Изобретение относится к использованию химических соединений в области медицины и касается синтеза новых соединений бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов, обладающих свойством блокировать два регуляторных участка NMDA рецепторов и имеющих поэтому улучшенные когнитивно-стимулирующие и нейропротекторные свойства, и которые могут применяться для лечения нейродегенеративных заболеваний.
В настоящее время лечение нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера (БА), боковой амиотрофический склероз (БАС), и ряд неврологических расстройств представляет проблему, поскольку для них пока не существует эффективных лекарственных препаратов. Одним из терапевтических подходов является воздействие на глутаматергическую нейромедиаторную систему, которая вовлечена в механизм патогенеза этих заболеваний [Blasco Н, Mavel S, Corcia Р, Gordon PH. The glutamate hypothesis in ALS: pathophysiology and drug development. Curr Med Chem 2014; 21(31): 3551-75; Eisen A. Amyotrophic lateral sclerosis: A 40-year personal perspective. J Clin Neurosci. 2009 Apr; 16(4):505-12. doi: 10.1016/j.jocn.2008.07.072].
В клинической практике в качестве лекарственного препарата для улучшения памяти и когнитивных функций при лечении болезни Альцгеймера используют мемантин, относящийся к группе адамантансодержащих соединений, который является блокатором NMDA рецепторов [Lipton SA. Paradigm shift in neuroprotection by NMDA receptor blockade: memantine and beyond. Nat Rev Drug Discov. 2006, 5(2), 160-170]. Мемантин взаимодействует только с внутриканальным участком связывания NMDA рецептора и, в основном, устраняет его избыточное возбуждение, что приводит к улучшению прохождение сигнала и улучшению когнитивных функций у больных БА [S.A. Lipton. The molecular basis of memantine action in Alzheimer's disease and other neurologic disorders: low-affinity, uncompetitive antagonism. Curr Alzheimer Res. 2005 Apr; 2(2):155-65. doi: 10.2174/1567205053585846]. Мемантин не взаимодействует с сайтом связывания ифенпродила [S.O. Bachurin, E.F. Shevtsova, G.F. Makhaeva, et al., Novel conjugates of aminoadamantanes with carbazole derivatives as potential multi-target agents for AD treatment. Scientific Reports. 2017.7. 45627. Doi: 10.1038/srep45627(2017)].]. Возможно, поэтому, его когнитивно-стимулирующее действие довольно ограничено. При других патологиях когнитивных функций его действие менее эффективно или не эффективно [S. Kawashima, RCIP-Nagoya Study Group; N. Matsukawa. Memantine for the patients with mild cognitive impairment in Parkinson's disease: a pharmacological fMRI study. BMC Neurol. 2022 May 13; 22(1):175. doi: 10.1186/s12883-022-02699-x].
Другим примером лекарственного препарата, используемого для улучшения памяти и когнитивных функций является пирацетам, 2-(2-оксопиролидин-1-ил)ацетамид. Он улучшает память у пожилых и старых людей, а также при острой потере памяти в случае травм инсульта и т.п. Он применятся в больших дозах - сотни мг в день и в течение длительного срока. В спектре его механизма терапевтического действия есть влияние на NMDA рецепторы. К его недостаткам следует отнести, что он не действует на память при БА и других нейродегенеративных заболеваниях [К. Scheuer, A. Rostock, R. Bartsch, W.Е. Miiller. Piracetam improves cognitive performance by restoring neurochemical deficits of the aged rat brain. Pharmacopsychiatry. 1999 Mar; 32 Suppl 1:10-6. doi: 10.1055/s-2007-97923; M. Malik, P. Tlustos. Nootropics as Cognitive Enhancers: Types, Dosage and Side. Effects of Smart Drugs. Nutrients 2022, 14, 3367. https://doi.org/10.3390/nul4163367].
Предлагаемое изобретение решает задачу создания новых когнитивно-стимулирующих препаратов для лечения когнитивных расстройств при нейродегенеративных заболеваниях, сочетающих в себе свойства блокаторов внутриканального сайта NMDA рецепторов, и блокаторов аллостерического сайта NMDA рецепторов, т.е. взаимодействующих с несколькими мишенями, ответственными за улучшение памяти и когнитивных функций, ослабление которых имеет различное происхождение.
Настоящее изобретение относится к новым соединениям бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканам общей формулы 1 и их гидрохлоридам, обладающим свойством блокаторов двух сайтов NMDA-рецепторов.
в которой X представляет
(C1-C8) алкил или
(СН(СН3))n алкил или
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3
Z=нет, С1;
Другими аспектами изобретения являются способы получения бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов и их гидрохлоридов общей формулы 1.
Способ получения бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов формулы 1 заключается в том, что смесь (диметансульфонил)алканов общей формулы 2,
где X представляет
(C1-C8) алкил или
(СН(СН3))n алкил или
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независим' представляют 1, 2 или 3
и 1-амино-3,5-диметиладамантан формулы 3,
нагревают в диметилформамиде при температуре 120°С в течение 4-6 часов.
Способ получения гидрохлоридов бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов формулы 1 заключается в растворении бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов формулы 1 в 10%-ом растворе HCl в изопропаноле.
Еще одним аспектом изобретения является обнаруженное нами свойство соединений общей формулы 1 блокировать два сайта NMDA-рецепторов -внутриканального сайта и сайта связывания ифенпродила, - и предотвращать скополамин-вызванную амнезию.
Также еще одним аспектом изобретения является фармакологическое средство в качестве блокаторов NMDA-рецепторов при лечении и предупреждении заболеваний, связанных с дисфункцией NMDA-рецепторов, содержащее эффективное количество соединения формулы 1 и фармацевтически приемлемый носитель.
Таким образом, техническим эффектом предлагаемой группы соединений является появление у соединений общей формулы 1 свойств блокирования внутриканального сайта связывания NMDA-рецепторов и ифенпродильного сайта связывания и предотвращение скополамин-вызванной амнезии.
Стратегия рационального дизайна мультитаргетных препаратов основывается на связывании через линкер двух фармакофоров, проявляющих активность в отношении двух различных молекулярных мишеней [Youdim М.В., Buccafusco J.J. Multi-functional drugs for various CNS targets in the treatment of neurodegenerative disorders. Trends Pharmacol. Sci. 2005, 26, 27-35; Zhang H.Y. One-compound-multiple-targets strategy to combat Alzheimer's disease. FEBS Lett. 2005, 579, 5260-5264].
Однако подбор пар фармакофоров не является предсказуемым и зависит от структуры новой молекулы в целом. В данном случае наличие двух одинаковых составляющих частей в новой молекуле, связанных линкерами различной структуры, приводит к появлению новых неожиданных свойств соединений формулы 1, придает всему изобретению соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Приведенные ниже примеры иллюстрируют, но не ограничивают данное изобретение.
Производные бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов, объединенных через заявляемый молекулярный спейсер X, общей формулы 1, обладающие заявленными свойствами можно получить алкилированием 1-амино-3,5-диметиладамантана (диметансульфонил)алканами. Синтетические способы для получения соединений формулы 1 иллюстрированы следующими примерами.
Синтез соединений формулы 1 бис 1(3,5-диметилад амант-1-ил)амино]алканов и их гидрохлоридов (общая методика)
Процесс проводят нагреванием смеси соответствующих (диметансульфонил)алканов и 1-амино-3,5-диметиладамантана (схема 1) в диметилформамиде при температуре 120°С в течение 4-6 часов.
Схема 1. Получение соединений общей формулы 1
Где X=(C1-C8) алкил, (СН(СН3))n алкил или
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3
Для получения гидрохлоридов бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов соответствующие бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканы, полученные по схеме 1 растворяют в 10%-ом растворе HCl в изопропаноле (схема 2).
Схема 2. получения гидрохлоридов бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов общей формулы 1
Где X=(C1-C8) алкил, (СН(СН3))n алкил или
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3
Пример 1: Способ получения N,N-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)этан-1.2-диамина (соединение 1)
В качестве исходных веществ берут 1 ммоль (этан-1,2-диил)диметансульфоната и 5 ммоль 1-амино-3,5-диметиладамантана. В качестве растворителя берут 20 мл диметилформамида. Реакционную массу нагревают при температуре 120°С в течение 4 часов, охлаждают, выливают в 100 мл воды, экстрагируют хлороформом, сушат над Na2SO4. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографировали на силикагеле (60 меш, элюент метанол-хлороформ, 1:10). Полученный продукт представляет собой масло, выход: 61%. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3) δ, м.д: 0.84 (с, 12 Н, СН3), 1.03-1.20 (м, 4 Н, СН2), 1.21-1.43 (м, 16 Н, СН2), 1.46-1.61 (м, 4 Н, СН2), 2.09-2.24 (м, 2 Н, СН), 2.72 (с, 2 Н, NH), 3.36-3.54 (м, 4 Н, NCH2).
Пример 2: Способ получения N2,N3-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)бутан-2,3-диамина (соединение 2)
В качестве исходных веществ берут 1 ммоль (бутан-2,3-диил)диметансульфоната и 5 ммоль 1-амино-3,5-диметиладамантана. В качестве растворителя берут 20 мл диметилформамида. Реакционную массу нагревают при температуре 120°С в течение 4 часов, охлаждают, выливают в 100 мл воды, экстрагируют хлороформом, сушат над Na2SO4. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографировали на силикагеле (60 меш, элюент метанол-хлороформ, 1:10). Полученный продукт представляет собой масло, выход: 62%. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3) δ, м.д: 0.84 (с, 12 Н, СН3), 1.04-1.16 (м, 4 Н, СН2), 1.18-1.34 (м, 16 Н, СН2), 1.38-1.53 (м, 12 Н, СН3 + СН2 + NH), 2.06-2.16 (м, 2 Н, СН), 4.70-4.86 (м, 2 Н, СН).
Пример 3: Способ получения N,N-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)пропан-1,3-диамина (соединение 3)
В качестве исходных веществ берут 1 ммоль (пропан-1,3-диил)диметансульфоната и 5 ммоль 1-амино-3,5-диметиладамантана. В качестве растворителя берут 20 мл диметилформамида. Реакционную массу нагревают при температуре 120°С в течение 4 часов, охлаждают, выливают в 100 мл воды, экстрагируют хлороформом, сушат над Na2SO4. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографировали на силикагеле (60 меш, элюент метанол-хлороформ, 1:10). Полученный продукт представляет собой масло, выход: 79%. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3) δ, м.д: 0.84 (с, 12 Н, СН3), 1.03-1.16 (м, 4 Н, СН2), 1.20-1.40 (м, 16 Н, СН2), 1.40-1.54 (м, 4 Н, СН2), 1.61 (квинтет, 2 Н, J=6.7 Гц, СН2), 1.96-2.14 (м, 4 Н, СН + NH), 2.64 (т, 4 Н, J=7.0 Гц, СН2).
Пример 4: Способ получения N1,N4-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)бутан-1,4-диамина (соединение 4)
В качестве исходных веществ берут 1 ммоль (бутан-1,4-диил)диметансульфоната и 5 ммоль 1-амино-3,5-диметиладамантана. В качестве растворителя берут 20 мл диметилформамида. Реакционную массу нагревают при температуре 120°С в течение 4 часов, охлаждают, выливают в 100 мл воды, экстрагируют хлороформом, сушат над Na2SO4. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографировали на силикагеле (60 меш, элюент метанол-хлороформ, 1:10).
Полученный продукт представляет собой масло, выход: 82%. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3) δ, м.д: 0.77 (с, 12 Н, СН3), 0.98-1.10 (м, 4 Н, СН2), 1.10-1.32 (м, 10 Н, СН2), 1.32-1.40 (м, 2 Н, СН2), 1.46-1.54 (м, 2 Н, СН2), 1.58-1.74 (м, 4 Н, NH + СН2), 2.00-2.14 (м, 2 Н, СН), 2.53-2.69 (м, 4 Н, NCH2).
Пример 5: Способ получения N1,N5-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)пентан-1,5-диамина (соединение 5)
В качестве исходных веществ берут 1 ммоль (пентан-1,5-диил)диметансульфоната и 5 ммоль 1-амино-3,5-диметиладамантана. В качестве растворителя берут 20 мл диметилформамида. Реакционную массу нагревают при температуре 120°С в течение 4 часов, охлаждают, выливают в 100 мл воды, экстрагируют хлороформом, сушат над Na2SO4. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографировали на силикагеле (60 меш, элюент метанол-хлороформ, 1:10). Полученный продукт представляет собой масло, выход: 78%. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3) δ, м.д: 0.83 (с, 12 Н, СН3), 0.99-1.18 (м, 12 Н, СН2), 1.20-1.36 (м, 12 Н, СН2), 1.36-1.48 (м, 2 Н, СН2), 1.48-1.65 (м, 6 Н, NH + СН2), 2.08-2.19 (м, 2 Н, СН), 2.51- .65 (м, 4 Н, NCH2).
Пример 6: Способ получения N1,N5-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)гексан-1,6-диамина (соединение 6)
В качестве исходных веществ берут 1 ммоль (гексан-1,6-диил)диметансульфоната и 5 ммоль 1-амино-3,5-диметиладамантана. В качестве растворителя берут 20 мл диметилформамида. Реакционную массу нагревают при температуре 120°С в течение 4 часов, охлаждают, выливают в 100 мл воды, экстрагируют хлороформом, сушат над Na2SO4. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографировали на силикагеле (60 меш, элюент метанол-хлороформ, 1:10). Полученный продукт представляет собой масло, выход: 68%. Спектр ЯМР 1Н (CDCl3) δ, м.д: 0.84 (с, 12 Н, СН3), 0.99-1.18 (м, 16 Н, СН2), 1.21-1.35 (м, 12 Н, СН2), 1.35-1.48 (м, 2 Н, СН2), 1.48-1.65 (м, 6 Н, NH + СН2), 2.08-2.19 (м, 2 Н, СН), 2.50-2.64 (м, 4 Н, NCH2).
Пример 7: Способ получения N,N'-((1,1'-(1,4-фениленбис(метилен))-бис(1Н-1,2,3-триазол-4,1-диил))бис(метилен))-бис(адамантан-1-амина) (соединение 7)
В качестве исходных веществ берут 1 ммоль 1,4-фениленбис(метилен)диметансульфоната и 5 ммоль 1-амино-3,5-диметиладамантана. В качестве растворителя берут 20 мл диметилформамида. Реакционную массу нагревают при температуре 120°С в течение 4 часов, охлаждают, выливают в 100 мл воды, экстрагируют хлороформом, сушат над Na2SO4. Растворитель упаривают в вакууме, остаток хроматографировали на силикагеле (60 меш, элюент метанол-хлороформ, 1:10). Полученный продукт представляет собой масло, выход: 71%. Спектр ЯМР lH (CDCl3) δ, м.д: 0.86 (с, 12 Н, СН3), 1.13 (с, 4 Н, СН2), 1.54 (м, 4 Н, СН2), 2.10-2.22 (м, 2 Н, СН), 2.17 (с, 2 Н, NH), 3.72 (с, 4 Н, CArCH2), 7.28 (д, 4Н, J=5.5 Гц, CArH).
Схема 2.1 получения гидрохлоридов бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов общей формулы 1
Пример 8: Способ получения N1,N2-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)этан-1,2-диамина дигидрохлорида (соединение 8)
В качестве исходного вещества берут 1 ммоль N1,N2-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)этан-1,2-диамина, полученного в соответствии с примером 1, растворяют в 2 мл 10%-ного раствора HCl в изопропаноле при температуре 50°С. Охлаждают до 0°С, выпавший осадок отфильтровывают. Полученный продукт представляет собой белое твердое вещество, выход: 87%. Т. пл. 249-251°С. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6) δ, м.д.: 0.88 (с, 12 Н, СН3), 1.06-1.25 (м, 4 Н, СН2), 1.26-1.42 (м, 8 Н, СН2), 1.44-1.66 (м, 8 Н, СН2), 1.67-1.82 (м, 4 Н, СН2), 2.15-2.29 (м, 2 Н, СН), 3.22-3.36 (м, 4 Н, NCH2),9.54 (с, 4 Н, NH).
Пример 9: Способ получения N2,N3-бис(адамант-1-ил)бутан-2,3-диамина дигидрохлорида (соединение 9)
В качестве исходного вещества берут 1 ммоль N1,N3-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)бутан-2,3-диамина, полученного в соответствии с примером 2, растворяют в 2 мл 10%-ного раствора HCl в изопропаноле при температуре 50°С. Охлаждают до 0°С, выпавший осадок отфильтровывают. Полученный продукт представляет собой белое твердое вещество, выход: 88%. Т. пл. 294-297°С. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6) δ, м.д.: 0.84 (с, 12 Н, СН3), 1.04-1.16 (м, 4 Н, СН2), 1.18-1.34 (м, 16 Н, СН2), 1.38-1.53 (м, 10 Н, СН3 + СН2), 2.06-2.16 (м, 2 Н, СН), 4.70-4.86 (м, 2 Н, СН), 9.42 (шир. с, 4 Н, NH).
Пример 10: Способ получения N1,N3бис(3,5 -диметиладамант-1 -ил)пропан-1,3-диамина дигидрохлорида (соединение 10)
В качестве исходного вещества берут 1 ммоль N1,N3-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)пропан-1,3-диамина, полученного в соответствии с примером 3, растворяют в 2 мл 10%-ного раствора HCl в изопропаноле при температуре 50°С. Охлаждают до 0°С, выпавший осадок отфильтровывают. Полученный продукт представляет собой белое твердое вещество, выход: 85%. Т. пл. 187-189°С. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6) δ, м.д.: 0.87 (с, 12 Н, СН3), 1.00-1.22 (м, 4 Н, СН2), 1.22-1.94 (м, 20 Н, СН2), 2.06-2.26 (м, 2 Н, СН2), 2.41-2.66 (м, 2 Н, СН2), 3.36-3.66 (м, 4 Н, NCH2), 8.46 (шир. с, 4 Н, NH)
Пример 11: Способ получения N1,N4-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)бутан-1,4-диамина дигидрохлорида (соединение 11)
В качестве исходного вещества берут 1 ммоль N1,N4-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)бутан-1,3-диамина, полученного в соответствии с примером 4, растворяют в 2 мл 10%-ного раствора HCl в изопропаноле при температуре 50°С. Охлаждают до 0°С, выпавший осадок отфильтровывают. Полученный продукт представляет собой белое твердое вещество, выход: 84%. Т. пл. 198-201°С. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6) δ, м.д.: 0.86 (с, 12 Н, СН3), 1.00-1.22 (м, 4 Н, СН2), 1.22-1.92 (м, 22 Н, СН2), 2.06-2.26 (м, 2 Н, СН2), 2.41-2.66 (м, 2 Н, СН2), 3.36-3.66 (м, 4 Н, NCH2), 8.22 (шир. с, 4 Н, NH)
Пример 12: Способ получения N1,N5-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)пентан-1,5-диамина дигидрохлорида (соединение 12)
В качестве исходного вещества берут 1 ммоль N1,N5-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)пентан-1,5-диамина, полученного в соответствии с примером 5, растворяют в 2 мл 10%-ного раствора HCl в изопропаноле при температуре 50°С. Охлаждают до 0°С, выпавший осадок отфильтровывают. Полученный продукт представляет собой белое твердое вещество, выход: 83%. Т. пл. 180-182°С. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6) δ, м.д.: 0.87 (с, 12 Н, СН3), 1.02-1.22 (м, 4 Н, СН2), 1.22-1.93 (м, 24 Н, СН2), 2.06-2.26 (м, 2 Н, СН2), 2.41-2.66 (м, 2 Н, СН2), 3.38-3.68 (м, 4 Н, NCH2), 9.15 (шир. с,4Н, NH)
Пример 13: Способ получения диметиладамант-1-ил)пентан-1,5-диамина дигидрохлорида (соединение 13)
В качестве исходного вещества берут 1 ммоль N1,N5-бис(3,5-диметиладамант-1-ил)гексан-1,5-диамина, полученного в соответствии с примером 6, растворяют в 2 мл 10%-ного раствора HCl в изопропаноле при температуре 50°С. Охлаждают до 0°С, выпавший осадок отфильтровывают. Полученный продукт представляет собой белое твердое вещество, выход: 81%. Т. пл. 188-189°С.Спектр ЯМР 1H (ДМСО-d6) δ, м.д.: 0.85 (с, 12 Н, СН3), 1.02-1.22 (м, 10 Н, СН2), 1.22-1.92 (м, 24 Н, СН2), 2.06-2.26 (м, 2 Н, СН2), 2.61-2.76 (м, 2 Н, СН2), 3.28-3.48 (м, 4 Н, NCH2), 9.15 (шир. с, 4 Н, NH)
Пример 14: Способ получения N,N'-((1,1'-(1,4-фениленбис(метилен))-бис(1Н-1,2,3-триазол-4,1-диил))бис(метилен))-бис(адамантан-1-амин)а дигидрохлорида (соединение 14)
В качестве исходного вещества берут 1 ммоль N,N'-((1,1'-(1,4-фениленбис(метилен))-бис(1Н-1,2,3-триазол-4,1-диил))бис(метилен))-бис(адамантан-1-амин)а, полученного в соответствии с примером 7, растворяют в 2 мл 10%-ного раствора HCl в изопропаноле при температуре 50°С. Охлаждают до 0°С, выпавший осадок отфильтровывают. Полученный продукт представляет собой белое твердое вещество, выход: 81%). Т. пл. 289-292°С. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6) δ, м.д.: 0.89 (с, 12 Н, СН3), 1.07-1.26 (м, 4 Н, СН2), 1.26-1.42 (м, 8 Н, СН2), 1.58-1.78 (м, 8 Н, СН2), 1.80-1.94 (м, 4 Н, СН2), 2.05-2.28 (м, 2 Н, СН), 4.10 (д, 4 Н, J=5.5 Гц, CArCH2), 7.66 (с, 4 Н, CArH), 9.30 (шир. с, 4 Н, NH).
Биологическая активность полученных соединений
Были синтезированы бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканы с целью получения новых более активных блокаторов внутриканального сайта NMDA-рецептора (каковым является мемантин). Неожиданно оказалось, что новые соединения наряду с эффективной блокадой внутриканального сайта NMDA-рецептора эффективно блокируют аллостерический сайт связывания ифеннпродила, что не было ожидаемо и не вытекало из их структур. Новые неожиданные свойства полученных соединений усилили их когнитивно-стимулирующие свойства по сравнению с исходным соединением, мемантином, что усиливает их потенциальные терапевтические свойства.
Ниже приведены результаты биологических испытаний соединений общей формулы 1, которые иллюстрируют, но не исчерпывают настоящее изобретение.
Пример 1. Активность представителей соединений общей формулы 1 в отношении их блокады сайта связывания МК-801 и ифенпродильного сайта NMDA-рецепторов.
Методика биологических испытаний - определение блокирующей активности соединений общей формулы 1 в отношении двух сайтов связывания NMDA-рецепторов.
Изучение связывания новых и модельных соединений на NMDA-подтипах рецепторов производили методом радиолигандного связывания согласно методу [Zhou L.M., Gu Z.Q., Costa A.M., Yamada K.A., Mansson P.E., Giordano Т., Skolnick P, Jones KA. (2S,4R)-4-methylglutamic acid (SYM 2081): a selective, high-affinity ligand for kainate receptors. J. Pharmacol. Exp.Ther. 1997; 280:422-427] с модификациями. Использовались два радиоактивных лиганда: [3H]MK-801 (дизоцилпин) с удельной активностью 210 Ки/моль, связывающийся со всеми выделенными NMDA рецепторами, и [3Н]ифенпродил с удельной активностью 79 Ки/моль, связывающийся только с NMDA рецепторами, содержащими NR2B субъединицы [Coughenour L.L., Barr В.М.. Use of trifluoroperazine isolates a [(3)H]Ifenprodil binding site in rat brain membranes with the pharmacology of the voltage-independent ifenprodil site on N-methyl-D-aspartate receptors containing NR2B subunits. J. Pharmacol. Exp.Ther. 2001; 296:150-159; Dana C., Benavides J., Schoemaker H., Scatton B. Pharmacological characterisation and autoradiographic distribution of poly amine-sensitive [3H]ifenprodil binding sites in the rat brain. Neurosci. Let. 1991; 125:45-48].
Мембранный препарат для радиолигандного анализа готовили по описанному методу [Nowak G., Trullas R., Layer R.T., Skolnick P., Paul LA. Adaptive changes in the N-methyl-D-aspartate receptor complex after chronic treatment with imipramine and 1-aminocyclopropanecarboxylic acid. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1993; 265:1380-1386]. Ткань гиппокампа измельчали в гомогенизаторе Поттера («тефлон-стекло») в буфере №1 (5 мМ HEPES/4.5 мМ Трис буфера, рН 7.6), содержащего 0.32 М сахарозы, в соотношении 1 г ткани: 10 мл буфера. Гомогенат разбавляли буфером для исследования №2 (5 мМ FTEPES/4.5 мМ Трис буфера, рН 7.6) в соотношении 1:50 и центрифугировали 10 мин при 1000g. Затем отбирали супернатант и вновь центрифугировали 20 мин при 25000 g. Осадок гомогенизировали в буфере №2 в соотношении 1:50 и центрифугировали 20 мин при 8000 g. Супернатант и его мягкий, зыбкий надосадочный слой отбирали и центрифугировали 20 мин при 25000 g. Полученный осадок суспендировали в буфере №3 (5 мМ HEPES/ 4.5 мМ Трис буфера, (рН 7.61), содержащем 1 мМ Na4EDTA), и суспензию вновь центрифугировали. Такая процедура отмывки проводится четыре раза, причем при последней отмывке Na4EDTA исключается из состава. Конечный осадок ресуспендировали в буфере №2 в соотношении 1:5 и хранили в жидком азоте.
Само связывание: реакционная смесь (конечный объем 0.5 мл) содержит 200 мкл буфера №2, 50 мкл 50 нМ р-ра меченого лиганда и 250 мкл белковой суспензии. Неспецифическое связывание определяется в присутствии 50 мкл 100 мкМ немеченого лиганда. Реакционная смесь инкубируется при комнатной температуре в течение 2 ч. По окончании инкубации пробы фильтруются через стекловолокнистые фильтры GF/B (Whatman), предварительно смоченные в 0.3% полиэтиленамине в течение 2 часов при 4°С. Каждая пробирка промывается один раз холодным буфером №2, затем фильтры промываются три раза тем же объемом буфера. Фильтры сушатся на воздухе до полного высыхания и переносятся в сцинтилляционные флаконы, в которые добавляется по 5 мл сцинтилляционной жидкости, содержащей 4 г дифенилоксазола (РРО), 0.2 г дифенилоксазоилбензола (РОРОР) и 1 л толуола. Радиоактивность определяли на сцинтилляционном счетчике TriCarb2800 TR (PerkinElmer, Packard, США) с эффективностью счета около 65%.
Исследование влияния изучаемых соединений на связывание [3Н]МК-801 или [3Н]ифенпродила с мембранами гиппокампа крысы проводили при добавлении в инкубационную среду 50 мкл исследуемых соединений в диапазоне концентраций 10-8-10-3 М.
По результатам ингибирования рассчитывали IC50 для изученных соединений с помощью программы GraphPadPrism 4 Demo.
В случаях, когда ингибирование исследуемыми веществами в концентрации 100 мкМ не превышало 50%, значении величины IC50 не определялось (н/о).
Полученные величины IC50 представлены в таблице 1. Результаты биологических испытаний показывают, что соединения формулы 1 проявляют высокую блокирующую активность в отношении обоих сайтов NMDA-рецепторов.
Максимальную блокирующую активность в отношении внутриканального сайта связывания МК-801 проявляют соединения 2 и 4, причем соединение 2 активнее мемантина в 3.5 раза. Максимальную блокирующую активность в отношении сайта связывания ифенпродила проявляют соединения 1, 3 и 7. Наиболее активное соединение 2 одновременно достаточно активно блокирует и сайт связывания ифенпродила.
Таким образом, как видно из таблицы 1, соединения общей формулы 1 обладают кроме способности блокады сайта связывания МК-801, известной у соединения мемантин, дополнительной способностью эффективно блокировать участок связывания ифенпродила NMDA-рецепторов, что усиливает когнитивно-стимулирующие свойства этих соединений по сравнению с соединениями, которые только блокируют сайт связывания МК-801 (Higgins G.A., Ballard Т.М., Enderlin М., Haman М., Kemp J.A. Evidence for improved performance in cognitive tasks following selective NR2B NMDA receptor antagonist pre-treatment in the rat. Psychopharmacology (Berl). 2005; 179(1):85-98).
Литература:
Zhou LM, Gu ZQ, Costa AM, Yamada KA, Mansson PE, Giordano T, et al. (2S,4R)-4-methylglutamic acid (SYM 2081): a selective, high-affmity ligand for kainate receptors. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. 1997; 280:422-7.
Coughenour LL, Barr BM. Use of trifluoroperazine isolates a [(3)H]Ifenprodil binding site in rat brain membranes with the pharmacology of the voltage-independent ifenprodil site on N-methyl-D-aspartate receptors containing NR2B subunits. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. 2001; 296:150-9.
Dana С, Benavides J, Schoemaker H, Scatton B. Pharmacological characterisation and autoradiographic distribution of polyamine-sensitive [3H]ifenprodil binding sites in the rat brain. Neuroscience letters. 1991; 125:45-8. Nowak G, Trullas R, Layer RT, Skolnick P, Paul IA. Adaptive changes in the N-methyl-D-aspartate receptor complex after chronic treatment with imipramine and 1-aminocyclopropanecarboxylic acid. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics. 1993;265:1380-6.
Пример 2. Предотвращение скополамин-вызванной амнезии соединениями общей формулы 1.
Скополамин широко используется в доклинических исследованиях в качестве "холинэргической" модели нарушений памяти (Balmus and Ciobica, 2017). Скополамин вызывает обратимые нарушения в поддержании внимания, обработке информации и приобретении новых знаний. Он действует как антагонист мускариновых рецепторов ацетилхолина, нарушающий холинергическую передачу в центральной нервной системе и модулирующий состояние холинэргического дефицита. Также есть данные, что скополамин реализует свой амнестический эффект отчасти из-за снижения активности NMDA-рецепторов, важных для развития долговременной потенциации (ДВП) - механизма, лежащего в основе формирования памяти (Lu and Malenka, 2012). Ассоциативную и контекстуальную память мышей, процессы ее формирования можно оценить в тесте контекстного кондиционирования страха (contextual fear conditioning) (Devi and Ohno, 2010; Puzzo et al., 2014). Данный тест основан на классическом (павловском) обучении, в котором участвуют ассоциативная связь между двумя стимулами: условным стимулом, который является нейтральным и не имеет прямого отношения к задаче, и безусловным стимулом, который жизненно важен и способен вызывать типичную реакцию поведения (Puzzo et al., 2014). В протоколе контекстного кондиционирования страха условным стимулом считается контекст тестирования, т.е. установка, экспериментальная комната, освещение, экспериментатор, а безусловным - аверсивный стимул удара током. Реакцией на безусловный стимул считается реакция замирания (фризинг) - абсолютно неподвижное состояние, за исключением дыхательных движений.
Условия содержания экспериментальных животных
В экспериментах используются мыши самцы линии C57B1/6j в возрасте 3-4 месяцев. Мыши содержатся поодиночке в течение всего эксперимента. Животные находятся в стандартных лабораторных условиях (22±1°С, 55% влажности) при свободном доступе к воде и пище и цикле освещения 12:12 часов (выключение света в 19:00). Тестирование проходят в темноте или с использованием красной лампы. Для акклиматизации перед началом теста мыши остаются в экспериментальной комнате на час.
Введение веществ
Соединения 2 и 4, а также мемантин растворяли в диметилсульфоксиде и физиологическом растворе (соотношение №С1:ДМСО=20:1) и вводили внутрибрюшинно в объеме 0,1 мл раствора на 10 г массы тела. Скополамин растворяли в физиологическом растворе и вводили подкожно в объеме 0,05 мл на 10 г массы тела. Контрольным животным вводили внутрибрюшинно физиологический раствор с ДМСО (20:1) в равном объеме.
Тест кондиционирования страха
Экспериментальная установка состоит из пластиковой камеры (высота - 44,5 см, ширина - 23,5 см, глубина - 24,5 см) и электрифицированного пола. Интенсивность освещения установки составляет 25 Лкс. Исследование проводится по стандартному протоколу (Markova, N.N., 2017). В первый день эксперимента (обучение) мышь помещается в установку на 2 минуты, на последние 2 секунды подается электрический ток (110 В, 0,3 мА). Через 24 часа проводится Тест 1, мышь снова помещается в установку на 3 минуты, но без удара током. Оцениваемый параметр - измеряемые с течении 3-минутного теста временные промежутки замирания животных («фризинга»), под которым понимается отсутствие у грызуна любых движений, кроме дыхательных. Данные представлены в виде % времени замирания, за 100% принимается время наблюдения (3 минуты).
Данные были проанализированы с помощью GraphPad Prism версии 7.00 для Windows (Сан-Диего, Калифорния, США). Нормальность распределения выборки определяли с помощью теста Д'Агостино-Пирсона. Однофакторный дисперсионный анализ с поправкой Холм-Сидака использовали для сравнения трех и более групп. Уровень достоверности был установлен на 95% (р<0,05), данные в графиках представлены как среднее ± средняя ошибка.
Снижение_скополамин-вызванной_амнезии_в_тесте
кондиционирования страха соединениями 2, 4 и мемантином.
Данные, представленные в Таблице 2 показывают, что в тесте кондиционирования страха (через 24 часа после аверсивного обучения -удар тока) у мышей, получавших скополамин (1 мг/кг) за 15 мин до обучения, процент времени замирания достоверно ниже, чем у контрольной группы, что считается показателем нарушения процесса консолидации контекстуальной памяти на фоне введения скополамина. У групп мышей, которым одновременно со скополамином (1 мг/кг) вводили соединения 2, 4 или мемантин в дозе 1 мг/кг, отсутствуют достоверные отличия от группы контроля без введения скополамина и одновременно имеются достоверные отличия во времени замирания группы животных, получавшей только скополамин.
Эти данные указывают на способность соединений общей формулы 1 (соединения 2 и 4) более эффективно и достоверно, чем препарат мемантин, предотвращать или компенсировать повреждающее влияние холинергического дефицита, вызванного скополамином, на процесс консолидации контекстуальной памяти у животных в тесте кондиционирования страха. Другими слова, соединения 2 и 4 более эффективно, чем мемантин, в одинаковых дозах, улучшают память экспериментальных животных.
Литература:
1. Balmus, I.-M. Main Plant Extracts' Active Properties Effective on Scopolamine-Induced Memory Loss / I.-M. Balmus, A. Ciobica // Am. J. Alzheimers. Dis. Other Demen. 2017. Vol.32. P. 418-428.
2. Devi, L., Ohno, M., 2010. Genetic reductions of β-site amyloid precursor protein-cleaving enzyme 1 and amyloid-(3 ameliorate impairment of conditioned taste aversion memory in 5XFAD Alzheimer's disease model mice. Eur. J. Neurosci. 31, 110-118. doi:10.111l/j.1460-9568.2009.07031.x
3. Lu, C., Malenka, R.C., 2012. NMDA Receptor-Dependent Long-Term Potentiation and Long-Term Depression (LTP / LTD) 1-15. doi: 10.1101 /cshperspect.a005710
4. Markova, N. Bazhenova, D.C. Anthony, J. Vignisse, A. Svistunov, K.-P. Lesch, L. Bettendorff, T. Strekalova Thiamine and benfotiamine improve cognition and ameliorate GSK-3β-associated stress-induced behaviours in mice / // Prog. Neuro-Psychopharmacology Biol. Psychiatry. 2017. Vol.75. P. 148-156.
5. Puzzo, D., Lee, L., Palmeri, A., Calabrese, G., Arancio, O., 2014. Behavioral assays with mouse models of Alzheimer's disease: Practical considerations and guidelines. Biochem. Pharmacol. 88, 450-467. doi:10.1016/j.bcp.2014.01.011
Результаты исследование действия соединений общей формулы 1 на связывание меченых лигандов [3Н]МК-801 и [3H]ифенпродила с различными участками NMDA рецептора, представленные в Таблице 1, показывают, что коньюгаты мемантина с мемантином и другими адамантанами эффективно блокируют внутриканальный участок связывания, как и сам мемантин, но только более эффективно, и участок связывания ифенпродила, на который мемантин не действует. Способность блокировать участок связывания ифенпродила предполагает у соединения наличие дополнительных свойств когнитивного стимулятора и усилителя памяти.
Как видно из приведенных примеров, представленных в Таблицах 1 и 2, применение соединений формулы 1 предлагаемого изобретения решает задачу расширения и качественного улучшения арсенала средств, применяемых при лечении нейродегенеративных заболеваний, приводящих к развитию разрушающих процессов в центральной и периферической нервной системе, за счет объединения в одной молекуле свойств эффективных блокаторов внутриканального и ифенпродильного сайтов NMDA рецепторов.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Мультифункциональные конъюгаты такрина и его аналогов с производными 1,2,4-тиадиазола, способ их синтеза и применение для лечения нейродегенеративных заболеваний | 2017 |
|
RU2675794C1 |
| ПРИМЕНЕНИЕ АДАМАНТАНСОДЕРЖАЩИХ ИНДОЛОВ И ИХ ГИДРОХЛОРИДОВ В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРОВ ХОЛИНЭСТЕРАЗ И БЛОКАТОРОВ NMDA-РЕЦЕПТОРОВ | 2016 |
|
RU2621348C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОХЛОРИДОВ АМИНОПРОИЗВОДНЫХ АДАМАНТАНА | 2010 |
|
RU2440971C1 |
| Производные бифенила, обладающие биологической активностью, фармацевтические композиции и способы лечения на основе этих соединений и их применение | 2020 |
|
RU2736511C1 |
| СОЕДИНЕНИЯ, АКТИВНЫЕ ПРИ НОВОМ САЙТЕ НА ОПЕРИРУЕМЫХ РЕЦЕПТОРОМ КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛАХ, ПРИМЕНИМЫЕ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ НЕВРОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ | 1996 |
|
RU2246300C2 |
| ЗАМЕЩЕННЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ 1-ОКСА-2,8-ДИАЗАСПИРО[4.5]ДЕЦ-2-ЕНА, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ЛЕКАРСТВЕННОЕ СРЕДСТВО, ОБЛАДАЮЩЕЕ АНАЛЬГЕТИЧЕСКИМ ДЕЙСТВИЕМ | 2002 |
|
RU2296128C2 |
| N,N'-БИС(3-АМИНОПРОПИЛ)БУТАН-1,4-ДИАМИНОПРОИЗВОДНЫЕ ФУЗИДОВОЙ КИСЛОТЫ, ПРОЯВЛЯЮЩИЕ ШИРОКИЙ СПЕКТР ПРОТИВОМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ | 2019 |
|
RU2726196C1 |
| МОДУЛЯТОРЫ FC-РЕЦЕПТОРА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ | 1999 |
|
RU2236222C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3,5-ДИМЕТИЛАДАМАНТИЛ-1-АМИНА ИЛИ ЕГО СОЛЕЙ | 2005 |
|
RU2309940C2 |
| НОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ АНТАГОНИСТЫ РЕЦЕПТОРА ВИТРОНЕКТИНА, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ, ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ ЛЕКАРСТВЕННОГО СРЕДСТВА И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ КОМПОЗИЦИИ, ИХ СОДЕРЖАЩИЕ | 2003 |
|
RU2412185C2 |
Группа изобретений относится к области органической химии и медицины и включает бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканы и их гидрохлориды общей формулы 1, способы их получения и фармакологическое средство на их основе. В формуле 1 X представляет (C1-C8) алкилен, или (СН(СН3))n алкилен, или 
, в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3, Z = нет, Cl. Технический результат: создание соединений формулы 1, которые являются блокаторами внутриканального сайта NMDA-рецепторов и ифенпродильного сайта связывания и предотвращают скополамин-вызванную амнезию. 5 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
1. Бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканы и их гидрохлориды общей формулы 1
в которой X представляет
(C1-C8) алкилен, или
(СН(СН3))n алкилен, или
,
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3,
Z = нет, Cl.
2. Способ получения бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов формулы 1 по п. 1
,
в которой X представляет
(C1-C8) алкилен, или
(СН(СН3))n алкилен, или
,
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3,
Z = нет;
заключающийся в том, что смесь (диметансульфонил)алканов общей формулы 2
,
где X представляет
(C1-C8) алкилен, или
(СН(СН3))n алкилен, или
,
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3,
и 1-амино-3,5-диметиладамантан формулы 3,
нагревают в диметилформамиде при температуре 120°С в течение 4-6 часов.
3. Способ получения гидрохлоридов бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов формулы 1 по п. 1
в которой X представляет
(C1-C8) алкилен, или
(СН(СН3))n алкилен, или
,
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3,
Z = Cl;
заключающийся в растворении бис[(3,5-диметиладамант-1-ил)амино]алканов формулы 1 по п. 1 в 10%-ом растворе HCl в изопропаноле.
4. Соединения общей формулы 1 по п. 1,
в которой X представляет
(C1-C8) алкилен,или
(СН(СН3))n алкилен, или
,
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3,
Z=нет, Cl;
обладающие свойствами блокаторов двух сайтов NMDA-рецепторов - внутриканального сайта и сайта связывания ифенпродила и предотвращающие скополамин-вызванную амнезию.
5. Фармакологическое средство в качестве блокаторов NMDA-рецепторов при лечении или предупреждении заболеваний, связанных с дисфункцией NMDA-рецепторов, содержащее эффективное количество соединения формулы 1 по п. 1
,
в которой X представляет
(C1-C8) алкилен, или
(СН(СН3))n алкилен, или
,
в которой n могут быть одинаковыми или различными и независимо представляют 1, 2 или 3,
Z = нет, Cl;
и фармацевтически приемлемый носитель.
| ПРИМЕНЕНИЕ АДАМАНТАНСОДЕРЖАЩИХ ИНДОЛОВ И ИХ ГИДРОХЛОРИДОВ В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРОВ ХОЛИНЭСТЕРАЗ И БЛОКАТОРОВ NMDA-РЕЦЕПТОРОВ | 2016 |
|
RU2621348C1 |
| US 3629333 A1, 21.12.1971 | |||
| Зубович Е.А | |||
| и др., Синтез 1,3-дизамещенных мочевин и бисмочевин - структурных элементов для супрамолекулярных соединений | |||
| Бутлеровские сообщения, 2013, т.33, N1, с.65-68 | |||
| Stuart A | |||
| Lipton The molecular basis of memantine action in Alzheimer’s disease and other neurologic disorders: | |||
