форме желатиновой капсулы можно получить, смешивая активное начало с растворителем и заполняя полученной смесью мягкие или твердые капсулы.

Для введения парентеральным путем используются водные суспензии, изотонические солевые растворы или стерильные растворы для инъекций, которые содержат фармакологически совместимые агенты, например, пропиленгликоль или бутиленгликоль.

Получение соединений по изобретению

Соединения, являющиеся предметом настоящего изобретения, могут быть получены с использованием описанных ниже синтетических методов. Перечисленные методы не являются исчерпывающими и допускают введение разумных модификаций. Указанные реакции должны проводиться с использованием подходящих растворителей и материалов. При реализации данных общих методик для синтеза конкретных веществ необходимо учитывать присутствующие в веществах функциональные группы и их влияние на протекание реакции. Для получения некоторых веществ необходимо изменить порядок стадий либо отдать предпочтение одной из нескольких альтернативных схем синтеза. Следует понимать, что эти и все приведенные в материалах заявки примеры не являются ограничивающими и приведены только для иллюстрации настоящего изобретения.

Пример 1. 6-[4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1^3,11]тетрадекан-4,8,12-трион.

В одногорловой колбе объемом 100 мл с обратным холодильником и хлоркальциевой трубкой к раствору 10,28 г 3,7-бис(хлорацетил)-1,5-диметил-3,7-диазабицикло[3.3.1]-нонан-9-она (0,032 моль, мол. вес=321.2, C₁₃H₁₈Cl₂N₂O₃) и 13,15 г K₂CO₃ (0,095 моль, мол. вес=138) в 150 мл абсолютного ДМФА при перемешивании прибавили 7 г 4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензиламина (0,032 моль, мол. вес=220.31, C₁₃H₂₀N₂O). Реакционную смесь нагрели на магнитной мешалке до 80°C и продолжили перемешивание в течение 4 ч до полного исчезновения исходных соединений. После охлаждения до комнатной температуры смесь профильтровали с использованием фильтра Шотта объемом 250 мл, добавили 750 мл воды и проэкстрагировали смесь хлороформом 3×60 мл. Объединенные органические вытяжки сушили над сульфатом натрия. Далее отфильтровали сульфат натрия, растворитель отогнали в вакууме (60°С при 10 мм.рт.ст.) на роторном испарителе. Твердый остаток после отгонки растворителя наносили на хроматографическую колонку с силикагелем. В качестве элюента использовали хлороформ (1000 мл), далее элюировали системой CHCl₃/EtOH (50:1) (объем смеси 1500 мл), а затем системой CHCl₃/EtOH (20:1) (объем смеси 2500 мл). Отобрали фракцию с Rf 0.42 в системе CHCl₃-EtOH (20:1). Отогнали растворитель в вакууме (60°С при 10 мм рт.ст.) на роторном испарителе и получили светло-желтое прозрачное масло, которое растворили в 50 мл Et₂O, медленно добавили 10 мл гексана и медленно отогнали 8/10 растворителя на роторном испарителе. Выпали белые аморфные кристаллы. Получили 13,4 г (90% от теории) 6-[4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1^3,11]тетрадекан-4,8,12-триона (мол. вес=468.59, C2₆H₃₆N₄O₄). Тпл =115-117°С.

1Н-ЯМР (СDСl₃): 1.00 (c, 3 H); 1.12 (c, 3 H); 1.45-1.53 (м, 4 H); 2.47 (уш. c, 4 H); 2.73 (д, J 13.3, 2 H); 3.04 (д, J 13.3, 2 H); 3.24 (д, J 14.1, 2 H); 3.53 (с, 2 H); 3.58 (с, 2 H); 3.75 (д, J 14.1, 2 H); 3.92 (с, 3 H); 4.94 (м, 4 H); 6.93 (д, J 8.4, 1 H); 7.26 (д, J 8.4, 1 H); 7.42 (с, 1 H).

Биологическая активность соединений по изобретению

1. Электрофизиологические эксперименты на нейронах Пуркинье

Авторами настоящего изобретения исследовалось воздействие соединения по изобретению на нейроны Пуркинье мозжечка крыс. В эксперименте было исследовано соединение по изобретению и положительный контроль - циклотиазид, известный из литературы положительный аллостерический модулятор AMPA рецепторов.

Полученные результаты (см. фигура 1) согласуются с литературными данными об известном значении EC₅₀ для циклотиазида. Совершенно неожиданно в эксперименте было показано, что соединение по изобретению является отрицательным аллостерическим регулятором глутаматных рецепторов.

Таким образом, было показано, что соединение по изобретению способно модулировать вызванные каиновой кислотой ионные токи в нейронах Пуркинье мозжечка крыс.

2. Испытания специфической активности лекарственных соединений в in vivo моделях.

Исследование антидепрессивной активности в тесте «подвешивания за хвост»

Модель «подвешивания мышей за хвост» является одной из наиболее часто используемых экспериментальных моделей для изучения возможного антидепрессивного действия новых веществ. Данный тест моделирует поведенческое отчаяние. Тест помещает экспериментальное животное в некомфортную для него ситуацию, после чего замеряется время, в течение которого оно борется с ней. Антидепрессанты обычно увеличивают время борьбы.

Результаты исследований представлены на фигуре 2.

Внутрибрюшинное введение субстанций соединения по изобретению в дозе 0.0025 мг/кг показало наличие высокой эффективности (фигура 2) в качестве антидепрессанта. Наряду с заявляемым соединением были протестированы его ближайшие структурные аналоги:

1. соединение 1, характеризующиеся следующей структурной формулой:

2. соединение 2, характеризующиеся следующей структурной формулой:

При этой указанные структурные аналоги показали сопоставимую активность только в дозе 0.25 мг/кг, при этом указанная доза в 100 раз выше, чем эффективная доза для соединения по изобретению. Таким образом, заявляемое соединения характеризуется активностью в сотни раз более высокой, чем ближайшие аналоги, а результаты эксперимента в модели «подвешивания за хвост» подтвердили активность разрабатываемого лекарственного кандидата.

Исследование антидепрессивной активности в тесте «вынужденного плавания».

Тест «вынужденного плавания, тест Порсолта» у крыс наряду с тестом «подвешивание мышей за хвост» является одной из наиболее часто используемых экспериментальных моделей для изучения возможного антидепрессивного действия веществ. Тест основан на том, что крысы, будучи помещенными в прозрачный цилиндр наполненный водой, из которого невозможно выбраться, довольно быстро прекращают попытки выбраться из него и просто замирают в ожидании. Такое поведение интерпретируется как пассивная стратегия борьбы со стрессом - «поведенческое отчаяние». Антидепрессанты увеличивают время, в течение которого крысы будут предпринимать активные попытки выбраться.

В первом эксперименте было изучено действие соединения по изобретению в дозе 0.002 мг/кг и соединения 2 (структурный аналог заявляемого соединения) в дозе 0,1 мг/кг при внутрибрюшинном введении за 1 и 24 часа до теста. Препаратом сравнения был имипрамин, который вводили внутрибрюшинно в дозе 15 мг/кг. Процедура состояла из «классического» протокола теста форсированного плавания. В первый день (этап выработки состояния «поведенческого отчаяния») крысы были помещены в цилиндры с водой на 15 мин, после чего животные были извлечены, вытерты полотенцем и помещены в клетку с чистым подстилом и бумажными полотенцами. Через 24 часа после этапа выработки состояния «поведенческого отчаяния» было произведено введение тестируемых субстанций и референтного препарата. Через 1 час после однократного введения исследуемых препаратов, экспериментальные животные снова были помещены в стеклянные цилиндры с водой на 5 мин для оценки острого эффекта тестируемых препаратов. Через 24 часа после однократного введения были протестированы соответствующие экспериментальные группы. Оценивались следующие показатели структуры поведения крыс:

- избегание аверсивных условий (карабканье на стену, ныряние);

- ориентация в пространстве (гребля двумя задними конечностями);

- показатели дискомфорта (количество отряхиваний);

- пассивность (продолжительность дрейфа);

- индекс эмоциональности (уровень дефекации).

Результаты исследования представлены на фигуре 3.

В результате исследования было показано, что тестируемое соединение по изобретению при внутрибрюшинном однократном введении в большой степени повлияло на структуру поведения экспериментальных животных в тесте Порсолта через 1 час после введения, чем его ближайший аналог соединение 2 (см. фигуру 3). Изменения структуры поведения можно рассматривать как проявление выраженного андтидепрессивного эффекта, который характеризовался увеличением продолжительности активного и уменьшением пассивного поведения крыс по сравнению с контрольной группой. Спустя 24 часа после введения проявления антидепрессивного действия статистически не были значимы. Однако наблюдалась тенденция к активному избавлению от аверсивных условий окружающей среды и тем самым снижению проявления «поведенческого отчаяния» (антидепрессивный эффект) в ответ на введение тестируемых субстанций.

Наблюдаемое изменение структуры поведения после введения тестируемого соединения по изобретению оставалось неизменным на протяжении 24 часов после введения, в отличие от референтного препарата имипрамина, антидепрессивный эффект которого через 24 часа был менее выражен по сравнению с группами, получившие тестируемое соединение по изобретению, и не отличался от показателей в контрольной группе. Данное наблюдение указывает на пролонгированное действие соединения по изобретению.

Исследование антидепрессивной активности в тесте подавления пищевого поведения, вызванного новизной.

Подавление пищевого поведения, вызванное новизной (Novely suppressed feeding, NSF) - это конфликтный тест, в основе которого лежат две конкурирующие мотивации: стремление к получению пищи и страх попасть в центр ярко освещенной арены. Продолжительность латентного периода до начала приема пищи используется как показатель тревожного состояния. Увеличение продолжительности латентного периода считается показателем депрессивно-подобного состояния у животных (Santarelli L., et al., Science, 2003, 301, 805-809).

Как показали предыдущие исследования, известные трициклические антидепрессанты и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина сокращают латентный период потребления пищи, не влияя при этом на количество потребляемой пищи. Особенностью действия антидепрессантов в этом тесте является то, что их эффект наблюдается только при повторном введении, а их однократное введение не влияет на продолжительность латентного периода. Считается, что этот тест является более адекватным тестом для выявления антидепрессивного действия, т.к. соответствует особенностям клинического проявления антидепрессивного действия у больных (Dulawa S., Hen R., Neurosci. Biobehav. Rev., 2005, 29, 771-783). Некоторыми исследованиями было показано, что антидепрессивное действие кетамина в этом тесте проявляется уже после однократного введения в дозе 5-10 мг/кг (Li, N., et al., Science, 2010, 329, 959-964). Авторы настоящего изобретения полагают, что при изучении быстродействующих антидепрессантов, их эффекты должны проявляться уже при однократном введении.

Для эксперимента были использованы мыши самцы линии C57BL/6. За 24 часа до опытов у животных убирали пищу, оставляя при этом только воду. Пищевая депривация была необходима для создания стойкой пищевой мотивации. Спустя 24 часа животному вводились исследуемые вещества и через 60 минут одно животное помещалось в новую среду, которая представляла собой ящик размерами 50×50×20 см, в центре которого находилась кормушка с пищевой гранулой. Дно ящика было покрыто опилками и ящик освещался лампами интенсивностью 600 люкс. В предварительных опытах, интенсивность освещения была установлена таким образом, чтобы латентный период подхода к пище у отдельного животного составлял не более 5 минут. Каждое животное помещалось в угол ящика и измерялась продолжительность латентного периода в секундах подхода животного к кормушке и начала взятия пищи. Максимальная продолжительность наблюдения составляла 5 мин. Сразу после проведения теста в новой среде, животное помещалось в домашнюю клетку содержания с таким же по интенсивности, источником света, в центре которой находилась кормушка с пищевой гранулой, и снова измерялся латентный период подхода к кормушке в течение 5 минут. Дополнительно животному давался свободный доступ к пище и измерялось количество пищи в граммах, которое животное потребляло в течение 5 минут. В ходе анализа поведения измерялись следующие параметры:

- продолжительность латентного периода в секундах в новой среде;

- продолжительность латентного периода в секундах в домашней среде;

- количество потребленной пищи в граммах.

В эксперименте исследовалось влияние соединения по изобретению в дозах 0,0025 - 2.5 мг/кг, а также кетамина в дозе 20 мг/кг. Вещества вводились мышам внутрибрюшинно.

Влияние веществ на продолжительность латентного периода в новой среде представлено на фигуре 4, на продолжительность латентного периода в домашней среде - на фигуре 5. Результаты исследования на модели подавления пищевого поведения у мышей, вызванного новизной продемонстрировали высокую эффективность кетамина, которая проявлялась в виде сокращения латентного периода подхода к пище в незнакомой среде. Это действие кетамина проявлялось при однократном введении в дозе 20 мг/кг. Соединение по изобретению также уменьшало продолжительность латентного периода и это действие проявлялось в диапазоне доз 0.025-2.5 мг/кг.

Уменьшение продолжительности латентного периода под влиянием кетамина и соединения по изобретению не было связано с возможным увеличением пищевой мотивации, поскольку эти вещества не влияли на продолжительность латентного периода и количество потребляемой пищи в знакомой среде.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что кетамин и соединение по изобретению проявляют свойства быстродействующих антидепрессантов на модели подавления пищевого поведения, вызванного новизной.

Исследование антидепрессивной активности на модели депрессивно-подобного состояния, вызванного введением бактериального липополисахарида в опытах на мышах.

Многочисленные данные накопленные за последние годы свидетельствуют, что иммунная система участвует в этиологии и патогенезе депрессий.

Бактериальный липополисахаприд (ЛПС) является основным компонентом внешней мембраны грам-негативных бактерий. Системное введение ЛПС в высоких дозах вызывает состояние септического шока и приводит к смерти. В малых дозах системное введение ЛПС вызывает активацию иммунной системы с высвобождением цитокинов и повреждению ими гематоэнцефалического барьера. Проникшие в мозг цитокины и, в первую очередь, фактор нейроза опухолей (ФНО) активируют местную иммунную систему. На поведенческом уровне это проявляется в развитии так называемого «болезненного поведения». Характерным признаком такого поведения является депрессивноподобная симптоматика, которая проявляется в виде ангедонии, сниженной способностью справляться со стрессом, нарушениями обучения и памяти, реакциями тревоги.

В связи с вышеизложенным представлялось интересным изучить влияние кетамина и лекарственных кандидатов на депрессивно-подобное поведение, вызванное введением ЛПС у мышей. В качестве поведенческого теста, отражающего депрессивно-подобное состояние после введения ЛПС был выбран тест подвешивания за хвост, широко применяемый для оценки действия антидепрессантов у мышей.

В эксперименте использовались мыши самцы линии C52BL/6. За 6 часов до начала опытов животным вводили внутрибрюшинно раствор ЛПС (0,5 мг/кг) и затем за 2 часа до начала тестирования - исследуемые вещества. Мышей подвешивали за хвост к деревянной перекладине с помощью клейкой ленты на расстоянии 1 см от конца хвоста. Животные находились в подвешенном состоянии в течение 6 минут. В ходе анализа поведения измерялись следующие параметры:

- общая продолжительность неподвижности в течение 6 мин;

- число эпизодов неподвижности;

- латентный период до первого эпизода неподвижности.

В эксперименте исследовалось влияние соединения по изобретению в дозах 0,25 - 2.5 мг/кг, а также кетамина в дозе 20 мг/кг. Вещества вводились мышам внутрибрюшинно. Результаты эксперимента представлены на фигуре 6.

Результаты полученных опытов показывают, что введение ЛПС вызывает депрессивноподобное состояние у мышей, которое выражается в увеличении времени неподвижности в тесте подвешивания за хвост. В этом тесте было обнаружено статистически значимое сокращение времени неподвижности под влиянием кетамина в дозе 20 мг/кг, а также исследуемого соединения (0,25-2.5 мг/кг). На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что исследуемое соединение обладают антидепрессивным действием.

Таким образом, проведенные исследования показали, что заявляемое соединение по изобретению являются высоко эффективным отрицательными модуляторами каинатных рецепторов. Указанное соединение является перспективным для применения в терапии психических заболеваний центральной нервной системы, в том числе для терапии депрессии, в частности как быстрые антидепрессанты.

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к новому отрицательному модулятору каинатных рецепторов - 6-[4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1^3,11]тетрадекан-4,8,12-триону, указанной ниже структуры или его фармацевтически приемлемой соли. А также изобретение относится к применению соединения данной формулы и к фармацевтической композиции на его основе. Технический результат: получено новое гетероциклическое соединение, которое является высокоэффективным отрицательным модулятором каинатных рецепторов, полезное для терапии психических заболеваний, депрессивных расстройств, тревожных расстройств и расстройств, связанных со стрессом. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

1. Соединение 6-[4-метокси-3-(пирролидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1^3,11]тетрадекан-4,8,12-трион следующей структуры:

или его фармацевтически приемлемая соль.

2. Применение соединения по п.1 для лечения и/или предотвращения психического заболевания или расстройства, и/или для получения фармацевтической композиции для лечения и/или предотвращения психического заболевания или расстройства, в котором заболевание и/или расстройство представляет собой депрессивное расстройство, тревожное расстройство и/или расстройство, связанное со стрессом.

3. Применение по п.2, в котором депрессивное расстройство представляет собой депрессивный эпизод, расстройство приспособительных реакций, рекуррентное депрессивное расстройство и/или депрессивный эпизод, связанный с расстройствами поведения.

4. Применение по п.2, в котором тревожное расстройство представляет собой тревожно-фобическое расстройство.

5. Применение по п.4, в котором тревожно-фобическое расстройство представляет собой агорафобию, социальную фобию и/или изолированную фобию.

6. Применение по п.2, в котором тревожное расстройство представляет собой паническое расстройство, генерализованное тревожное расстройство, смешанное тревожно-депрессивное расстройство.

7. Применение по п.2, в котором расстройство представляет собой состояние, связанное с упорной болью.

8. Фармацевтическая композиция для лечения и/или предотвращения психического заболевания или расстройства, представляющего собой депрессивное расстройство, тревожное расстройство и/или расстройство, связанное со стрессом, причем фармацевтическая композиция включает эффективное количество соединения по п.1 и по меньшей мере одно фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество.

9. Фармацевтическая композиция по п.8, в которой фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество представляет собой носитель, наполнитель и/или растворитель.

10. Фармацевтическая композиция по п.8, в которой депрессивное расстройство представляет собой депрессивный эпизод, расстройство приспособительных реакций, рекуррентное депрессивное расстройство и/или депрессивный эпизод, связанный с расстройствами поведения.

11. Фармацевтическая композиция по п.8, в которой тревожное расстройство представляет собой тревожно-фобическое расстройство.

12. Фармацевтическая композиция по п.11, в которой тревожно-фобическое расстройство представляет собой агорафобию, социальную фобию и/или изолированную фобию.

13. Фармацевтическая композиция по п.8, в которой тревожное расстройство представляет собой паническое расстройство, генерализованное тревожное расстройство, смешанное тревожно-депрессивное расстройство.

14. Фармацевтическая композиция по п.8, в которой расстройство представляет собой состояние, связанное с упорной болью.