Chromono ir lipoinės rūgšties konjugatas: neuroprotekcinis agentas, turintis priimtiną butirilcholinesterazės slopinimą, antioksidacinį ir vario chelatinį poveikį

Daugiau informacijos:ali.ma@wecistanche.com

Abstraktus

TikslasAlzheimerio liga(AD) yra daugialypė neurodegeneracinė liga. Vienu metu nukreipti į kelis patologinius procesus, susijusius suAlzheimerio liga,natūralios kilmės junginiai, pasižymintys unikaliomis savybėmis, yra perspektyvūs pastoliai kuriant naujus daugiafunkcius junginius gydant įvairias neurodegeneracines ligas, ypačAlzheimerio liga. Šiame tyrime buvo paruošti nauji chromono ir lipoinės rūgšties hibridai, siekiant rasti naują daugiafunkcinę švino struktūrą AD gydymui. Metodai Chromono-lipoinės rūgšties hibridai buvo paruošti naudojant paspaudimo reakciją ir buvo visiškai įvertinta jų neuroprotekcija ir anticholinesterazės aktyvumas. Geriausio junginio anti-amiloidų agregacija, antioksidacinis ir metalo chelatinis aktyvumas taip pat buvo tiriamas standartiniais metodais, siekiant rasti naują daugiafunkcį agentą prieš AD. Rezultatai Pirminis biologinis patikrinimas parodė, kad visi junginiai turi reikšmingą neuroprotekcinį aktyvumą prieš H2O2-sukeltą ląstelių pažeidimą PC12 ląstelėse. Tolimesniems biologiniams vertinimams buvo pasirinktas 19 junginys, kaip stipriausias butirilcholinesterazės (BuChE) inhibitorius (IC50=7.55 μM), turintis reikšmingą neuroprotekcinį aktyvumą kaip etaloninis vaistas. Sujungimo ir kinetikos tyrimai atskleidė nekonkurencinį mišrų BuChE slopinimą 19 junginiu. Jis gali žymiai sumažinti tarpląstelinių reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) susidarymą ir parodė puikią redukcinę galią (85,57 mM Fe plius 2), panašią į kvercetiną ir lipoinė rūgštis. Jis taip pat gali vidutiniškai slopinti A agregaciją ir selektyviai sudaryti chelatą su vario jonais santykiu 2:1 M.

Išvada 19 junginys gali būti laikomas viltingu daugiafunkciu agentu tolesniam AD vystymuisi dėl priimtino neuroprotekcinio ir anti-BuChE aktyvumo, vidutinio anti-A agregacijos aktyvumo, išskirtinio antioksidacinio aktyvumo ir selektyvaus vario chelatinio gebėjimo.

Leili Jalili-Baleh1 ir Hamidas Nadri2 ir Hamidas Forootanfar3 bei Tuba Tüylü Küçükkılınç4 ir Beyza Ayazgök4 ir Mohammadas Sharifzadeh5 bei Mahbanas Rahimifardas6 ir Maryam Baeeri6 bei Mohammadas Abdollahi6 ir Alireza Mehdi Khooumadi1 ir

Biomedžiagų grupė, Farmacijos tyrimų centras, Farmacijos mokslų institutas (TIPS), Teherano medicinos mokslų universitetas, Teheranas 1417614411, Iranas 2 Farmacijos fakultetas ir Farmacijos mokslų tyrimų centras, Shahid Sadoughi medicinos mokslų universitetas, Jazdas, Iranas 3 Farmacijos departamentas Biotechnologijos, Farmacijos fakultetas, Kermano medicinos mokslų universitetas, Kermanas, Iranas 4 Farmacijos fakultetas, Biochemijos katedra, Hacettepe universitetas, Ankara, Turkija 5 Farmakologijos ir toksikologijos katedra, Teherano universiteto Farmacijos fakultetas, toksikologijos ir apsinuodijimų tyrimų centras Medicinos mokslų, Teheranas, Iranas 6 Toksikologijos ir ligų grupė, Farmacijos mokslų tyrimų centras (PSRC), Farmacijos mokslų institutas (TIPS), Teherano medicinos mokslų universitetas (TUMS), Teheranas, Iranas

Įvadas

Alzheimerio liga(AD), daugialypė ir negrįžtama neurodegeneracinė liga, yra pagrindinė demencijos priežastis ir vienas didžiausių dabartinių farmacijos tyrimų iššūkių [1]. Per pastaruosius dešimtmečius, nepaisant didelių pastangų atrasti patogeninius mechanizmusAlzheimerio ligaTiksli šios ligos etiologija vis dar sudėtinga. Patologiniai veiksniai, turintys didelį vaidmenį vystant AD, yra smegenų cholinerginių neuromediatorių lygio trūkumas, senatvinių plokštelių kaupimasis, ypač kaip ekstraląstelinės amiloido (A ) nuosėdos, hiperfosforilintų τ-baltymų agregacija [2], biometalų dishomeostazė, ir neurouždegimas [3]. Nepaisant visų bandymų rasti naujoviškų sprendimų, kaip kontroliuoti ligos požymius, pvz., genų ir kamieninių ląstelių terapiją, tokia terapija vis dar yra perspektyvus AD gydymo metodas ir vis dar yra daug neišspręstų problemų, prieš jas galima naudoti klinikiniais tikslais. 4, 5]. Šiuo metu prieinamas gydymo metodas daugiausia pagrįstas didėjančia cholinergine neurotransmisija per acetilcholinesterazės inhibitorius (AChEI). Kaip ir AChE, butirilcholinesterazė (BuChE), kaip ACh skaidymo koreguliatorius, yra svarbus fermentas, dalyvaujantis neurotransmisijoje [6]. BuChE vaidmuo AD patologijoje nežinomas, tačiau in vivo tyrimai atskleidė, kad su A plokštelėmis susijęs BuChE vaidina pagrindinį vaidmenį AD apnašų brendime [7, 8]. Norint užbaigti simptominius metodus, būtina vienu metu nukreipti kelis patologinius procesus, susijusius su AD [9, 10].

Spustelėkite Cistanche DHT Alzheimerio ligai gydyti

Šiuo metu daugiatikslinio nukreipto ligando (MTDL) strategija buvo visiškai priimta kaip pagrindinė vaistų kūrimo ir atradimo strategija sergant AD, kuri yra pagrįsta atitinkamų farmakoforinių grupių deriniu vienoje molekulėje, užtikrinančia veiksmingą farmakologinį atsaką įvairiems potencialiems receptoriams. arba fermentiniai taikiniai [11]. Pastaraisiais metais daug galimų daugiafunkcinių agentų buvo sukurta remiantis MTDL strategija prieš AD [12–16]. Be to, nemažai natūralios kilmės produktų yra naudojami arba kaip parduodami vaistai, arba kaip bioaktyvūs molekuliniai fragmentai kuriant hibridinius vaistus, skirtus kovoti su aukščiau nurodytais pagrindiniais rizikos veiksniais, susijusiais su AD patogeneze [17]. Chromonai yra visur randami augaluose ir yra žinomi kaip fitocheminės medžiagos, turinčios benzo- -pirono struktūrą, kuri turi daugybę farmakologinio poveikio [18]. Naujausi tyrimai atskleidė, kad chromo pagrindu pagaminti junginiai buvo veiksmingi nuo demencijos, nes sugeria laisvuosius radikalus ir sudaro chelatinius metalų jonus [19–22]. Chromonai taip pat turi anticholinesterazės [23, 24], neuroprotekcinių [25, 26], priešuždegiminių savybių [27] ir gali veiksmingai sutrikdyti amiloidų agregaciją [28, 29]. Fernandez-Bachiller ir bendradarbiai pristatė takrino chromono hibridus, turinčius geresnę ChE slopinimo ir antioksidacinę inaktyvaciją, palyginti su takrinu [30]. Lipoinė rūgštis (LA), kaip natūraliai gyvūnų, žmonių ir augalų antioksidantas, veikia kaip esminis kofaktorius daugelyje biocheminių būdų [31]. Buvo pranešta apie įvairias šios organinės sieros farmakologines savybes. Jis gali kontroliuoti AD patogenezę arba progresavimą padidindamas acetilcholino kiekį, taip pat mažindamas oksidacinį stresą, uždegimą ir A apnašų susidarymą [32–34]. Apokrinas yra LA ir takrino hibridas, kurį Rosini pristatė kaip veiksmingą vaistą nuo AD dėl savo daugelio biologinių savybių, tokių kaip AChE ir BChE slopinimo aktyvumas, AChE sukeltos A agregacijos slopinimas ir ląstelių apsauga nuo ROS [35].

G. Nesi ir kt. kartu su rivastigminu LA ir chromonu. Jie nustatė, kad dėl šio derinio atsirado antioksidantų ir anti-amiloidų agregacijos savybių, skirtų LA ir chromono karkasams prie rivastigmino, kaip šiuo metu vartojamų vaistų, anticholinesterazės aktyvumo, ir dėl to susidarė daugiafunkcinis junginys, skirtas gydyti AD [28]. ]. Remiantis aukščiau pateiktomis išvadomis, chromono pastoliai yra svarbus farmakoforas, turintis didelį vaidmenį ChE slopinant antioksidacinę ir metalo chelatinę veiklą. LA taip pat yra perspektyvi švino struktūra, gerinanti BuChE slopinimo aktyvumą, neuroprotekcijos stiprumą, anti-amiloidų agregaciją, antioksidacinį ir metalų chelatinį aktyvumą (1 pav.). Dėl šių unikalių chromono ir LA savybių jie tapo perspektyviais pastoliais kuriant naujus daugiafunkcius junginius, turinčius geresnį terapinį veiksmingumą gydant įvairius neurodegeneracinius sutrikimus, ypač AD [36–42]. Atsižvelgdami į teigiamą biologinį chromono ir LA karkasų poveikį bei triazolo branduolio, kaip patrauklaus farmakoforo, jungiančio įvairius terapiškai aktyvius agentus, veiksmingumą [43–45], šiame darbe paskatinome šiuos vertingus farmakoforus konjuguoti tarpusavyje ir įvertinti jų efektyvumą. prieš įvairius taikinius. Dvi serijos chromono darinių, konjuguotų su LA, buvo susintetinti naudojant paspaudimo reakciją (1 pav., junginiai 9–17 ir 18–20) ir įvertintas visų junginių neuroprotekcinis ir ChE slopinimo aktyvumas. Taip pat buvo įvertintas pasirinkto junginio antioksidacinis, metalo chelatinis ir anti-amiloidinis aktyvumas. Mūsų žiniomis, tai yra pirmasis darbas, kuriame pranešama apie chromono-LA hibridų sintezę ir jų biologinį aktyvumą prieš AD.

Rezultatai ir DISKUSIJA

Chemija Kaip parodyta 1 schemoje, 3 junginys iš pradžių buvo susintetintas reaguojant pakeistam 2'-hidroksiacetofenonui su 4-metoksibenzaldehidu per domino aldol-Michael oksidacijos reakciją, katalizuojamą pirolidinu ir jodu dimetilsulfokside (DMSO). 3 junginys buvo paverstas atitinkamais 2-(4-hidroksifenil)-4H-chromo-4-ono dariniais (4a-d) naudojant BBr3 dichlormetane. 5 junginys taip pat buvo paruoštas vienu žingsniu iš 2,4- dihidroksiacetofenono ir trietilo ortoformiato reakcijos, dalyvaujant 70 procentų perchlorato rūgšties, todėl susidaro perchlorato druska, kuri vėliau buvo hidrolizuojama, kad būtų pasiektas tikslinis junginys (5). . Tada bromoalkoksi tarpiniai produktai 6a-i ir 8a-c buvo paruošti reaguojant 4a-d arba 5 su atitinkamu kiekiu dibromoalkanų bevandenio K2CO3 acetono tirpale, virinant su grįžtamu šaldytuvu 4 valandas. 7 junginys buvo susintetintas atskirai, vykstant amidinimo reakcijai tarp LA ir propargilamino, dalyvaujant 4- dimetilaminopiridinui (DMAP) ir N,N′-dicikloheksilkarbodimidui (EDCI).

Tiksliniai junginiai 9–20 galiausiai buvo pagaminti per vieno puodo trijų komponentų reakciją tarp junginių 6a-i arba 8a-c, natrio azido ir junginio 7, katalizuojamą variu (II). Biologinis tyrimas Visų pirma buvo įvertintas visų tikslinių junginių 9–20 neuroprotekcinis ir cholinesterazę slopinantis aktyvumas, siekiant rasti geriausią stiprų junginį tolesniems tyrimams. Neuroapsauginis potencialas prieš PC12 ląstelių pažeidimą, kurį sukelia H2O2 Oksidacinis pažeidimas ir neurotoksiškumas, kurį sukelia H2O2, yra laikomas svarbiausiu veiksniu, kontroliuojančiu neurodegeneracinio sutrikimo eigą [60]. Todėl paruoštų chromono-LA konjugatų 9–20 neuroprotekcinis aktyvumas buvo patikrintas skirtingomis 1, 5, 10, 20 ir 50 μM koncentracijomis naudojant MTT tyrimą. Visi junginiai, esantys visomis koncentracijomis, gali žymiai padidinti PC12 ląstelių gyvybingumą, priklausomai nuo dozės, net esant mažai 1 μM koncentracijai (1 lentelė, p <>

Įdomu tai, kad 15, 16 ir 17 junginiai, turintys penkių anglies grandinių ilgį (n=5), pasižymėjo didesniu neuroprotekciniu aktyvumu nei kvercetino, kaip etaloninio vaisto, visų koncentracijų. Palyginus 9, 11 ir 15 junginius, turinčius vieną paprastą 2-fenil-4H-chromeną-4- ir skirtingą anglies grandinės ilgį (n=3, 4 ir 5). 9, 11 ir 15 junginių atveju galima reikšti, kad padidinus kryžminio ryšio dydį, gali padidėti tikslinių junginių neuroapsauginis aktyvumas (1 lentelė). Toks pat elgesys buvo pastebėtas 18–20 junginiams, kai 4H-chromeno-4-vieno dariniai buvo pakeisti 7 padėtyse. Pažymėtina, kad nepakeisti chromo dariniai turėjo mažesnį neuroprotekcinį poveikį H2O2-sukeltai ląstelių žūčiai nei halogenais pakeisti analogai (palyginkite junginį 9 su junginiu 10, junginį 11 su junginiais 12–14 ir junginį 15 su junginiais 16 ir net 17). ypač didelėmis koncentracijomis). Ištirtas visų chromono-LA konjugatų 9–20 cholinesterazę slopinantis aktyvumas AChE ir BuChE slopinantis aktyvumas. 2 lentelėje parodytos junginių IC50 reikšmės, palyginti su standartiniu vaistu donepezilu. Daugeliui junginių, išskyrus 7-fluoro darinius (13), kurių aktyvumas vidutinis (IC50=56,50 μM), reikšmingo poveikio AChE, esant 100 μM, nepastebėta. Rezultatai atskleidė, kad 7- pozicijų pakeistų darinių (18–20) aktyvumas prieš BuChE buvo geresnis nei 2-padėties modifikuotų darinių (9–17).

Tarp 7-pakeistų darinių tik 18 ir 19 junginiai, kurių grandinės ilgis yra 3 arba 4 atomai, parodė tinkamą anti-BuChE aktyvumą (atitinkamai IC50=15,32 ir 7,55 μM). 20 junginys su 5 anglies tarpikliu (n=5) neatskleidė jokio aktyvumo prieš BuChE, patvirtinantį puikų kryžminio jungiklio poveikį ir molekulės dydį, užimantį fermento aktyviąją vietą. Todėl jungties išplėtimas neturi teigiamo poveikio BuChE slopinamajai galiai. Kai takriną turintis halogeno pakaitalas buvo konjuguotas su LA 3 anglies tarpikliu, AChE ir BuChE slopinimo aktyvumas, ypač AChEI aktyvumas, pagerėjo, palyginti su takrinu [35]. Tyrimas patvirtino svarbų kryžminio ryšio ilgio vaidmenį tikslinių junginių ChE slopinimo aktyvumui. Ankstesnis tyrimas taip pat atskleidė, kad takrino hibridizacija su chromono pastoliais pagerina BuChE slopinimo aktyvumą labiau nei AChEI, o tai gerai sutampa su mūsų rezultatais [30]. Tas pats rezultatas buvo pastebėtas ir derinant kitus gerai žinomus farmakoforus. LA ir (arba) chromono prijungimas prie rivastigmino lėmė didesnį BuChE slopinimo aktyvumą nei AChE slopinimas [28]. Atrodo, kad LA gali pagerinti motininio pastolių BuChE slopinimo aktyvumą labiau nei AChE slopinimo aktyvumą. Remiantis rezultatais, atrodo, kad elektronus dovanojančios grupės ant chromono karkaso ir tinkamo tarpiklio naudojimas, kad būtų išvengta molekulinio lankstymo, gali palengvinti tinkamą sąveiką su fermentu, paverčiančiu tikslinius junginius į stipresnius inhibitorius.