Производные бензимидазола – модуляторы рецепторов биологически активных веществ

Данные, полученные при in vitro исследовании 5-НТ₃-блокирующей активности в рядах производных бензимидазола, позволили считать целесообразным дальнейшее фармакологическое изучение наиболее активного соединения под лабораторным шифром РУ-63.

Величина рА₂ 5-НT₃-антагонистической активности соединения РУ-63 составляет 9,89, что соответствует концентрации 1,29Ч10^-10М, а у препарата сравнения MDL 72222 - 9,61, что соответствует концентрации 2,46Ч10^-10М. При изучении острой токсичности соединения РУ-63 на белых лабораторных мышах показатель ЛД₅₀ при внутрибрюшинном введении составил 115,5 мг/кг, в то время как ЛД₅₀ эталонного вещества MDL 72222 (бемесетрона) (в/бр) - 32,0 мг/кг (US Patent Document., Vol. #4563465). Таким образом, условный терапевтический индекс (LD₅₀,мг/кг/EC₅₀,C_(M)/10^-10) для исследуемого вещества РУ-63 составляет 89, а для препарата сравнения лишь 13. Таким образом, по соотношению токсичность/активность соединение РУ-63 в 7 раз превосходит эталонный препарат.

Основной областью применения блокаторов 5-НТ₃-серотониновых рецепторов является тошнота и рвота, возникающие во время химиотерапии цитостатиками (Egerer G. et al., 2000). В исследованиях, проведенных в условиях in vivo на модели цисплатин-индуцированной рвоты у собак, соединение РУ-63 удлиняло латентный период возникновения первого приступа рвоты и достоверно снижало общее количество рвотных приступов в 4,3 раза по сравнению с контролем и в 1,2 раза по сравнению с группой препарата сравнения - ондансетрона (рис.2).

Таким образом, на модели, специфическим образом отображающей процессы возникновения цитотоксической рвоты, исследуемое вещество проявило себя активным антиэметиком, что также подтверждает наличие у него 5-НТ₃ антагонистической активности. На модели апоморфиновой рвоты у крыс-самцов вещество РУ-63 оказалось в 5 раз менее активным антиэметиком, чем препарат сравнения метоклопрамид что свидетельствует о слабой выраженности или отсутствии влияния на дофаминовые D₂-рецепторы.

Учитывая доказанную роль серотонина в развитии ряда периферических болевых синдромов, были изучены анальгетические свойства вещества РУ-63.

Соединение РУ-63, также как и препараты сравнения - трописетрон и анальгетик смешанного типа - трамадол, значительно повышали порог болевой чувствительности (приблизительно в равной степени) в тесте формалиновой гипералгезии по сравнению с контрольной группой (рис.3).

Исследуемое соединение под лабораторным шифром РУ-63 и препараты сравнения - трописетрон и диклофенак натрия при различных путях введения устраняли проявление адъювантной гипералгезии (рис.4).

Наличие выраженных анальгетических свойств у соединения РУ-63 на моделях периферической гипералгезии может быть обусловлено тем, что как при введении формалина, так и при введении адъюванта Фрейнда, индуцирующего хроническое воспаление, боль носит вторичный характер. Её появление вызвано влиянием ряда медиаторов, в число которых входит и серотонин, на специфические тонкие безмиелиновые волокна типа С. Блокаторы 5-НТ₃ рецепторов реализуют свой анальгетический эффект предупреждая возникновение деполяризации С-волокон, опосредованной 5-НТ₃ рецепторами (Zeitz K.P. et al., 2002).

На модели с электрическим раздражением корня хвоста крыс исследуемое соединение, в отличие от препарата сравнения - наркотического анальгетика - промедола, практически не влияло на пороги восприятия электроболевого раздражения в течение всего времени исследования, что можно расценивать как отсутствие центральной антиноцицептивной активности. Полученные данные об отсутствии влияния 5-НТ₃ антагонистов на проведение ноцицептивного сигнала в пределах ЦНС, подтверждают литературные данные о профиле антиноцицептивной активности препаратов данного класса (Peng Y. et al., 2001).

Имеются данные, что блокаторы 5-НТ₃-рецепторов демонстрируют дозозависимый анксиолитический эффект (Markowitz J. S. et al., 1999; Арушанян Э.В., 2001). При этом следует отметить некоторые особенности действия 5-НТ₃ антагонистов как транквилизаторов: эффективность в низких дозах (0,01-0,1 мг/кг), часто встречающаяся обратная зависимость эффекта от дозы препарата, отсутствие побочных эффектов (Barnes J.M. et al, 1992).

На модели «темной/светлой камеры», соединение РУ-63, как и ондансетрон в низких дозах, увеличивают количество выходов из темного отсека в светлый, общее время пребывания в светлом отсеке камеры и латентность выхода из темного отсека камеры (рис.5). У диазепама в изучаемых дозах активность отсутствует.

Рис. 5. Влияние соединения РУ-63, ондансетрона и диазепама (внутрибрюшинн) на основные показатели поведения животных в тесте «темная/светлая камера» (в % к контролю). Обозначения: А - в дозах 0,01 мг/кг; Б - в дозах 0,1 мг/кг; ЛП - латентный период; КВС - количество выходов в светлый отсек; ОВС - общее время, проведенное в светлом отсеке.

В тесте «приподнятого крестообразного лабиринта» соединение РУ-63 также проявляет себя активным анксиолитиком, в 2-4 раза более сильным, чем ондансетрон по влиянию на основные показатели теста: количеству выходов в открытые рукава лабиринта и время пребывания в них (рис.6).

В тесте наказуемого взятия воды вещество РУ-63 увеличивает количество подходов к поилке, завершившихся взятием воды. Диазепам не демонстрирует наличия анксиолитической активности ни в одной из исследуемых доз (рис.7).

На модели агрессии, вызванной электроболевым раздражением, исследуемое соединение РУ-63 уменьшает количество атак и число вертикальных стоек, в среднем в 2,5 раза, однако, типичный бензодиазепиновый анксиолитик диазепам в исследуемых дозах на данной модели продемонстрировал эффект, превышающий таковой у соединения РУ-63 и ондансетрона (рис.8).

Таким образом, соединение под лабораторным шифром РУ-63 обладает выраженными анксиолитическими свойствами, проявленными на конфликтных и неконфликтных поведенческих тестах, моделирующих страх и тревожность. Спектр психотропной активности вещества РУ-63 сопоставим с таковым у ондансетрона и превышает таковой - у традиционного анксиолитика - диазепама.

Фармакологические свойства производных бензимидазола с Р2Y₁-антагонистической активностью - соединений РУ-286 и РУ-722.

Данные, полученные при in vitro исследовании Р2Y₁-антагонистической активности в рядах производных бензимидазола, позволяли рассматривать 8 веществ (РУ-286, РУ-355, РУ-575, РУ-576, РУ-603, РУ-722, РУ-1185 и РУ-1204), превосходящих по активности вещество сравнения Basilen Blue. Однако, при дополнительном исследовании влияния этих веществ на АДФ-индуцированную агрегацию тромбоцитов, выяснилось, что только 3 вещества выражено угнетают этот процесс: РУ-286, РУ-722 и РУ-576, величины ЕС₂₀ антиагрегантного действия которых составили 1,510^-6М, 9,010^-7М и 2,310^-5М, соответственно. Величины ЛД₅₀ при внутрибрюшинном введении у мышей составили 282,8 мг/кг, 130,0 мг/кг и 241,7 мг/кг, соответственно.

Таким образом, для дальнейшего изучения были выбраны 2 вещества под лабораторными шифрами РУ-286 и РУ-722 с наибольшим условным терапевтическим индексом (LD₅₀,мг/кг/EC₅₀,C_(M)/10^-7) 19 и 14, соответственно.

При изучении влияния на агрегацию тромбоцитов в условиях ex vivo было выявлено (рис.9), что наиболее выражено уменьшало показатели АДФ-индуцированной агрегации соединение РУ-722, превышая по эффекту тиклопидин и не уступая клопидогрелю.

Рис. 9. Сравнительная оценка влияния исследуемых соединений и препаратов сравнения на агрегацию тромбоцитов интактных крыс, вызванную различными индукторами. Обозначения: А - степень агрегации; V - скорость агрегации.

Несколько слабее проявлялся антиагрегантный эффект у соединения РУ-286, по способности блокировать АДФ-индуцированную агрегацию занимающего промежуточное место между препаратами сравнения тиклопидином и клопидогрелем.

Исследуемые соединения РУ-286 и РУ-722, а также препараты сравнения тиклопидин и клопидогрель эффективно подавляли коллаген-индуцированную агрегацию тромбоцитов, снижая степень агрегации на -86%-98%, а скорость агрегации на 88-99%.

В отношении адреналин-индуцированной агрегации тромбоцитов статистически значимые изменения как степени, так и скорости агрегации были получены только для соединения РУ-286. Сравнительно низкая эффективность изученных веществ и препаратов сравнения в данном тесте согласуется с литературными данными и объясняется другим рецепторным механизмом тромбоцитарного ответа на действие адреналина (Самаль А.Б. и др., 1990; Lenox R.H. et al., 1985).

При исследовании влияния соединений РУ-722 и РУ-286 на показатели коагулограммы статистически значимых изменений получено не было, что свидетельствует об отсутствии прямого антикоагулянтного эффекта в исследуемых дозах через 2 часа после однократного перорального введения.

При исследовании скорости образования тромба in vitro в нативных образцах крови крыс наибольшую эффективность продемонстрировало соединение РУ-722, превышавшее эффекты и тиклопидина и клопидогреля (рис.10).

Это согласуется с данными, полученными при изучении агрегации тромбоцитов, а так же литературными данными, указывающими на то, что тромбообразование в нативных образцах крови, зависит, прежде всего, от агрегационной способности тромбоцитов (Yamamoto J. et al., 2003).

Для in vivo изучения антитромботических свойств соединений с антиагрегантной активностью целесообразно использовать модели артериального тромбоза (Angelillo-Scherrer A., 2004) являющиеся тромбоцитзависимыми, так как тромбоциты составляют основную массу образующегося при этом тромба (Пыж М.В. и др., 1990).

В результате обработки каротидной артерии раствором хлорида железа (III) (Kurz K.D. et al., 1990), в очаге поражения развивается реакция Хабера-Вейса, вызывающая в итоге прекращение кровотока (Halliwell B., 1994). Соединения РУ-286 и РУ-722 при предварительном пероральном введении увеличивали время до полной окклюзии сонной артерии (табл.5).

Таблица 5. ВЛИЯНИЕ СОЕДИНЕНИЙ РУ-286, РУ-722, ТИКЛОПИДИНА И КЛОПИДОГРЕЛЯ В ЭКВИМОЛЯЛЬНЫХ ДОЗАХ (per os) НА ИНТЕНСИВНОСТЬ КРОВОТОКА В СОННОЙ АРТЕРИИ ИНТАКТНЫХ КРЫС ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ АРТЕРИАЛЬНОГО ТРОМБОЗА, ИНДУЦИРОВАННОГО ХЛОРИДОМ ЖЕЛЕЗА (III)

* - достоверно к контролю (р?0,05)

# - достоверно к группе тиклопидина (р?0,05)

По времени уменьшения кровотока до 50%-ного уровня соединение РУ-722 превосходит тиклопидин в 3 раза. Для соединения РУ-286 и клопидогреля этот показатель за 2,5 часа (продолжительность нембуталового наркоза) зарегистрировать не удалось, что свидетельствует о высокой эффективности соединений РУ-286 и РУ-722, по антитромботической активности превышающих тиклопидин.

Модель артериального тромбоза, индуцированного электрическим током, в своей основе имеет изменение заряда эндотелия сосудов, что вызывает притяжение отрицательно заряженных лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов и фибриногена к участку стенки сосуда, имеющей положительный заряд (Guglielmi G. et al., 1991) с последующей окклюзией сосуда. На данной модели соединения РУ-286 и РУ-722 продемонстрировали выраженные антитромботические свойства превосходя по эффективности тиклопидин в среднем в 2 раза (рис.11).

На модели генерализованного тромбоза при внутривенном совместном введении больших доз коллагена и адреналина (DiMinno G. et al., 1983) соединения РУ-286 и РУ-722 увеличивали количество выживших животных (рис.12).

При этом эффект соединений превышал таковой у тиклопидина в среднем в 2 раза, что свидетельствует о наличии выраженных антитромботических свойств у указанных соединений.

Проявление выраженных антитромботических свойств у соединений РУ_722 и РУ-286 на всех моделях экспериментальных тромбозов различного генеза позволяет предположить, что в основе их механизма действия лежит угнетение агрегации тромбоцитов, так как именно тромбоциты играют ключевую роль в инициации тромбоза. Подобное предположение согласуется с данными, полученными при изучении влияния соединений РУ-286 и РУ-722 на функциональную активность тромбоцитов в условиях in vitro, а также при исследовании действия веществ на сосудисто-тромбоцитарный и коагуляционный гемостаз в условиях ex vivo.

По ряду показателей в некоторых экспериментальных сериях исследованные производные бензимидазола РУ-286 и РУ-722 уступают клопидогрелю, однако, оригинальный, принципиально другой механизм действия исследуемых соединений и высокая стоимость клопидогреля позволяют считать перспективным дальнейшее изучение данных веществ.

Выводы

1. Вещества, относящиеся к производным бензимидазола, а именно: N¹- и N⁹- замещенным имидазо[1,2-a] и 2,3-дигидроимидазо[1,2-a] бензимидазола, N⁴-замещенным 1,2,4-триазоло[1,5-a]бензимидазола, N¹-замещенным 2-аминобензимидазола, 2,5-замещенным бензимидазола и N¹,N³-замещенным 2-аминобензимидазолина, способны проявлять свойства лигандов гистаминовых Н₁, Н₂ и Н₃, серотониновых 5-НТ₂ и 5-НТ₃, а также пуриновых Р2Y₁-рецепторов.

2. Структурными моментами общего характера, отражающими способность исследованных производных бензимидазола демонстрировать различные типы рецепторной активности, являются: тип полициклического гетероароматического ядра; положение этиламинной группы в этом ядре; характер заместителей у атома азота этиламинной цепи; характер заместителя у 2-го углерода гетероциклического ядра.

3. К структурным особенностям частного характера, отражающим способность производных бензимидазола демонстрировать рецепторную активность, относятся:

- для веществ, способных взаимодействовать с катионными рецепторами биогенных аминов - гистамина и серотонина, обязательное присутствие в структуре азотсодержащего структурного дескриптора: третичной аминогруппы - у соединений с активностью по отношению к гистаминовым Н₁-, Н₂- и серотониновым 5-НТ₂-, 5-НТ₃-рецепторам, и/или иминогруппы, в том числе и в составе пятичленного гетероароматического цикла - у соединений с активностью по отношению к гистаминовым Н₂-, Н₃- и серотониновым 5-НТ₂-рецепторам;

- для веществ модулирующих активность нуклеотидных рецепторов, в частности Р2-пуриновых, азотсодержащий структурный дескриптор не является необходимым, а в качестве наиболее функционально значимого структурного фрагмента определяется оксо- либо оксигруппа.

4. Наиболее выраженная рецепторная активность присуща представителям следующих групп дериватов бензимидазола: Н₁-антагонистическая - N⁹-алкиламиноимидазо[1,2-а]бензимидазолам с галогенфенильным радикалом в положении С²; Н₂-антагонистическая - диэтиламиноэтилзамещенным N⁹- имидазо[1,2-а]бензимидазола и N⁴-1,2,4-триазоло[1,5-a]бензимидазола, с фенильным радикалом в положении С²; Н₃-агонистическая - морфолиноэтилзамещенным N⁹-, N¹- имидазо[1,2-а]бензимидазола, и 1,2,4-триазоло[1,2-а]бензимидазола; 5-НТ₂-антагонистическая - N⁹-пиперидиноэтилимидазо[1,2-а]бензимидазолам; 5-НТ₃-антагонистическая - N⁹-диалкиламиноэтил- и пиперидиноэтилимидазо[1,2-а]бензимидазолам; P2Y₁-антагонистическая - N¹-морфолиноэтилимидазо[1,2-а]бензимидазолам.

5. N⁹-замещенное имидазо[1,2-a]бензимидазола - соединение РУ-64 подавляет эффект селективного Н₂-агониста на изолированных предсердиях морской свинки, в 2,8 раза превышая по активности антагонист Н₂-рецепторов циметидин; в условиях in vivo соединение РУ-64: угнетает базальную и стимулированную кислотопродукцию в 1,5-7 раз сильнее циметидина, и в равной степени с фамотидином; на различных экспериментальных моделях эрозивно-язвенных повреждений слизистой оболочки желудка предупреждает развитие повреждений в 5-26 раз превосходя циметидин, и в 1,5-2 раза - фамотидин.

6. Результаты расширенных фармакологических исследований соединения под лабораторным шифром РУ-64 с выраженной Н₂-антагонистической активностью, проявляющего на моделях in vivo выраженные антисекреторные и гастропротективные свойства, позволяют рассматривать данное вещество в качестве основы для создания нового антисекреторного и противоязвенного средства с гастропротективной активностью.

7. N⁹-замещенное имидазо[1,2-a]бензимидазола - соединение РУ-63 подавляет эффект серотонина на изолированных предсердиях морской свинки, в 3 раза превышая по активности селективный антагонист 5-НT₃-рецепторов MDL 72222 (бемесетрон); в условиях in vivo соединение РУ-63: на модели цисплатин-индуцированной рвоты у собак демонстрирует выраженные антиэметические свойства, в 1,2 раза превышающие таковые у ондансетрона; демонстрирует выраженные анксиолитические свойства превосходя по активности диазепам; повышает порог болевой чувствительности при периферическом болевом синдроме в равной степени с трописетроном, трамадолом и диклофенаком-натрия.

8. Результаты фармакологических исследований соединения под лабораторным шифром РУ-63 с выраженной 5-НТ₃-антагонистической активностью, демонстрирующего в ходе in vivo исследований выраженные противорвотные, транквилизирующие и анальгетические эффекты, позволяют рассматривать данное вещество в качестве перспективной основы для создания лекарственного средства для лечения цитотоксической тошноты и рвоты, анальгетика для терапии периферических болевых синдромов, а также атипичного анксиолитика.

9. N⁹-замещенное имидазо[1,2-a]бензимидазола - соединение РУ-286 и N¹-замещенное имидазо[1,2-a]бензимидазола - соединение РУ-722 подавляют АДФ-индуцированную активацию и агрегацию тромбоцитов, превышая активность антагониста Р2Y-рецепторов Basilen Blue; в условиях ex vivo по влиянию на индуцированную агрегацию тромбоцитов превосходят тиклопидин и не уступают клопидогрелю; в условиях in vivo проявляют выраженные антитромботические свойства превосходят тиклопидин более чем в 2,3 - 6 раз и 1,9 - 3,1 раза, соответственно.

10. Результаты фармакологических исследований соединений под лабораторными шифрами РУ-286 и РУ-722 с выраженной Р2Y₁-антагонистической активностью, проявляющих стабильно высокий уровень антиагрегантных и антитромботических эффектов на различных моделях in vitro, ex vivo и in vivo, позволяют рассматривать данные вещества в качестве основы для создания новых лекарственных препаратов с антиагрегантными и антитромботическими свойствами с принципиально новым механизмом антитромбоцитарного действия.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

бензимидазол рецептор лекарственный

Гистаминовые рецепторы (молекулярно-биологические и фармакологические аспекты): монография / А.А. Спасов, М.В. Черников, П.М. Васильев, В.А. Анисимова.- Волгоград: Изд-во ВолГМУ, 2007.- 152 с.: ил.

Поиск антигистаминных веществ, среди имидазо- и триазоло-бензимидазолов / А.А. Спасов, М.В. Черников, В.А. Анисимова и др. // Хим.- фармац. журн.- 2000.- Т.34, №2.- С.6-10.

Исследование циклических бензимидазольных систем с общим атомом азота на наличие свойств лигандов Н₃-гистаминовых рецепторов / А.А. Спасов, М.В. Черников, В.А. Анисимова // Архив клинич. эксперим. медицины.- 2000.- Т.9, №1.- С.126-128.

Гистамин: рецепция и антагонисты / А.А. Спасов, М.В. Черников // Хим.- фармац. журн.- 2000.- Т.34, №8.- С.3-15.

Рецепция серотонина и основные направления поиска антагонистов серотониновых рецепторов / М.В. Черников, А.А. Спасов, В.А. Анисимова // Архив клинич. эксперим. медицины.- 2002.- Т.11, №1.- С.29-33.

Поиск противорвотных средств среди конденсированных производных бензимидазола / А.А. Спасов, М.В. Черников, С.Т. Киабия и др. // Психофармакол. биолог. наркол.- 2002.- Т.2, №3-4.- С.455.

Гистаминовые Н₃-рецепторы и фармакологическая регуляция их функций / А.А. Спасов, М.В. Черников // Хим.- фармац. журн.- 2002.- Т.36, №7.-С.3-7.

Сравнительный анализ гастропротективных свойств мизопростола и таурина при геликобактероподобном повреждении слизистой оболочки желудка / А.С. Сперанская, М.В. Черников, А.А. Спасов и др. // Бюл. ВНЦ РАМН и АВО.- 2005.- № 1.- С.9-11.

Изучение гастропротективных свойств Н₂-гистаминоблокаторов при моделировании геликобактерного ульцерогенеза / М.В. Черников, А.С. Сперанская, А.А. Спасов и др. // Бюл. ВНЦ РАМН и АВО.- 2005.- № 1. С.11-14.

Обезболивающая активность антагонистов 5-НТ₃-рецепторов / А.А. Спасов, М.В. Черников, С.Т. Киабия // Бюл. эксперим. биологии и медицины.-2005.- Т.139, №4.- С.416-419.

Экспериментальная модель геликобактероподобного повреждения слизистой желудка / А.А. Спасов, М.В. Черников, А.С. Сперанская и др. // Вестник ВолГМУ.- 2005.- №3(15).- С.24-26.

Синтез и фармакологическая активность 2-метокси- и 2-оксиметилзамещенных 1-диалкиламиноалкилимидазо [1,2-а]бензимидазолов / В.А. Анисимова, И.Е. Толпыгин, А.А. Спасов, В.А. Косолапов, М.В. Черников и др. // Хим.- фармац. журн.- 2005.- Т.39, №11.- С.17-23.

Синтез и антисеротониновая активность новых производных 1-(2-пиперазиноэтил)-1Н-имидазо[1,2-а]бензимидазола / Е.С. Афанасьева, А.А. Озеров, А.А. Спасов, Д.С. Яковлев, М.В. Черников // Бюл. ВНЦ РАМН и АВО.- 2005.- № 3-4.- С.8-9.

Гастропротективные свойства блокаторов гистаминовых Н₂-рецепторов при геликобактероподобных повреждениях / А.А. Спасов, М.В. Черников, А.С. Сперанская и др. // Эксперим. и клинич. гастроэнтерология.- 2005.- №6.- С.24-27.

Изучение влияния мизопростола и таурина на монохлораминовый ульцерогенез у крыс / А.А. Спасов, М.В. Черников, А.С. Сперанская и др. // Бюл. эксперим. биологии и медицины.- 2006.- Т.141, №3.- С.309-312.

Синтез и биологическая активность 9-диалкиламиноэтил-2-окси(диокси)-фенилимидазо[1,2-а]бензимидазола / В.А. Анисимова, А.А. Спасов, В.А. Косолапов, М.В. Черников и др. // Хим.- фармац. журн.-2006.- Т.40, №10.-С.3-10.

Антисеротониновая активность производных трициклических бензимидазольных систем / А.А. Спасов, М.В. Черников, Д.С. Яковлев и др // Хим.- фармац. журн.- 2006.- Т.40, №11.- С.23-26.

Антитромботические свойства нового антагониста пуриновых Р2У₁-рецепторов / А.А. Спасов, А.Ю. Стуковина, М.В. Черников и др. // Бюл. ВНЦ РАМН и АВО.- 2006.- № 4.- С.9-11.

Размещено на Allbest.ru