Коњугат хромон-липоична киселина: неуропротективни агенс који има прихватљиву инхибицију бутирилхолинестеразе, антиоксиданс и активност хелације бакра

За више информација:ali.ma@wecistanche.com

Апстрактан

СврхаАлцхајмерова болест(АД) је вишеструка неуродегенеративна болест. Да истовремено циља више патолошких процеса укључених уАлцхајмерова болест,једињења природног порекла са јединственим карактеристикама су обећавајуће скеле за развој нових вишециљних једињења у лечењу различитих неуродегенеративних болести, посебноАлцхајмерова болест. У овој студији, припремљени су нови хибриди хромон-липоичне киселине како би пронашли нову мултифункционалну структуру олова за лечење АД. Методе Хибриди хромон-липоичне киселине су припремљени путем клик реакције и њихова неуропротективна и антихолинестеразна активност је у потпуности процењена. Анти-амилоидна агрегација, антиоксидативна и метал-хелациона активност најбољег једињења су такође истраживана стандардним методама да би се пронашао нови мултифункционални агенс против АД. Резултати Примарни биолошки скрининг је показао да сва једињења имају значајну неуропротективну активност против Х2О2-индукованог оштећења ћелија у ПЦ12 ћелијама. Једињење 19 као најснажнији инхибитор бутирилхолинестеразе (БуЦхЕ) (ИЦ50=7.55 μМ) које има значајну неуропротективну активност као референтни лек је одабрано за даље биолошке евалуације. Доцкинг и кинетичке студије откриле су неконкурентну мешовиту инхибицију БуЦхЕ помоћу једињења 19. Оно би могло значајно да смањи формирање интрацелуларних реактивних врста кисеоника (РОС) и показало одличну редукциону моћ (85,57 мМ Фе плус 2), упоредиво са кверцетином и липоична киселина. Такође може умерено да инхибира агрегацију А и селективно хелатира са јонима бакра у односу 2:1 М.

Закључак Једињење 19 би се могло сматрати мултифункционалним агенсом који даје наду за даљи развој развоја АД због прихватљиве неуропротективне и анти-БуЦхЕ активности, умерене анти-А агрегационе активности, изванредне антиоксидативне активности као и способности селективног хелирања бакра.

Леили Јалили-Балех1 & Хамид Надри2 & Хамид Фороотанфар3 & Туба Туилу Куцуккıлıнц4 & Беиза Аиазгок4 & Мохаммад Схарифзадех5 & Махбан Рахимифард6 & Мариам Баеери6 & Мохаммад Абдоллахи6 & Мохаммад Абдоллахи6 & Мохаммад Абдоллахи6 & Мехеди Меходи

Група за биоматеријале, Фармацеутски истраживачки центар, Институт за фармацеутске науке (ТИПС), Универзитет медицинских наука у Техерану, Техеран 1417614411, Иран 2 Фармацеутски факултет и истраживачки центар за фармацеутске науке, Универзитет медицинских наука Схахид Садоугхи, Одељење за медицинске науке Иазд, Пхарма Иран 3 Биотехнологија, Фармацеутски факултет, Универзитет медицинских наука Керман, Керман, Иран 4 Фармацеутски факултет, Одсек за биохемију, Универзитет Хацетепе, Анкара, Турска 5 Одсек за фармакологију и токсикологију, Фармацеутски факултет, Токсикологију и истраживачки центар за тровање, Техеран медицинских наука, Техеран, Иран 6 Група за токсикологију и болести, Истраживачки центар за фармацеутске науке (ПСРЦ), Институт за фармацеутске науке (ТИПС), Техерански универзитет медицинских наука (ТУМС), Техеран, Иран

Увод

Алцхајмерова болест(АД), вишеструка и неповратна неуродегенеративна болест, главни је узрок деменције и један од највећих изазова тренутних фармацеутских истраживања [1]. Током протеклих деценија, упркос значајним напорима да се открију патогени механизмиАлцхајмерова болест, тачна етиологија ове болести је и даље сложена. Патолошки фактори који играју значајну улогу у настанку АД су недостатак нивоа можданих холинергичких неуротрансмитера, накупљање сенилних плакова посебно у виду екстрацелуларних -амилоидних (А) наслага, хиперфосфорилисана агрегација τ-протеина [2], дисхомеостаза биометала, оксидативни стрес, и неуроинфламације [3]. Без обзира на све покушаје да се пронађу иновативна решења за контролу обележја болести као што су терапија геном и матичним ћелијама, ова врста терапије је и даље проспективна метода за лечење АД и још увек има много нерешених проблема пре него што се може користити у клиничким применама [ 4, 5]. Тренутно доступна терапијска метода се углавном заснива на повећању холинергичке неуротрансмисије, преко инхибитора ацетилхолинестеразе (АЦхЕИ). Као и АЦхЕ, бутирилхолинестераза (БуЦхЕ) као корегулатор деградације АЦх је важан ензим укључен у неуротрансмисију [6]. Улога БуЦхЕ у патологији АД није позната, али ин виво студије су откриле да БуЦхЕ повезан са А плаковима има кључну улогу у сазревању АД плака [7, 8]. Да би се комплетирали симптоматски приступи, неопходно је истовремено циљати више патолошких процеса укључених у АД [9, 10].

Цлицк то Цистанцхе ДХТ за Алцхајмерову болест

Тренутно је стратегија мултициљног усмереног лиганда (МТДЛ) потпуно прихваћена као главна стратегија за дизајн и откриће лека у АД, која се заснива на комбинацији одговарајућих фармакофорних група у једном молекулу који обезбеђује ефикасне фармаколошке одговоре за различите потенцијалне рецепторе. или ензимске мете [11]. Последњих година, многи потенцијални мултифункционални агенси су дизајнирани на основу МТДЛ стратегије против АД [12–16]. Штавише, велика количина производа природног порекла се користи или као фармацеутски производи на тржишту или као биоактивни молекуларни фрагменти у развоју хибридних лекова за борбу против горе наведених главних фактора ризика укључених у патогенезу АД [17]. Хромони се свеприсутно налазе у биљкама и познати су као фитокемикалије са бензо- -пиронском структуром, која поседује вишеструке опсеге фармаколошких ефеката [18]. Недавне студије су откриле да су једињења заснована на хромону ефикасна против деменције кроз уклањање слободних радикала и хелирање металних јона [19–22]. Хромони су такође показали антихолинестеразу [23, 24], неуропротективна [25, 26], антиинфламаторна својства [27] и могли ефикасно да поремете агрегацију амилоида [28, 29]. Фернандез-Бацхиллер и сарадници су представили хибриде такрина хромона који имају побољшану ЦхЕ инхибиторну, као и антиоксидативну инактивацију у поређењу са такрином [30]. Липоична киселина (ЛА), као природни антиоксиданс код животиња, људи и биљака, делује као есенцијални кофактор у многим биохемијским путевима [31]. О овом органосумпору је пријављен низ различитих фармаколошких својстава. Може да контролише патогенезу или напредовање АД повећањем нивоа ацетилхолина, као и смањењем оксидативног стреса, упале и формирања А плака [32–34]. Апокрин је хибрид ЛА и такрина који је Росини увео као ефикасан кандидат за лек против АД због својих вишеструких биолошких својстава, као што су активност инхибиције АЦхЕ и БЦхЕ, инхибиција агрегације А изазване АЦхЕ и заштита ћелија од РОС [35].

Г. Неси и др. комбиновани ривастигмин са ЛА и хромоном. Открили су да је комбинација довела до додавања антиоксиданата и антиамилоидних агрегирајућих својстава ЛА и хромонских скела антихолинестеразни активности ривастигмина као тренутно коришћених лекова, и резултирала је формирањем мултифункционалног једињења за лечење АД [28]. ]. На основу горњих налаза, хромонска скела је важан фармакофор који има велику улогу у инхибицији ЦхЕс са антиоксидативним и хелационим активностима метала. ЛА је такође обећавајућа оловна структура која побољшава активност инхибиције БуЦхЕ, потенцију неуропротекције, антиамилоидне агрегације, антиоксидансе и активности хелације метала (Слика 1). Ове јединствене карактеристике хромона и ЛА учиниле су их обећавајућим основама за развој нових вишециљних једињења која имају побољшану терапеутску ефикасност у лечењу различитих неуродегенеративних поремећаја, посебно АД [36–42]. Узимајући у обзир корисне биолошке ефекте хромонских и ЛА скела и ефикасност језгра триазола као атрактивног фармакофора за повезивање различитих терапеутски активних агенаса [43–45], у овом раду смо подстакли да коњугујемо ове вредне фармакофоре једни са другима и проценимо њихову ефикасност. против разних мета. Две серије деривата хромона коњугованих са ЛА су синтетизоване клик реакцијом (слика 1, једињења 9–17 и 18–20) и процењена је неуропротективна активност и активност инхибиције ЦхЕс свих једињења. Такође су процењене антиоксидативне, хелационе и антиамилоидне активности изабраног једињења. Колико нам је познато, ово је први рад који извештава о синтези хромон-ЛА хибрида и њиховој биолошкој активности против АД.

Резултати и дискусија

Хемија Као што је илустровано у Шеми 1, једињење 3 је првобитно синтетизовано реакцијом супституисаног 2′-хидрокси ацетофенона са 4-метокси бензалдехидом кроз домино алдол-Мицхаел-оксидациону реакцију катализовану пиролидином и јодом у диметил сулфоксиду). Једињење 3 је конвертовано у одговарајуће деривате 2-(4-хидроксифенил)-4Х-хром-4-оне (4а-д) помоћу ББр3 у дихлорометану. Једињење 5 је такође припремљено у једном кораку из реакције 2,4- дихидроксиацетофенона и триетил ортоформијата у присуству 70 процената перхлорне киселине што је довело до стварања перхлоратне соли која је затим хидролизована да би се постигло циљно једињење (5) . Бромоалкокси интермедијери 6а-и и 8а-ц су затим припремљени реакцијом 4а-д или 5 са ​​одговарајућом количином дибромоалкана у ацетонском раствору анхидрованог К2ЦО3 под рефлуксом током 4 х. Једињење 7 је одвојено синтетизовано реакцијом амидације између ЛА и пропаргиламина у присуству 4- диметил аминопиридина (ДМАП) и Н, Н ′ - дициклохексилкарбодимида (ЕДЦИ).

Циљна једињења 9–20 су коначно припремљена трокомпонентном реакцијом у једном лонцу између једињења 6а-и или 8а-ц, натријум азида и једињења 7 катализованог бакром (ИИ). Биолошки тест Примарно, процењене су активности неуропротекције и инхибитора холинестеразе свих циљних једињења 9–20 да би се пронашло најбоље потентно једињење за даља истраживања. Потенција неуропротекције против оштећења ПЦ12 ћелија изазваних Х2О2 Оксидативна оштећења и неуротоксичност коју ствара Х2О2 сматрају се најважнијим фактором који контролише напредак неуродегенеративног поремећаја [60]. Стога је неуропротективна активност припремљених коњугата хромон-ЛА 9–20 тестирана на различитим концентрацијама од 1, 5, 10, 20 и 50 μМ коришћењем МТТ теста. Сва једињења, у свим концентрацијама, могу значајно повећати виталност ћелија ПЦ12 у зависности од дозе, чак и при ниској концентрацији од 1 μМ (Табела 1, п <>

Занимљиво је да су једињења 15, 16 и 17 са дужином ланца од пет угљеника (н=5) показала већу неуропротективну активност од кверцетина као референтног лека у свим концентрацијама. Поређењем између једињења 9, 11 и 15 која садрже једноставан 2-фенил-4Х-хромен-4- један део и различиту дужину угљеничног ланца (н=3, 4 и 5 за једињења 9, 11, и 15, респективно), може се имплицирати да повећање величине унакрсног повезивача може повећати неуропротективну активност циљних једињења (Табела 1). Исто понашање је такође примећено за једињења 18–20 као деривати 4Х-хромен-4-оне супституисани на 7 позиција. Приметно је да су несупституисани деривати хрома имали мању неуропротективну активност на ћелијску смрт изазвану Х2О2- од хало супституисаних аналога (упоредите једињење 9 са једињењем 10, једињење 11 са једињењима 12–14 и једињење 15 са једињењима 16 па чак и 17 при посебно високим концентрацијама). Испитивана је инхибиторна активност холинестеразе АЦхЕ и БуЦхЕ инхибиторна активност свих хромон–ЛА коњугата 9–20. Табела 2 показује ИЦ50 вредности једињења у поређењу са стандардним леком донепезилом. Није примећен значајан ефекат против АЦхЕ при 100 μМ за већину једињења, осим 7-флуоро деривата (13) са умереном активношћу (ИЦ50=56.50 μМ). Резултати су открили да је активност деривата замењених позицијама 7- (18–20) према БуЦхЕ била боља од 2- деривата модификованих на позицији (9–17).

Међу 7-супституисаним дериватима, само једињења 18 и 19 са дужином ланца од 3 или 4 атома су показала одговарајућу анти-БуЦхЕ активност (ИЦ50=15.32 и 7,55 μМ, респективно). Једињење 20 са одстојником од 5 угљеника (н=5) није открило никакву активност против БуЦхЕ, што потврђује велики ефекат унакрсног повезивања и величину молекула да заузме активно место ензима. Према томе, продужетак линкера нема позитиван ефекат на инхибиторну моћ БуЦхЕ. Када је халоген супституент који носи такрин коњугован са ЛА помоћу 3 угљеника размакнице, активности инхибиције АЦхЕ и БуЦхЕ, посебно активност АЦхЕИ, су побољшане у поређењу са такрином [35]. Студија је потврдила важну улогу дужине унакрсног повезивача на активност инхибиције ЦхЕс циљних једињења. Претходна студија је такође открила да хибридизација такрина са хромонском скелом побољшава активност инхибиције БуЦхЕ више од оне АЦхЕИ, што је у добром складу са постизањем наших резултата [30]. Исти резултат је такође примећен када су комбиновани други добро познати фармакофори. Везивање ЛА и/или хромона за ривастигмин резултирало је већом инхибиционом активношћу БуЦхЕ од инхибиције АЦхЕ [28]. Чини се да ЛА може побољшати активност инхибиције БуЦхЕ матичне скеле више од активности инхибиције АЦхЕ. На основу резултата, чини се да групе које донирају електроне на хромонској скели и такође коришћење одговарајућег одстојника за спречавање молекуларног савијања могу олакшати правилне интеракције са ензимом који трансформише циљна једињења у моћније инхибиторе.