Привилеговани кинолилнитрони за комбиновану терапију исхемијског можданог удара и Алцхајмерове болестиⅠ

Апстракт: Познато је да цереброваскуларне болести као што је исхемијски мождани удар погоршавају деменцију узроковану неуродегенеративним патологијама као што је Алцхајмерова болест (АД). Осим тога, све већи број пацијената који су преживели мождани удар чини неопходним да се истовремено лечи ове две болести једном и комбинованом терапијом. За развој нових дуалних терапеутских агенаса, осам хибридних хинолилнитрона је дизајнирано и синтетизовано јукстапозицијом одабраних фармакофора из наших најнапреднијих једињења олова за лечење исхемијског можданог удара и АД.

Цлицк то цистанцхе тубулоса прах за Алцхајмерову болест

Биолошке анализе које траже ефикасне неуропротективне ефекте у одговарајућим фенотипским тестовима довеле су нас да идентификујемо МЦ903 као нови мали кинолилнитрон за потенцијалну двоструку терапију можданог удара и АД, показујући снажну неуропротекцију на (и) примарним кортикалним неуронима под депривацијом кисеоника и глукозе/нормогликемијским реоксигенацијом експериментални модел исхемије; (ии), ћелије неуронске линије третиране ротеноном/олигомицином А, окадаичком киселином или -амилоидним пептидом А 25–35, моделирајући токсичне увреде пронађене међу ефектима АД.

Кључне речи: Алцхајмерова болест; исхемијски мождани удар; мултипотентни лекови; неуропротецтион; хинолилнитрони

1. Представљање

Због високог квалитета живота у нашим развијеним земљама и продуженог животног века најстаријих, болести старења као што су мождани удар и Алцхајмерова болест (АД) постале су индивидуални, социо-економски и медицински проблеми првог реда са неиспуњеним и ограниченим терапијама. [1]. Сходно томе, потрага за новим и ефикаснијим терапијама за мождани удар и АД је хитна и једна од најактивнијих области истраживања у актуелном домену неуронауке [2]. Штавише, међусобна повезаност и ко-појава можданог удара и АД код истих пацијената је позната и у великој мери је документована [3], иако имплицирани биолошки механизми још нису утврђени [4].

Цереброваскуларне болести нису само основа когнитивног оштећења везаног за васкуларне болести, која се назива васкуларна деменција (ВД), већ је познато и да погоршавају деменцију узроковану другим факторима као што су АД и друге дегенеративне болести [5]. Као што су недавно приметили Мацрае и Аллан, "... Са све већим бројем пацијената који преживе мождани удар, такође постоји потреба да се више фокусира на компликације након можданог удара које утичу на квалитет живота. Оне укључују не само моторичке и говорне сметње, већ и такође депресију, деменцију, епилепсију и анксиозност, између осталог...“ [6]. Стога би идентификација нових лекова за комбиновану терапију и исхемијског можданог удара и АД била идеално терапијско питање које се ретко примењује у пракси, али то тренутно концентрише наше најновије напоре, користећи предности два наша најнапреднија једињења олова.

Недавно смо идентификовали (З)-Н-терт-бутил-1-(2-хлоро-6-метоксихинолин-3-ил)-метенамин оксид (КН23) (Слика 1) као веома ефикасан неуропротективни хинолилнитрон (КН), који показује индукцију неуропротекције у два ин виво модела глобалне и фокалне церебралне исхемије [7], што резултира новим оловним једињењем за лечење исхемијског можданог удара. С друге стране, описали смо да је Цонтилисант (Слика 1) пропустљив и високо неуропротективни агенс против неколико токсичних увреда релевантних за АД, који показује ин витро инхибиторна својства за ензиме који катаболизирају неуротрансмитер (ЦхЕ, МАО) [8] или Г протеин -упарени рецептори (Х3Р [8], С1Р [9]), и ин виво бољи заштитни ефекат од нашег претходног споја АСС234 [10] или донепезила на И-лавиринту и задатку радијалног лавиринта против когнитивног опадања изазваног - амилоидни пептид А 1-42 олигомери [9]. Занимљиво је да су КН23 и Цонтилисант такође моћни антиоксиданти, што је корисна карактеристика за потенцијални третман исхемијског можданог удара и АД, узимајући у обзир штетни ефекат који оксидативни стрес и реактивне врсте кисеоника (РОС) врше на обе патологије [11].

Са овим сазнањем, дизајнирали смо нове Н-терт-бутил и Н-бензил хибридне КН типове И и ИИ приказане на слици 1, као различите комбинације оних привилегованих структурних карактеристика присутних у КН23 и Цонтилисанту преко КН језгра. КН типа И, ЈМА98Ц и ЈМА101А су резултат уметања кључног пиперидинопропилокси мотива—поливалентног фармакофора присутног у Цонтилисанту за ефикасно везивање ЦхЕ, Х3Р и С1Р [8,9]— на Ц2 КН23, задржавајући метокси група на Ц6, карактеристика која изгледа критична за ефикасну неуропротекцију [7].

Аналогна анализа је резултирала КНс ДДИ88 и ДДИ89, где смо инсталирали додатни Н-пропаргил мотив — типичан МАО фармакофор — у пиперазинопропилокси групу — доказани фармакофор за инхибицију ЦхЕ [10]. Слична анализа је резултирала са још четири КН типа ИИ, као што су ЈМА11А, ЈМА12А, МЦ902 и МЦ903, где смо задржали атом хлора на Ц2 као у КН23, и функционализовани циклоалкиламинопропилокси део повезан на Ц6 уместо метокси групе . На основу ових дизајна, који одржавају структурне карактеристике одговорне за регулацију нивоа неуротрансмитера оштећену у АД [12], на КН језгру, очекује се да ће КН-ови који су овде наведени да делују као мултипотентни мали молекули потенцијално погодни за лечење АД и исхемијског можданог удара. [13].

Дакле, подстакнуто недавном комуникацијом Сун ет ал. [14] о фармаколошком профилу неуро имуномодулаторног агенса АД110 за терапијско лечење АД и можданог удара, и резултате које су објавили Лиу ет ал. [15] за МТ-20Р — супституисани -фенилтерт-бутил нитрон који носи МАО и ЦхЕ фармакофоре за Паркинсонову болест — овде описујемо наше прелиминарне резултате у овој области. Идентификовали смо МЦ903 као нови мали КН за потенцијалну комбиновану терапију исхемијског можданог удара и АД, који показује снажна неуропротективна својства на примарним кортикалним неуронима под хипоксијом/реоксигенацијом као експериментални модел исхемије, и на ћелијама неуронске линије третираним ротеноном плус олигомицином А, окадаична киселина или А 25–35, моделирајући три токсична увреда пронађена у АД.

2. Резултати и дискусија

2.1. Синтеза

Синтеза циљних КН-ова изведена је почевши од лако доступних прекурсора у кратким синтетичким секвенцама, дајући жељене лиганде као стереохемијски појединачни З-изомери у чистој форми, добре укупне приносе и вишеграмске количине (додатни материјал). Затим су КН подвргнути биолошкој анализи да би се утврдио њихов неуропротективни капацитет

2.2. Евалуација Неуропротецт-ајон у експерименталном моделу исхемије у примарним неуронским културама

КНс ЈМА101А, ЈМА98Ц, ДДИ89, ДДИ88, ЈМА12А, ЈМА11А, МЦ903 и МЦ902 су тестирани у експерименталном моделу исхемије да би се проценио њихов потенцијални неуропротективни ефекат након исхемијског инзулта. Да би се то урадило, примарне неуронске културе су подвргнуте условима депривације кисеоника и глукозе (ОГД) током 4 х и третиране на почетку периода реоксигенације са претходно поменутим КНс, или референтним једињењима као што су цитиколин, НКСИ-059, КН23, или Цонтилизант.

Неуропротекција је праћена мерењем виталности ћелија, што је одређено МТТ тестом (слика 2), у коме је контролна група постављена на 100 проценат. Неопорављена експериментална група (ОГД4х) показала је озбиљно смањење виталности ћелија (64,4 ± 1,4 процента, п < 0,0001 у поређењу са 100 процената контролне, т-тест са једним узорком), који је само делимично поништен након реоксигенације током 24 х (Р24х; 77,2 ± 1,3 процента, п < 0,0001, према Студентовом т-тесту). Додатак 100 µМ цитиколина, добро познатог неуропротективног агенса, подстакао је значајно повећање виталности ћелија (82,8 ± 1,1 процената) у поређењу са нетретираном (носач) Р24х групом (Слика 1). Када су уместо цитиколина додати стандарди НКСИ-059 [7], КН23 [7] или Цонтилисант [8], постигнути су виши нивои виталности ћелија (88,9 ± 3,7 процената, 95,1 ± 1,4 процената и 88,7 ± 1,9 процената за 250 µМ НКСИ-059, 100 µМ КН23 и 50 µМ Цонтилизант, респективно) (Слика 2).

Третман са новим КНс је дао различите ефекте на опоравак ћелијског метаболизма након ОГД инзулта. На првом месту, и невероватно, скоро комплетан сет КН-а је обезбедио већу виталност ћелија од нетретираних Р24х ћелија у целом тестираном опсегу концентрација (0.1–250 µМ). На основу нашег претходног искуства, у почетку смо истражили опсег концентрације од 1–250 µМ, који је проширен на 0,1 µМ у тим случајевима и још увек показује добар одговор при ниским концентрацијама. Једињења ДДИ88 и МЦ902 нису тестирана на 250 µМ упркос томе што су показала релативно добре вредности виталности ћелија због проблема са растворљивошћу. Само КН-ови ДДИ89, ЈМА12А и ЈМА11А су испољили токсични ефекат—тј., нижу виталност ћелија од нетретиране групе, Р24х—при највишој тестираној концентрацији од 250 µМ. КН-ови са најбољим учинком ЈМА101А на 10 и 100 µМ, ЈМА98Ц на 10 µМ и МЦ903 на 10 µМ и 100 µМ, постигли су већу виталност ћелија од цитиколина (100 µМ), референтног нитрона НКСИ (НКСИ{2{2) 10–50 µМ). Занимљиво је да је ефекат МЦ903 на 10 µМ и 100 µМ (93,7 ± 2,1 процената и 93,8 ± 1,7 процената, респективно) достигао вредности сличне онима уоченим за КН23 (100 µМ), наш најмоћнији КН који је до сада пронађен [7] (Слика 2).

Из претходних резултата виталности ћелија, дефинисали смо неуропротективну активност као ефекат који је постигао ћелијску виталност већу од оног који је произвео само нормоксични опоравак, одређен од стране нетретиране Р24х групе, који је постављен као 0 проценат. Вијабилност ћелија контролне групе је постављена као 100 процената неуропротекције.

Неуропротекција изазвана КНс ЈМА101А, ЈМА98Ц, ДДИ89, ДДИ88, ЈМА12А, ЈМА11А, МЦ903 и МЦ902 и Цонтилисантом упоређена је са оном индукованом стандардима НКСИ-059 и КН23 (Табела 1). Није изненађујуће, а према највишим вредностима виталности ћелија поменутим горе, КНс ЈМА101А (10–100 µМ), ЈМА98Ц (10 µМ) и МЦ903 (10–100 µМ) су испољили највећи неуропротективни ефекат, чак и виши од НКСИ{{ 19}}. Опет, 10 µМ или 100 µМ МЦ903 је постигао вредности неуропротекције најсличније нашем кандидату за исхемијски мождани удар КН23. Ови налази потврђују избор КН-а као одговарајуће скеле у потрази за неуропротективним лигандима.

Модификација КН језгра није само лако изводљива, већ је и способна да обезбеди нове функционалности и својства без штете по ефекат заштите ОГД. Посебно, за резултате виталности ћелија након ОГД-а представљеног изнад, прелиминарни однос структура-активност (САР) који је овде приказан није пружио значајну штетну комбинацију структурних делова за нови ентитет који штити ОГД, а само четири једињења су пронађена неуротоксична на највишој испитана концентрација. С друге стране, један специфичан КН, МЦ903, откривен је као најбољи у сету, са активношћу заштите ОГД-а сличном КН23.

Да би се проценила погодност ових структура као мултипотентних погодака, била је потребна процена њиховог неуропротективног ефекта на специфичне патолошке доприносе АД. Ови резултати су описани у наставку.

2.3. Евалуација неуропротекције у експерименталном моделу АД у Неуронил Ћелијска линија

У независном и скоро симултаном тесту, неуропротективна активност циљних КНс (слика 1) је спроведена у различитим концентрацијама (0.3, 1, 3 и 10 µМ) против три токсична стимулуса повезана са неуродегенерацијом. пронађен у АД користећи мелатонин као стандард, добро познато неуропротективно средство, за упоредне сврхе. Пре свега, користили смо модел стварања реактивних врста кисеоника користећи коктел митохондријалних блокатора, ротенон плус олигомицин А (Р/О). Као што је приказано у табели 2, КН-ови ЈМА98Ц и МЦ903 су показали занимљив профил у односу на Р/О. У концентрацијама од 1, 3 и 10 µМ, ЈМА98Ц је произвео значајно повећање виталности ћелије против Р/О (40,6 процената, 70,5 процената и 57,2 процената, респективно).

Слично, МЦ903, на 0.3, 1 и 3 µМ, показао је снажно повећање виталности ћелија (44,1 процената, 40,4 процената и 74,9 процената). Максимални заштитни ефекат оба КН-а постигнут је при концентрацији од 3 µМ. Затим смо анализирали наше лиганде у моделу тау хиперфосфорилације користећи окадаичну киселину (ОА), добро познати инхибитор протеин Сер/Тхр фосфатазе. У овом моделу, оба КН-а су показала значајно повећање виталности ћелија против ОА при концентрацијама од 1 и 3 µМ (ЈМА98Ц: 52,9 процената и 78,3 процената, респективно; МЦ903: 46,7 процената и 56,2 процената, респективно). Коначно, и на основу досадашњих резултата, истражили смо неуропротективни ефекат КНс ЈМА98Ц и МЦ903 након токсичне увреде коју је дао А 25–35, као широко прихваћене биолошке мете која игра кључну улогу у напретку и развоју АД. Као што је приказано у Табели 2, КН МЦ903 је поново показао значајан, моћан неуропротективни ефекат и доза-одговор од 47,9 ± 8,9 процената на 3 µМ, опадајући при 10 µМ и достигавши сличне ниже вредности, око 28 процената, при 0,3 µМ и 1 µМ. Дакле, из две различите лабораторије које су спроводиле независне тестове на истим КН-овима да би процениле њихове неуропротективне капацитете под експерименталним моделом исхемије и против токсичних увреда изазваних АД, КН МЦ903 пружа најбољу, снажну и доследну неуропротекцију, идентификујући га као потенцијално хит једињење за даље претклиничке студије.

2.4. Својства виртуелне апсорпције, дистрибуције, метаболизма и излучивања (АДМЕ) Цомпо-аунд МЦ903

МЦ903 виртуелни АДМЕ профил је истражен као кључна тачка за молекул дизајниран да терапеутски делује на мозак. Поред тога, помоћу КикПроп програма су предвиђена својства слична леку МЦ903 и процењена су кршења Липинског правила 5 (РОФ) и Јоргенсеновог правила 3 ​​(РОТ). Израчунати АДМЕ параметри (Табела С1, Додатни материјал) су унутар референтних опсега, не показујући кршење за РОФ и РОТ. Ова анализа потврђује да лиганд МЦ903 поседује одговарајуће фармакокинетичке профиле потребне за дистрибуцију у људском телу, јер је пропустљив за мождано-крвну баријеру. Као такав, МЦ903 има потенцијал као водећи кандидат у развоју лекова за АД и мождани удар.

tмеханизам неуропротективног ефекта Цистанцхе

Цистанцхе је традиционална кинеска биљка за коју се наводи да има неуропротективне ефекте. Механизми иза ових ефеката нису у потпуности схваћени, али постоји неколико могућих механизама које су предложили истраживачи:

1. Антиоксидативна активност: Утврђено је да екстракти Цистанцхеа поседују моћну антиоксидативну активност, која може заштитити од оштећења неурона изазваних оксидативним стресом.

2. Анти-инфламаторни ефекти: Упала је чест узрок неуродегенеративних болести, а показало се да екстракти цистанцхе имају антиинфламаторне ефекте који могу умањити оштећење неурона.

3. Заштита митохондријалне функције: Митохондријална дисфункција је кључни фактор за оштећење неурона и ћелијску смрт, а откривено је да екстракти цистанхе штите од оштећења митохондрија и побољшавају функцију митохондрија.

4. Активација неуротрофичних фактора: Неуротрофни фактори су хемикалије које промовишу раст и опстанак неурона, а показало се да екстракти цистанцхе повећавају експресију неуротрофичних фактора као што су неуротрофни фактор који потиче из мозга (БДНФ) и фактор раста нерава (НГФ) .

Наставиће се...

Хосе М. Алонсо 1,†, Алехандро Ескобар-Пезо 2,†, Алехандра Паломино-Антолин 3,†, Данијел Диез-Иријепа 1,4, Моурад Цхиоуа 1, Ема Мартинез-Алонсо 2, Исабел Ириепа 4,5 3,* , Алберто Алказар 2,* и Хозе Марко-Контелес 1,*

1 Лабораторија за медицинску хемију (ИКОГ, ЦСИЦ), Јуан де ла Циерва 3, 28006 Мадрид, Шпанија; xosemag@yahoo.es (ЈМА); daniel.diezi@uah.es (ДД-И.); mchioua@gmail.com (МЦ)

2 Одељење за истраживање, ИРИЦИС, болница Рамон и Цајал, Цтра. Цолменар Км 9.1, 28034 Мадрид, Шпанија; alejandro.escobar@hrc.es (АЕ-П.); emma.martinez@hrc.es (ЕМ-А.)

3 Molecular Neuroinflammation and Neuronal Plasticity Research Laboratory, Research Unit, Hospital Universitario Santa Cristina, Instituto de Investigación Sanitaria-Hospital Universitario de la Princesa, 28009 Madrid, Spain; apantolin@gmail.com 

4 Департаменто де Куимица Органица и Куимица Инорганица, Универсидад де Алцала, Цтра. Мадрид-Барселона Км 33.6, 28871 Алкала де Хенарес, Шпанија; isabel.iriepa@uah.es 5 Институт за хемијска истраживања Андрес М. дел Рио, Универзитет Алкала, 28805 Алкала де Хенарес, Шпанија