Ανάπτυξη υβριδικών μορίων με δράση σε παράγοντες της φλεγμονής
Creators: name: Γαλάνη, Μαρία Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Μοριακός υβριδισμός
Φλεγμονή
Διαμόρφωση φαρμακοτεχνικής μορφής
Molecular hybridization
Inflammation
Formulation

description: Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη υβριδικών μορίων τα τελευταία χρόνια προκαλεί ολοένα και περισσότερο το ενδιαφέρον των επιστημόνων τόσο σε ερευνητικό όσο και σε βιομηχανικό επίπεδο. Τα υβριδικά μόρια περιέχουν στο δομικό τους σκελετό φαρμακοφόρους ομάδες από τουλάχιστον δύο ομάδες φαρμακομορίων, συνδυάζοντας έτσι τις θεραπευτικές ιδιότητες των μητρικών μορίων σε ένα ενιαίο μόριο. Ως αποτέλεσμα, οι υβριδικές ενώσεις να πλεονεκτούν στη θεραπεία πολυπαραγοντικών ασθενειών, όπως για παράδειγμα, ο διαβήτης και ο καρκίνος. Στην παρούσα διπλωματική εργασία έγινε προσπάθεια σύνθεσης ενός υβριδικού μορίου που προέρχεται από το συνδυασμό εστέρα του κινναμωμικού οξέος και συγκεκριμένα του π-κουμαρικού οξέος και ομάδας-δότη μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ). Η επιλογή αυτών των δομικών ομάδων στηρίχθηκε στο γεγονός πως τα κινναμωμικά οξέα εμφανίζουν πληθώρα βιολογικών δράσεων (αντιφλεγμονώδης, αντικαρκινική, αντιμικροβιακή, αντιφυματική) και πως ήδη στην κλινική πρακτική έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται ενώσεις που φέρουν ομάδες-δότες μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ). Πραγματοποιήθηκε in silico μελέτη της φαρμακο-ομοιότητας των υβριδίων του κουμαρικού οξέος με τα αμινοξέα γλυκίνη, γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA) και αργινίνη σύμφωνα με τους κανόνες Lipinski και Veber, οι φαρμακοκινητικές τους ιδιότητες, η αλληλεπίδραση με τα ένζυμα του κυτοχρώματος P-450 και η τοξικότητα. Από τα αποτελέσματα της in silico μελέτης το μόριο MG53 εμφάνισε το καλύτερο προφίλ σε σύγκριση με τις υπόλοιπες ενώσεις στο σύνολο των ιδιοτήτων και για το λόγο αυτό επιλέχθηκε η σύνθεσή του. Η ταυτοποίησή του πραγματοποιήθηκε με τον συνδυασμό των δεδομένων από τη φασματοσκοπική εξέταση των φασμάτων του 1H-NMR, 13C-NMR και του ATR-FTIR. Πραγματοποιήθηκε ο φυσικοχημικός έλεγχος με τις μεθόδους θερμικής ανάλυσης των νεοσυντιθέμενων ενώσεων MG52 (ενδιάμεσο στάδιο), της ένωσης ενδιαφέροντος MG53 καθώς επίσης και της ένωσης PG27 (που είχε ήδη συντεθεί στο εργαστήριο), η οποία όμως δεν είχε χαρακτηριστεί φυσικοχημικά, για συγκριτικούς λόγους. Οι ενώσεις εξετάστηκαν με τις μεθόδους της Οπτικής Θερμομικροσκοπίας, της Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης και της Θερμοσταθμικής ανάλυσης. Μελετήθηκε η κρυσταλλικότητα και οι πιθανοί πολυμορφισμοί των ενώσεων και πραγματοποιήθηκε η καταγραφή και η μέτρηση των μεταπτώσεων φάσης. Εξετάστηκε η καθαρότητα των δραστικών και η πιθανή παρουσία προσμίξεων. Οι ενώσεις PG27 και MG52 εμφανίζουν φαινόμενα κρυσταλλικού πολυμορφισμού. Παρασκευάστηκαν δισκία άμεσης αποδέσμευσης για τις ενώσεις MG53 και PG27 με στόχο την σύγκριση των βιολογικών τους in vitro δράσεων. Για τα δισκία αυτά έγινε έλεγχος του ρυθμού διάλυσης (Dissolution test) σε προσομοιωμένο γαστρικό υγρό pH=2.1. Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση της απελευθέρωσης των δραστικών ουσιών ήταν η HPLC-UV. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι και οι δύο ενώσεις είναι ευδιάλυτες στο γαστρικό υγρό και μάλιστα διαλύονται σε σύντομο χρονικό διάστημα. Οι νεοσυντιθέμενες ενώσεις MG52 (ενδιάμεση ένωση) και MG53 αξιολογήθηκαν ως προς τη βιολογική τους δράση in vitro. Συγκεκριμένα μελετήθηκαν ως προς την ικανότητά τους να αναστέλλουν την υπεροξείδωση του λινελαϊκού οξέος επαγόμενη από το AAPH, τη λιποξυγονάση και την κυκλοξυγονάση, δύο ένζυμα που εμπλέκονται στην εκδήλωση της φλεγμονής, καθώς επίσης και ως προς την πιθανή ικανότητά τους να απελευθερώνουν ΝΟ. Από τα πειραματικά αποτελέσματα προέκυψε πως η ενδιάμεση ένωση είναι πιο δραστική όσον αφορά τη μελέτη αναστολής της λιπιδικής υπεροξείδωσης (83,2%). Και οι δύο ενώσεις εμφάνισαν μικρή δραστικότητα στην αναστολή της λιποξυγονάσης, ενώ καμία από τις δύο δεν ανέστειλε την κυκλοξυγονάση-2. Τέλος, από το πείραμα απελευθέρωσης ΝΟ και τα δύο μόρια εμφάνισαν χαμηλή δραστικότητα σε σύγκριση με την ένωση αναφοράς.
description: The design and development of hybrid molecules in recent years is increasingly attracted the interest of scientists both at the research and industrial levels. Hybrid molecules contain in their structural skeleton the pharmacophore groups from at least two molecules, thus combining the therapeutic properties of the parent drugs in a single molecule. As a result, hybrid compounds are advantageous in the treatment of multifactorial diseases, such as diabetes and cancer. In this thesis, an attempt was made to synthesize a hybrid molecule derived from the combination of cinnamic acid ester, specifically of p-coumaric acid, and a nitric oxide (NO) donor group. The choice of these structural groups was based on the fact that cinnamic acids exhibit a multitude of biological activities (anti-inflammatory, anti-cancer, antimicrobial, anti-tubercular) and that in clinical practice compounds with nitric oxide (NO) donor groups have already begun to be used. An in silico study of the druglikeness of the hybrids of coumaric acid with the amino acids glycine, γ-aminobutanoic acid (GABA) and arginine according to Lipinski and Veber rules, their pharmacokinetic properties, interaction with cytochrome P-450 enzymes and toxicity was carried out. From the results of this study, MG53 showed the best profile compared to the rest of the compounds and for this reason this molecule was chosen to be synthesized. Its identification was carried out by combining the data from the spectroscopic examination of 1H-NMR, 13C-NMR and ATR-FTIR spectra. The physicochemical screening was carried out by the thermal analysis methods of the newly synthesized compounds MG52 (intermediate compound), the molecule of interest MG53 as well as the compound PG27 (already synthesized in the laboratory), which, however, had not been characterized physicochemically before, for comparative reasons. The compounds were examined by Optical Thermomicroscopy, Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetric analysis. The crystallization and possible polymorphisms of the compounds were studied and the phase transitions were recorded and measured. The purity of the actives and the possible presence of impurities were examined, too. PG27 and MG52 showed crystal polymorphism. Immediate release tablets were prepared for compounds MG53 and PG27 to compare their in vitro biological activities. The dissolution rate of the tablets was checked (Dissolution test) in simulated gastric fluid pH=2.1. The method used to measure the release of the active substances was HPLC-UV. The results of the experiment showed that both compounds are fairly soluble in the gastric fluid and even in a short period of time. The newly synthesized compounds MG52 (intermediate) and MG53 were studied for their biological activity in vitro. Specifically, they were studied in vitro for the inhibition of lipid peroxidation of linoleic acid, the inhibition of lipoxygenase and cyclooxygenase-2, two enzymes that are involved in inflammation, as well as for their potential ability to release NO. From our experimental results, it was found that the intermediate compound is inhibiting higher the lipid peroxidation of linoleic acid (83.2%). Both compounds showed low activity in the lipoxygenase inhibition protocol, while neither showed activity in the cycloxygenase-2 inhibition assay. Finally, both molecules showed low activity in NO release protocol, compared to the reference compound.