Σύνθεση και μελέτη νέων παραγώγων της ιβουπροφαίνης και της προλίνης με πιθανή πολύπλευρη δράση κατά της νόσου Alzheimer
Creators: name: Σίσκου, Ιωάννα Χ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2007
Subjects: Φλεγμονή
Αντιοξειδωτική δράση
Εγκεφαλική ισχαιμία/επαναιμάτωση
Inflammation
Antioxidant activity
Cerebral ischemia/reperfusion injury

description: Σχεδιάστηκαν μόρια με δομικά γνωρίσματα δυνητικά ικανά να στοχεύουν θεραπευτικά σε περισσότερες από μία διαδικασίες παθόγένεσης της ΝΑ, με ταυτόχρονη ενσωμάτωση υπολοίπων δομών με επιβεβαιωμένες νοοτρόπες και νευροπροστατευτικές και/ή νευροτροφικές ιδιότητες. Αρχικά, λοιπόν, έγινε σύνθεση πρωτοτύπων παραγώγων της ιβουπροφαίνης, γνωστού φαρμάκου με πειραματικά αποδεδειγμένη δράση κατά της ΝΑ. Εγινε προσδιορισμός θεωρητικά της λιποφιλικότητας και της ικανότητας διάβασης βιολογικών μεμβρανών με βάση τον "κανόνα 5", καθώς και της ικανότητας πρόσβασης των μορίων(τιμή TPSA). Με μικρές διαφοροποιήσεις μεταξύ τους, όλες οι τελικές ενώσεις εμφανίζονται ικανές κα διαπερνούν βιολογικές μεμβράνες. Επιπλέον, σε ότι αφορά τη διάβαση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, αυτή κρίνεται δυνατή για όλες τις ενώσεις με την εξαίρεση του νιτροεστέρα. Αρχικά έγινε in vitro προσδιορισμός της αντιξειδωτικής ικανότητας των ενώσεων με βάση την αναστολή της λιπιδικής υπεροξείδωσης ηπατικών μικροσωμικών μεμβρανών και την αλληλεπίδραση με τη σταθερή ελεύθερη ρίζα 1,10 διφαινυλοπικρυλυδραζυλίου(DPPH). Τα παράγωγα του αιθυλεστέρα της L-κυστεϊνης και της κυστεαμίνης ασκούν ιδιαίτερα ισχυρή αντιοξειδωτική δράση. Ακολούθησε in vitro μελέτη της ικανότητας του παραγώγου του αιθυλεστέρα της L-κυστεϊνης να επιδρά στο οξειδωτικό stress του εγκεφάλου, που επάγεται μετά από πειραματική ισχαιμία/επαναιμάτωση. Διαπιστώθηκε ισχυρή προστασία του εγκεφάλου από το παράγωγο αυτό, η οποία εκδηλώθηκε ως διατήρηση της συγκέντρωσης της γλουταθειόνης του εγκεφάλου στα φυσιολογικά επίπεδα. Κατά τη διερεύνηση, παράλληλα, της δράσης των ενώσεων στην οξεία φλεγμονή με βάση την επίδρασή τους in vivo στο οίδημα που επάγεται από το πλήρες ανοσοενισχυτικό του Freund(FCA) σε μυς και από την κερραγενίνη σε επίμυς, διαπιστώθηκε ότι, στην περίπτωση του προκαλούμενου από FCA οιδήματος, όλες οι ενώσεις εμφανίζουν ικανοποιητική αντιφλεγμονώση δράση ανάλογη της ιβουπροφαίνης τις πεισσότερες φορές. Ταυτόχρονα έγινε in vivo μελέτη της επίδρασης της ιβουπροφαίνης και ορισμένων από τις νέες ενώσεις στη χρόνια φλεγμονή με βάση τη δράση τους στην πειραματική αρθρίτιδα και στην παραγωγή της κυκλοξυγονάσης COX-2 από σπληνοκύτταρα αρθιτικών επίμυων. Μόνο η ένωση που εμφανίζει την ισχυρότερη δράση στην οξεία φλεγμονή καταστέλλει την αθρίτιδα, σε βαθμό μάλιστα μεγαλύτερο από τη μητρική ένωση ιβουπροφαίνη. Η ίδια ένωση επιδρά ανασταλτικά στην παραγωγή COX-2 από σπληνολύτταρα αρθριτικών επίμυων. Παράλληλα, κατά την in vivo εξέταση της επίδρασης των ενώσεων στη δράση της λιποξυγονάσης, βρέθηκε ότι όλες οι ενώσεις εμφανίζουν αρκετά καλή εως πολύ ισχυρή αναστολή του ενζύμου. Κατά τη διερεύνηση, επιπρόσθετα, της επίδρασης επιλεγμένων ενώσεων στα επίπεδα χοληστερόλης και τριγλυκεριδίων τουν πλάσματος σε υπερλιπιδαιμικούς επίμυς, διαπιστώθηκε ότι τα θειολικά παράγωγα είναι τα πιο δραστικά ελαττώνοντας σημαντικά τα επίπεδα τόσο της ολικής και της LDL-χοληστερόλης όσο και των τριγλυκεριδίων του πλάσματος, επίδραση που πιθανόν οφείλεται στο αντιοξειδωτικό τους δυναμικό. Μελέτη in vino, εξάλλου, της ικανότητας αναστολής της ακετυλοχολινεστεράσης αποκαλύπτει ισχυρή ανασταλτική δράση επί του ενζύμου για τις περισσότερες ενώσεις. Μελετήθηκε, ακόμα, η ικανότητα του νιτρικού εστέρα να απελευθερώνει ΝΟ, η οποία κρίνεται ικανοποιητική. Εγινε έλεγχος της γενικής και της γαστρεντερικής τοξικότητας αντιπροσωπευτικού παραγώγου. Κατά τον έλεγχο αυτό διαπιστώθηκε έλλειψη της τοξικής δράσης σε δόση ίση με τη μέση θανατηφόρα δόση της ιβουπροφαίνης
description: In this work, we describe the synthesis of derivatives of ibuprofen, a known non steroidal anti-inflammatory drug which has also been found to affect amyloid pathology in the brain and its long-term use has been associated with reduced risk of neuroidegeneration. During the pharmacochemical study of the compounds under investigation, their calculated lipophilicity(ClogP) and ability to pass through biological membranes were theoretically. According to the "rule of five" all compounds seem to be capable of passing through biological membranes with small variations. Furthermore, a prerequisite for their activity is their ability to pass the blood-brain barrier(BBB). A method to predict the ability of compounds for BBB penetration is the calculation of their molecular polar surface area (PSA). The topological polar surface area(TPSA) was calculated according to the literature and the results indicated that all derivatives may easily enter CNS with the exception of the nitric ester with slightly reduced capacity to penetrate BBB. Their antioxidant activity was evaluated by the offered inhibition of lipid peroxidation, using rat hepatic microsomal membranes, and by their interaction with 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl stabel radical(DPPH). The L-cysteine ethyl and cysteamine derivatives inhibited the peroxidation reaction and interacted with DPPH very strongly, the second compound being the most active. Moreover, the protective activity of the L-cysteine ethyl ester derivative, found to process significant antioxidant and anti-inflammatory capacity, against oxidative insult to rat brain challenged by ischemia/reperfusion, was evaluated by its effect on malondialdehyde(MDA) production and glutathione depletion. Nevertheless, the effect on glutathione depletion was very significant, since glutathione was about 90% of the control value indicating strong protection against oxidative brain damage. The effect of the described compounds on acute inflammation was also tested as reduction of paw oedema induced by Freund's complete adjuvant(FCA) in mice or by carragenin in rats. As far as FCA induced oedema is concerned, all compounds were found to possess significant anti-inflammatory activity often comparable to that of ibuprofen. The most active was the ester of the intermediate proline amide with 3-(3-hydroxypropyl)pyridine, which at half the dose of ibuprofen, caused about the same oedema inhibition(58%0 with ibuprofen(53%). This derivative was also the most active in the cause of carragenin induced oedema. In addition, the chronic inflammatory processes observed during the pathogenesis of AD led to the study of the effect of some novel derivatives on experimental arthritis, a model of chronic inflammation, and on cyclooxygenase(COX)-2 production from spleenocytes of arthritic rats. Only the most active compound in acute imflammation inhibited experimental arthritis more than ibuprofen itself and reduced COX-2 formation from spleenocyte of arthritic rats. All compounds were examined for their in vitro effect on soybean lipoxygenase since recent findings have shown that the activation of brain lipoxygenases is an early event in the pathogenesis of AD. According to the results, all compounds demonstrated quite significant to very strong inhibitory effect on lipoxygenase. Anti-dyslipidemic activity in vivo was also tested for a number of ibuprofen derivatives.The most active were the two sulfydryl-containg compounds decreasing total cholesterol, LDL-cholesterol and triglyceride levels more than 50%. Furthermore, the ability of the syntesised compounds to inhibit acetylcholinesterase activity was studied since the major curent approaches to AD treatment aim to an increase of acetylcholine in the brain by acetylcholinesterase inhibitors. Significant inhibitory activity was observed for most of the molecules. Moreover, the in votro capacity of the nitric ester to release NO was examined and considered to be quite significant. Finally, since ibuprofen, and the most of the non steroidal anti-inflammatory drugs currently in use, have serious gastrointestinal toxicity, intimately connected to their molecular mode of action, we found it necessary to examine one of the synthesised, the cysteamine derivative, on a model protocol of this activity. The cysteamine derivative did not cause any mortality or any of the signs of gastrointestinal toxicity observed after ibuprofen or cysteamine administration