Применение производных N,N"-замещенных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов для терапии депрессии
USE OF N,N"-SUBSTITUTED 3,7-DIAZABICYCLO[3_3_1]NONANES DERIVATIVES FOR DEPRESSION THERAPY

Область техники
Изобретение относится к области медицины, фармакологии и психиатрии, а именно к отрицательным модуляторам каинатных рецепторов и может быть использовано, в частности, для терапии депрессии.
Уровень техники
Каинатные рецепторы (KARs) состоят из класса ионотропных глутаматных рецепторов, которые выполняют разнообразные пре- и постсинаптические функции посредством сложной передачи сигналов, регулирующих активность нервных цепей. Каинатные рецепторы высоко выражены в центральной нервной системе (ЦНС). Молекулярное клонирование выявило 5 подтипов: GluK1, GluK2, GluK3, GluK4 и GluK5, которые собираются в различных комбинациях, чтобы сформировать функциональные рецепторы.
Каинатные рецепторы представлены как в нейрональных, так и в глиальных клетках и астроцитах. Они модулируют функциональное состояние ЦНС через тонкую настройку синаптической трансмиссии, баланса между активностью глютаматной и ГАМКергических систем, ритмическую активность нейрональной сети, функционирование астроглии и взаимодействие нейронов и глии (Popov A.V., et al/ Kainate receptors are the key to understanding synaptic plasticity, learning and memory (review)// Modern Tehnologies in Medicine. 2017; 9(4): 228–238, https://doi.org/10.17691/stm2017.9.4.28). Чрезмерная активации каинатных рецепторов каиновой кислотой в эксперименте приводит к лимбическим судорогам, сходным с височной эпилепсией у человека, вызывает митохондриальную дисфукнцию и дегенерацию отдельных популяций нейронов вследствие эксайтотоксичности. Антагонисты кайнатных рецепторов напротив оказывали благоприятное действие при некоторых нейрологических расстройствах, таких как хроническая боль, мигрень и эпилепсия (Jane DE et al/ Kainate receptors: pharmacology, function and therapeutic potential// Neuropharmacology. 2009. 56(1):90-113. doi: 10.1016/j.neuropharm.2008.08.023).
Известно, что несогласованность возбудимых и тормозных сигналов при нейротрансмиссии, а также снижение нейрональной пластичности приводит к нарушению функциональных связей в обширных участках мозга. Предполагается, что эти механизмы лежат в основе как монополярной, так и биполярной депрессии. Дополнительным аргументом в пользу этой гипотезы является быстрый антидепрессивный эффект кетамина - агента, влияющего в числе прочего на нейрохимический баланс между функциональной активностью глютаматной и гамкергической систем (Lener MS et al/ Glutamate and Gamma-Aminobutyric Acid Systems in the Pathophysiology of Major Depressionand Antidepressant Response to Ketamine.// Biol Psychiatry. 2017. 15;81(10):886-897. doi: 10.1016/j.biopsych.2016.05.005).
Некоторыми исследователями была выдвинута гипотеза, что существенное значение в формировании депрессивного синдрома имеет дисфункция каинатных рецепторов (Larsen AM et al/ Sex differences in glutamate receptor gene expression in major depression and suicide// ACS Chem Neurosci. 2011. 16;2(2):60-74. doi: 10.1021/cn1001039; Gray AL et al/ Medicinal chemistry of competitive kainate receptor antagonists// Mol Psychiatry. 2015. 20(9):1057-68. doi: 10.1038/mp.2015.91; Milanesi E et al/ The role of GRIK4 gene in treatment-resistant depression// Genet Res (Camb). 2015. 3;97:14. doi: 10.1017/S0016672315000142) регуляция которой и может быть мишенью для создания быстрых антидепрессантов.
Можно предположить, что влияние на каинатные рецепторы у депрессивных пациентов приведет к улучшению состояния вследствие их действия на различные патогенетические механизмы, включая экстрасинаптические нарушения, такие как нарушение функции астроглии.
Наибольший интерес в отношении патофизиологии депрессивных расстройств вызывает одна из субъединиц кайнатных рецепторов GluK4, которые в основном экспрессируются в пирамидальных нейронах области CA3 гиппокампа, зубчатой извилине, неокортексе и клетках Пуркинье. В эксперименте было показано, что сверхэкспрессия этих рецепторов в переднем мозге приводит к нарушению социального поведения, повышению тревожности и депрессивным нарушениям. (Aller MI et al/ Increased Dosage of High-Affinity Kainate Receptor Gene grik4 Alters Synaptic Transmission and Reproduces Autism Spectrum Disorders Features// J Neurosci. 2015. 7;35(40):13619-28. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2217-15.2015).
Koromina et al (2018)
В других исследованиях обнаружилось, что вариабельность GluK4 влияет на особенности терапевтического ответа на антидепрессанты. Оказалось, что некоторые варианты этих рецепторов приводят к терапевтической резистентности и повышенному риску возникновения психотических симптомов на высоте депрессивного эпизода (Milanesi E et al/ The role of GRIK4 gene in treatment-resistant depression. Genet Res (Camb). 2015. 3;97:e14. doi: 10.1017/S0016672315000142).  в близнецовом когортном исследовании обнаружил, что делеция гена GLUK4 снижает риск развития биполярного расстройства и повышает качество когнитивного функционирования. (Koromina M et al/ A kainate receptor GluK4 deletion, protective against bipolar disorder, is associated with enhanced cognitive performance across diagnoses in the Twins UK cohort// World J Biol Psychiatry. 2018. 11:1-9. doi: 10.1080/15622975.2017.1417637).
Таким образом, каинатные рецепторы являются перспективной терапевтической мишенью, в том числе для терапии депрессии. Совершенствование терапии депрессивных расстройств являться одной из ведущих задач современной психиатрии.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка эффективных отрицательных модуляторов каинатных рецептов, являющихся перспективными для применения в клинической практике в качестве лекарственного средства для терапии психических заболеваний и/или расстройств центральной нервной системы, в том числе депрессивных расстройств.
Технический результат заключается в разработке новых эффективных отрицательных модуляторов каинатных рецепторов, характеризующихся пролонгированностью действия, которые являются перспективными для терапии психических заболеваний и/или расстройств, в том числе для терапии депрессивных расстройств, в частности как быстрые антидепрессанты, а также являются перспективными для терапии тревожных расстройств, расстройств, связанных со стрессом.
Указанный технический результат достигается путем применения соединения общей формулы I или его фармацевтически приемлемой соли в качестве отрицательных модуляторов каинатных рецепторов:
Формула (I),
цикл Х
R
X
где  выбирается независимо и представляет собой фенил, необязательно замещенный 1-2 заместителями ,
линкер L
2
2
выбирается независимо и представляет собой -CH- или -CH-O-
цикл A
выбирается независимо и представляет фенил, 5-6 членный насыщенный или ненасыщенный гетероцикл, содержащий 1-3 атома N, 0-1 атома S, и необязательно замещенный 1-2 заместителями, выбранными из галогена и метила;
R
X
1-3
1-3
выбирается независимо и представляет собой водород, C-алкил или OC-алкил.
В частных вариантах воплощения изобретения соединение общей формулы I выбрано из группы:
3,11
6-[4-метокси-3-(пиперидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион;
3,11
6-{3-[(2-фторфенокси)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион;
3,11
6-{3-[(1H-пиразол-1-ил)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.13,11]тетрадекан-4,8,12-трион.
Указанный технический результат достигается путем применения соединения общей формулы I или его фармацевтически приемлемой соли для лечения и/или предотвращения психического заболевания или расстройства, и/или для получения фармацевтической композиции для лечения и/или предотвращения психического заболевания или расстройства. В частных вариантах воплощения изобретения соединение общей формулы I выбрано из группы:
3,11
6-[4-метокси-3-(пиперидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион;
3,11
6-{3-[(2-фторфенокси)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион;
3,11
6-{3-[(1H-пиразол-1-ил)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион.
В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой депрессивное расстройство, тревожное расстройство, и/или расстройство, связанное со стрессом.
В частных вариантах воплощения изобретения депрессивное расстройство представляет собой депрессивный эпизод, расстройство приспособительных реакций, рекуррентное депрессивное расстройство и/или депрессивный эпизод, связанный с расстройствами поведения.
В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой тревожно-фобическое расстройство.
В частных вариантах воплощения изобретения тревожно-фобическое расстройство представляет собой агорафобию, социальную фобию и/или изолированную фобию.
В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой паническое расстройство, генерализованное тревожное расстройство, смешанное тревожно-депрессивное расстройство.
В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой состояние, связанное с упорной болью.
Изобретение также относится к применению фармацевтической композиции для лечения и/или предотвращения психического заболевание или расстройства, включающей эффективное количество, по меньшей мере, одного соединения общей формулы I:
Формула (I)
или его фармацевтически приемлемой соли,
цикл Х
R
X
где  выбирается независимо и представляет собой фенил, необязательно замещенный 1-2 заместителями ,
линкер L
2
2
выбирается независимо и представляет собой -CH- или -CH-O-;
цикл A
выбирается независимо и представляет фенил, 5-6 членный насыщенный или ненасыщенный гетероцикл, содержащий 1-3 атома N, 0-1 атома S, и необязательно замещенный 1-2 заместителями, выбранными из галогена и метила;
R
X
1-3
1-3
выбирается независимо и представляет собой водород, C-алкил или OC-алкил;
и, по меньшей мере, одно фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество.
В частных вариантах воплощения изобретения соединение общей формулы I выбрано из группы:
3,11
6-[4-метокси-3-(пиперидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион;
3,11
6-{3-[(2-фторфенокси)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион;
3,11
6-{3-[(1H-пиразол-1-ил)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион.
В частных вариантах воплощения изобретения фармацевтически приемлемое вспомогательное вещество представляет собой носитель, наполнитель и/или растворитель.
В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой депрессивное расстройство, тревожное расстройство и/или расстройство, связанное со стрессом.
В частных вариантах воплощения изобретения депрессивное расстройство представляет собой депрессивный эпизод, расстройство приспособительных реакций, рекуррентное депрессивное расстройство и/или депрессивный эпизод, связанный с расстройствами поведения.
В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой тревожно-фобическое расстройство.
В частных вариантах воплощения изобретения тревожно-фобическое расстройство представляет собой агорафобию, социальную фобию и/или изолированную фобию.
В частных вариантах воплощения изобретения тревожное расстройство представляет собой паническое расстройство, генерализованное тревожное расстройство, смешанное тревожно-депрессивное расстройство.
В частных вариантах воплощения изобретения расстройство представляет собой состояние, связанное с упорной болью.
Изобретение также включает получение соединений общей формулы (I).
Подробное раскрытие изобретения
Определения и термины
Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведены некоторые термины, использованные в настоящем описании изобретения. Кроме того, если не указано иное, все вхождения функциональных групп выбираются независимо, два вхождения могут быть как одинаковыми, так и разными.
включает
включающий
В описании данного изобретения термины «» и «» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».
«алкил»
1-3
Термин  в настоящем документе также относится к группам, обычно имеющим от одного до трех атомов углерода. Например, термин –C-алкил означает, метил, этил, пропил, изопропил.
«пациент»
«субъект»
Термин или охватывает все виды млекопитающих, предпочтительно человека.
in situ
Соединения настоящего изобретения могут существовать в свободной форме или, если требуется, в виде фармацевтически приемлемой соли или другого производного. Используемый здесь термин «фармацевтически приемлемая соль» относится к таким солям, которые, в рамках проведенного медицинского заключения, пригодны для использования в контакте с тканями человека и животных без излишней токсичности, раздражения, аллергической реакции и т.д., и отвечают разумному соотношению пользы и риска. Фармацевтически приемлемые соли аминов, карбоновых кислот, фосфонатов и другие типы соединений хорошо известны в медицине. Соли могут быть получены  в процессе выделения или очистки соединений изобретения, а также могут быть получены отдельно, путем взаимодействия свободного основания соединения изобретения с подходящей кислотой. Примером фармацевтически приемлемых, нетоксичных солей кислот могут служить соли аминогруппы, образованные неорганическими кислотами, такими как соляная, бромоводородная, фосфорная и серная кислоты, или органическими кислотами, такими как уксусная, щавелевая, малеиновая, винная, янтарная или малоновая кислоты, или полученные другими методами, используемыми в данной области, например, с помощью ионного обмена. К другим фармацевтически приемлемым солям относятся адипинат, альгинат, аскорбат, аспартат, бензолсульфонат, бензоат, бисульфат, борат, бутират, камфорат, камфорсульфонат, цитрат, циклопентанпропионат, диглюконат, додецилсульфат, этансульфонат, формиат, фумарат, глюкогептонат, глицерофосфат, глюконат, гемисульфат,  гептанат, гексанат, гидройодид, 2-гидрокси-этансульфонат, лактобионат, лактат, лаурат, лаурил сульфат, малат, малеат, малонат, метансульфонат, 2-нафталинсульфонат, никотинат, нитрат, олеат, оксалат, пальмитат, памоат, пектинат, персульфат, 3-фенилпропионат, фосфат, пикрат,  пивалат, пропионат, стеарат, сукцинат, сульфат, тартрат, тиоцианат, п-толуолсульфонат, ундеканат, валериат и подобные.
Данное изобретение содержит только такие комбинации заместителей и производных, которые образуют стабильное или химически возможное соединение. Стабильным или химически возможным соединением называется такое соединение, стабильности которого достаточно для его синтеза и аналитического детектирования. Предпочтительные соединения данного изобретения являются достаточно стабильными и не разлагаются при температуре до 40° C в отсутствие химически активных условий, в течение, по крайней мере, одной недели.
Некоторые соединения данного изобретения могут существовать в таутомерных формах, и это изобретение включает в себя все такие таутомерные формы таких соединений, если не указано иное.
Если не указано иначе, изображенные здесь структуры также подразумевают и все стереоизомеры, то есть R- и S- изомеры для каждого ассиметричного центра. Кроме того, отдельные стереохимические изомеры, равно как и энантиомеры и диастереомерные смеси настоящих соединений, также являются предметом данного изобретения. Таким образом, данное изобретение охватывает каждый диастереомер или энантиомер, свободный в значительной степени от других изомеров (>90%, а предпочтительно >95% мольной чистоты), так же, как и смесь таких изомеров.
Конкретный оптический изомер может быть получен разделением рацемической смеси в соответствии со стандартной процедурой, например, путем получения диастереоизомерных солей путем обработки оптически активной кислотой или основанием с последующим разделением смеси диастереомеров кристаллизацией с последующим выделением оптически активных оснований из этих солей. Примерами соответствующих кислот являются винная, диацетилвинная, дибензоилвинная, дитолуолвинная и камфорсульфоновая кислота. Другая методика разделения оптических изомеров заключается в использовании хиральной хроматографической колонки. Кроме того, другой метод разделения включает синтез ковалентных диастереомерных молекул путем реакции соединений изобретения с оптически чистой кислоты в активированной форме или оптически чистым изоцианатом. Полученные диастереомеры можно разделить обычными способами, например, хроматографией, дистилляцией, кристаллизаций или сублимацией, а затем гидролизовать для получения энантиомерно чистого соединения.
Оптически активные соединения данного изобретения могут быть получены с использованием оптически активных исходных материалов. Такие изомеры могут находиться в форме свободной кислоты, свободного основания, эфира или соли.
Соединения, составляющие суть данного изобретения, могут существовать в меченой радиоизотопом форме, т.е. указанные соединения могут содержать один или несколько атомов, чья атомная масса или массовое число отличается от атомной массы или массового числа наиболее распространенных природных изотопов. Радиоизотопы водорода, углерода, фосфора, хлора включают 3H, 14C, 32P, 35S, и 36Cl, соответственно. Соединения данного изобретения, которые содержат такие радиоизотопы и/или другие радиоизотопы других атомов, находятся в сфере настоящего изобретения. Тритиевые, т.е. 3H и углеродные, т.е. 14С радиоизотопы являются особенно предпочтительными благодаря простоте приготовления и обнаружения.
Соединения настоящего изобретения, меченые радиоактивными изотопами, могут быть получены с помощью методов, хорошо известных специалистам в данной области. Меченые соединения могут быть получены с помощью процедур, описанными здесь, простой заменой немеченых реагентов соответствующими мечеными реагентами.
депрессия
депрессивные расстройства
депрессивные симптомы
Термин «» (в том числе «» или «») в настоящем документе включает в себя расстройства центральной нервной системы, характеризующиеся сочетанием признаков и симптомов, которые могут включать в себя чувство безнадежности, вины, бесполезности и/или грусти, снижение концентрации наряду с изменениями сна и/или приема пищи.
тревожные расстройства
Термин «» в настоящем документе относится к группе психических расстройств, характеризующихся значительными чувствами тревоги и страха.
фобические расстройства
В настоящем документе «» характеризуются сильным и иррациональным страхом определенных ситуаций или объектов, часто сопровождаются избеганием причины страха. Существует два типа: общий и специфический. Общие фобии включают агорафобию и социофобию. Агорафобия представляет собой страх попасть в ловушку в ситуации или месте без возможности спасения или помощи; например, человек может бояться находиться в кино или ездить на автобусе. Социофобия представляет собой тревогу, спровоцированную определенными социальными ситуациями. Индивидуумы с такой фобией часто боятся, что будет иметь место нерешительность или унижение, если они не поведут себя соответствующим образом, и что симптомы тревоги - потливость, покраснение, дрожание голоса, и т.д. - станут заметными, приведут к дальнейшей нерешительности и унижению.
При специфических фобиях источник тревоги представляет собой специфический объект, такой как животные (зоофобия), грозы (астрафобия и бронтофобия), или кровь (гемофобия); или источник представляет собой специфическую ситуацию, такую как оказаться на высоте (акрофобия) или оказаться в замкнутом пространстве (клаустрофобия).
стрессовые расстройства
В настоящем документе «», в общем, подразделяют на типы: острое стрессовое расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство. Острое стрессовое расстройство происходит после того, как человек стал очевидцем или испытал сам травматическое событие; симптомы, помимо других, включают возвратные воспоминания события, повышенное возбуждение, неэмоциональность, и/или амнезию. Острое стрессовое расстройство длится недолго, обычно четыре или менее недель. Большая продолжительность симптомов часто говорит о посттравматическом стрессовом расстройстве. Посттравматическое стрессовое расстройство характеризуется возвращающимися частыми, нежелательными воспоминаниями травматического события, ночными кошмарами, чувствами депрессии или вины, а также неэмоциональностью.
отрицательным модулятором каинатных рецепторов
Под «» в данном документе понимается модулятор, которые уменьшает чувствительность рецептора к эндогенному лиганду.
быстрый антидепрессант
Под термином «» в настоящем документе понимается средство, в результате применения которого в терапии депрессии (депрессивного расстройства) терапевтический отклик (эффект) наступает в течение нескольких часов, в отличии от традиционных антидепрессантов, отклик на терапию которыми наблюдается в течение нескольких дней/недель.
Краткое описание чертежей
Фигура 1.
Модулирование вызванных применением каиновой кислоты ионных токов под воздействием соединения 1 и циклотиазида (CTZ). Цветом выделена верхняя и нижняя половины 95% доверительного интервала среднего отклика.
Фигура 2.
Влияние внутрибрюшинного введения субстанций на продолжительность полной иммобилизации в 6-минутном тесте подвешивания за хвост у мышей в сравнении с препаратом имипрамин (ими). Тестируемые соединения вводили за 15 минут, имипрамин – за 30 минут до тестовой сессии.
** – p < 0.01, достоверный эффект по сравнению с контрольной группой (тест Бонферрони).
Фигура 3.
Влияние внутрибрюшинного введения субстанций на продолжительность полной иммобилизации в 6-минутном тесте подвешивания за хвост у мышей в сравнении с препаратом имипрамин (ими). Тестируемые соединения вводили за 15 минут, имипрамин – за 30 минут до тестовой сессии. # - p < 0.05, достоверный эффект по сравнению с контрольной группой (t-тест, two tail).
Фигура 4.
Влияние внутрибрюшинного введения субстанций на продолжительность полной иммобилизации в 6-минутном тесте подвешивания за хвост у мышей. *р< 0,05; **р<0,01; ***р<0,001 (тест Даннета для множественных сравнений).
Фигура 5.
Влияние внутрибрюшинного введения соединения 2 на продолжительность активного поведения в 5-минутном тесте «вынужденного плавания (тест Порсолта)» у крыс через 1, 4 и 24 часа после введения. * p < 0.05, ** p < 0.01, достоверный эффект по сравнению с контрольной группой (t-тест, two tail).
Фигура 6.
Влияние внутрижелудочного введения соединения 2 на продолжительность активного поведения в 5-минутном тесте «вынужденного плавания (тест Порсолта)» у крыс через 1 час после введения. * p < 0.05, достоверный эффект по сравнению с контрольной группой (тест Фишера) # p < 0.01, достоверный эффект по сравнению с контрольной группой (t-тест, two tail).
Фигура 7.
Влияние внутрибрюшинного введения соединения 2 на продолжительность латентного периода в новой среде в тесте подавления пищевого поведения, вызванного новизной у мышей через 1 час после введения. *р< 0,05; **р<0,01; ***р<0,001 (тест Даннета для множественных сравнений).
Фигура 8.
Влияние внутрибрюшинного введения соединения 2 на продолжительность латентного периода в знакомой среде в тесте подавления пищевого поведения, вызванного новизной у мышей через 1 час после введения.
Фигура 9.
Влияние внутрибрюшинного введения субстанций на продолжительность полной иммобилизации в 6-минутном тесте подвешивания за хвост у мышей. **р<0,01 по сравнению с контролем, +p<0,05; ++p<0,01 по сравнению с группой получавшей ЛПС (тест Даннета для множественных сравнений).
Фигура 10.
Влияние внутрибрюшинного введения соединения 3 на продолжительность полной иммобилизации в 6-минутном тесте подвешивания за хвост у мышей.
Применение соединений по медицинским показаниям
Соединения, описанные в данном изобретении, могут применяться для лечения психических заболеваний или расстройств, включая депрессивное расстройство, тревожное расстройство и/или расстройство, связанное со стрессом.
Способ терапевтического применения соединений
Предмет данного изобретения также включает введение субъекту, нуждающемуся в соответствующем лечении, терапевтически эффективного количества соединения общей формулы (I).
Под терапевтически эффективным количеством подразумевается такое количество соединения, вводимого или доставляемого пациенту, при котором у пациента с наибольшей вероятностью проявится желаемая реакция на лечение (профилактику). Точное требуемое количество может меняться от субъекта к субъекту в зависимости от возраста, массы тела и общего состояния пациента, тяжести заболевания, методики введения препарата, комбинированного лечения с другими препаратами и т.п.
Соединение по изобретению или фармацевтическая композиция, содержащая соединение, может быть введено в организм пациента в любом количестве и любым путем введения, эффективным для лечения или профилактики заболевания.
После смешения лекарственного препарата с конкретным подходящим фармацевтически допустимым носителем в желаемой дозировке, композиции, составляющие суть изобретения, могут быть введены в организм человека или других животных перорально, парентерально, назально и т.п.
В том случае, когда соединение по изобретению используется как часть режима комбинированной терапии, доза каждого из компонентов комбинированной терапии вводится в течение требуемого периода лечения. Соединения, составляющие комбинированную терапию, могут вводиться в организм пациента как единовременно, в виде дозировки, содержащей все компоненты, так и в виде индивидуальных дозировок компонентов.
Фармацевтические композиции
Изобретение также относится с фармацевтическим композициям, которые содержат соединение общей формулы (I) (или пролекарственную форму, фармацевтически приемлемую соль или другое фармацевтически приемлемое производное) и один или несколько фармацевтически приемлемых носителей, адъювантов, растворителей и/или наполнителей, таких, которые могут быть введены в организм пациента совместно с соединением, составляющем суть данного изобретения, и которые не разрушают фармакологической активности этого соединения, и являются нетоксичными при введении в дозах, достаточных для доставки терапевтического количества соединения.
Фармацевтические композиции, заявляемые в данном изобретении, содержат соединения данного изобретения совместно с фармацевтически приемлемыми носителями, которые могут включать в себя любые растворители, разбавители, дисперсии или суспензии, поверхностно-активные вещества, изотонические агенты, загустители и эмульгаторы, консерванты, вяжущие вещества, смазочные материалы и т.д., подходящие для конкретной формы дозирования. Материалы, которые могут служить фармацевтически приемлемыми носителями, включают, но не ограничиваются, моно- и олигосахариды, а также их производные; желатин; тальк; эксципиенты, такие как какао-масло и воск для суппозиториев; масла, такие как арахисовое, хлопковое, сафроловое, кунжутное, оливковое, кукурузное и соевое масло; гликоли, такие как пропиленгликоль; сложные эфиры, такие как этилолеат и этиллаурат; агар; буферные вещества, такие как гидроксид магния и гидроксид алюминия; альгиновая кислота; апирогенная вода; изотонический раствор, раствор Рингера; этиловый спирт и фосфатные буферные растворы. Также в составе композиции могут быть другие нетоксичные совместимые смазочные вещества, такие как лаурилсульфат натрия и стеарат магния, а также красители, разделительные жидкости, пленкообразователи, подсластители, вкусовые добавки и ароматизаторы, консерванты и антиоксиданты.
Предметом данного изобретения являются также лекарственные формы - класс фармацевтических композиций, состав которых оптимизирован для определённого пути введения в организм в терапевтически эффективной дозе, например, для введения в организм орально, назально, например, в виде ингаляционного спрея, или внутрисосудистым способом, интраназально, подкожно, внутримышечно, а также инфузионным способом, в рекомендованных дозировках.
Лекарственные формы данного изобретения могут содержать составы, полученные методами использования липосом, методами микрокапсулирования, методами приготовления наноформ препарата, или другими методами, известными в фармацевтике.
При получении композиции, например, в форме таблетки, активное начало смешивают с одним или несколькими фармацевтическими эксципиентами, такими как желатин, крахмал, лактоза, стеарат магния, тальк, кремнезем, аравийская камедь, маннит, микрокристаллическая целлюлоза, гипромеллоза или аналогичные соединения.
Таблетки можно покрыть сахарозой, целлюлозным производным или другими веществами, подходящими для нанесения оболочки. Таблетки могут быть получены различными способами, такими как непосредственное сжатие, сухое или влажное гранулирование или горячее сплавление в горячем состоянии.
Фармацевтическую композицию в форме желатиновой капсулы можно получить, смешивая активное начало с растворителем и заполняя полученной смесью мягкие или твердые капсулы.
Для введения парентеральным путем используются водные суспензии, изотонические солевые растворы или стерильные растворы для инъекций, которые содержат фармакологически совместимые агенты, например, пропиленгликоль или бутиленгликоль.
Получение соединений по изобретению
Соединения, являющиеся предметом настоящего изобретения, могут быть получены с использованием описанных ниже синтетических методов. Перечисленные методы не являются исчерпывающими и допускают введение разумных модификаций. Указанные реакции должны проводиться с использованием подходящих растворителей и материалов. При реализации данных общих методик для синтеза конкретных веществ необходимо учитывать присутствующие в веществах функциональные группы и их влияние на протекание реакции. Для получения некоторых веществ необходимо изменить порядок стадий либо отдать предпочтение одной из нескольких альтернативных схем синтеза. Следует понимать, что эти и все приведенные в материалах заявки примеры не являются ограничивающими и приведены только для иллюстрации настоящего изобретения.
Общая схема получения соединений по изобретению представлена ниже.
Схема 1.
Общая схема получение соединений по изобретению:
R представляет собой галоген;
R1 представляет собой фрагмент:
.
Структура полученных соединений подтверждалась данными ПМР спектроскопии.
3,11
соединение 1
Пример 1. 6-[4-Метокси-3-(пиперидин-1-илметил)бензил]-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион ().
2
3
2
В одногорлой колбе объемом 100 мл, снабженной обратным холодильником и хлоркальциевой трубкой к раствору 10,28 г 3,7-бис(хлорацетил)-1,5-диметил-3,7-диазабицикло[3.3.1]-нонан-9-она и 13,15 г KCO в абсолютном ДМФА при перемешивании прибавили 8,36 г 3-[(2-фторфенокси)метил]-4-метоксибензиламина. Реакционную смесь нагрели на магнитной мешалке до 80°C и продолжили перемешивание в течение 4 ч до полного исчезновения исходных соединений. После охлаждения до комнатной температуры смесь экстрагировали хлороформом 3×60мл. Объединенные органические вытяжки сушили над сульфатом натрия. Далее отфильтровали сульфат натрия, растворитель отогнали в вакууме (60°С при 10 мм.рт.ст.) на роторном испарителе и получили светло-желтое прозрачное масло, которое растворили в 50 мл EtO, медленно добавили 10 мл гексана и медленно отогнали 8/10 растворителя на роторном испарителе. Выпали белые аморфные кристаллы, выход: 76%.
ПМР-спектр (CDCl3 δ, м.д.): 1.0 (с, 3H), 1.2 (с, 3H), 1.45-1.53 (м, 6 H), 2.47 (уш. с, 4H), 2.7 (д, J=13.3, 2H), 3.0 (д, J=13.3, 2H), 3.2 (д, J=14.1, 2H), 3.5 (с, 2H), 3.58 (с, 2H), 3.7 (д, J=14.1, 2H), 3.9 (с, 3H), 4.9 (м, 4 H), 6.9 (д, J=8.4, 1H), 7.2 (д, J=8.4, 1H)7.4 (с, 1H).
Структурная формула соединения 1 следующая:
.
3,11
соединение
2
Пример 2. 6-{3-[(2-Фторфенокси)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион ().
Синтез соединения 2 осуществляется по аналогичной методике. Получаются белые кристаллы, выход: 88%.
ПМР-спектр (CDCl3 δ, м.д.): 1.0 (с, 3H), 1.1 (с, 3H), 2.7 (д, J=13.3, 2H), 3.0 (д, J=13.3, 2H), 3.2 (д, J=14.1, 2H), 3.5 (с, 2H), 3.7 (д, J=14.1, 2H), 3.9 (с, 3H), 4.9 (м, 4H) 5.3 (с, 2H) 6.9-7.18 (м, 5H), 7.3 (д, J=8.4, 1H), 7.45 (с, 1H), 7.53 (с, 1H).
Структурная формула соединения 2 следующая:
.
3,11
соединение 3
Пример 3. 6-{3-[(1H-пиразол-1-ил)метил]-4-метоксибензил}-1,11-диметил-3,6,9-триазатрицикло [7.3.1.1]тетрадекан-4,8,12-трион ().
Синтез соединения 3 осуществляется по аналогичной методике. Получаются белые кристаллы, выход: 89%.
ПМР-спектр (СDСl3 δ, м.д.): 1.00 c. (3H), 1.13 c. (3H); 2.73 д. (2H, J 13.3); 3.04 д. (2H, J 13.3); 3.23 д. (2H, J14.1); 3.53 с. (2H); 3.75 д. (2H, J 14.1); 3.94 с. (3H); 4.92 м. (4H); 5.33 с. (2H); 6.26 с. (1H); 6.9 д. (1H J 8.4); 7.0 с. (1H); 7.3 д. (1H J 8.4); 7.45 с. (1H); 7.49 с. (1H).
Структурная формула соединения 3 следующая:
Биологическая активность соединений по изобретению
1.
Электрофизиологические эксперименты на нейронах Пуркинье
Авторами настоящего изобретения исследовалось воздействие соединений по изобретению на нейроны Пуркинье мозжечка крыс. В эксперименте, в частности, было исследовано соединение 1 и положительный контроль – циклотиазид, известный из литературы положительный аллостерический модулятор AMPA рецепторов.
50
Полученные результаты (см. фигура 1) согласуются с литературными данными об известном значении EC для циклотиазида. Совершенно неожиданно в эксперименте было показано, что соединения по изобретению, в частности соединение 1 являются отрицательным аллостерическим регулятором глутаматных рецепторов.
Таким образом, было показано, что соединения по изобретению, в частности, соединение 1, способны модулировать вызванные каиновой кислотой ионные токи в нейронах Пуркинье мозжечка крыс.
2. Испытания специфической активности лекарственных соединений в
in vivo
моделях.
Исследование антидепрессивной активности в тесте «подвешивания за хвост»
Модель «подвешивания мышей за хвост» является одной из наиболее часто используемых экспериментальных моделей для изучения возможного антидепрессивного действия новых веществ. Данный тест моделирует поведенческое отчаяние. Тест помещает экспериментальное животное в некомфортную для него ситуацию, после чего замеряется время, в течение которого оно борется с ней. Антидепрессанты обычно увеличивают время борьбы.
Результаты исследований представлены на фигурах 2-4, 10.
Внутрибрюшинное введение субстанций соединений по изобретению, в частности соединения 1, соединения 2  и соединения 3 в широком диапазоне доз от 0.025 мг/кг до 0.25 мг/кг показало наличие зависимости доза-эффект для соединения 1 (фигура 2). Соединение 2 и  соединение 3 статистически достоверно уменьшает время неподвижности в дозах 0.025 и 0.25 мг/кг (фигура 2, 10).
По результатам дополнительного эксперимента (фигура 3) и соединение 1 и соединение 2 проявляли активность в дозах 0.25 мг/кг.
Ещё один эксперимент по изучению эффекта лекарственных кандидатов на время неподвижности в тесте подвешиванию за хвост был проведен в сравнении с другим быстрым антидепрессантом – кетамином (фигура 4). Кетамин дозозависимо и достоверно уменьшал время неподвижности в тесте подвешивания за хвост, в то время как достоверное уменьшение времени иммобилизации для соединения 1 наблюдалось в дозе 0.25 мг/кг.
Таким образом, эксперименты в модели «подвешивания за хвост» подтвердили активность разрабатываемых лекарственных кандидатов. Наблюдаемое уменьшение времени иммобилизации уступало по величине эффекту от приема традиционного антидепрессанта имипрамина, но было сопоставимым с эффектом от приема «быстрого антидепрессанта» кетамина.
Исследование антидепрессивной активности в тесте «вынужденного плавания».
Тест «вынужденного плавания, тест Порсолта» у крыс наряду с тестом «подвешивание мышей за хвост» является одной из наиболее часто используемых экспериментальных моделей для изучения возможного антидепрессивного действия веществ. Тест основан на том, что крысы, будучи помещенными в прозрачный цилиндр наполненный водой, из которого невозможно выбраться, довольно быстро прекращают попытки выбраться из него и просто замирают в ожидании. Такое поведение интерпретируется как пассивная стратегия борьбы со стрессом – «поведенческое отчаяние». Антидепрессанты увеличивают время, в течение которого крысы будут предпринимать активные попытки выбраться.
В первом эксперименте было изучено действие соединений по изобретению, в частности, соединения 2 в дозе 0,1 мг/кг при внутрибрюшинном введении за 1, 4 и 24 часа до теста. Препаратом сравнения был имипрамин, который вводили внутрибрюшинно в дозе 15 мг/кг. Процедура состояла из «классического» протокола теста форсированного плавания. В первый день (этап выработки состояния «поведенческого отчаяния») крысы были помещены в цилиндры с водой на 15 мин, после чего животные были извлечены, вытерты полотенцем и помещены в клетку с чистым подстилом и бумажными полотенцами. Через 24 часа после этапа выработки состояния «поведенческого отчаяния» было произведено введение тестируемых субстанций и референтного препарата. Через 1 час после однократного введения исследуемых препаратов, экспериментальные животные снова были помещены в стеклянные цилиндры с водой на 5 мин для оценки острого эффекта тестируемых препаратов. Затем через 4 часа после введения, процедура тестирование была повторена для других экспериментальных групп. Через 24 часа после однократного введения были протестированы соответствующие экспериментальные группы.
Оценивались следующие показатели структуры поведения крыс:
- избегание аверсивных условий (карабканье на стену, ныряние);
- ориентация в пространстве (гребля двумя задними конечностями);
- показатели дискомфорта (количество отряхиваний);
- пассивность (продолжительность дрейфа);
- индекс эмоциональности (уровень дефекации).
Результаты исследования представлены на фигуре 5.
В результате исследования было показано, что тестируемое соединение 2 в дозе 0,1 мг/кг, при внутрибрюшинном однократном введении повлияли на структуру поведения экспериментальных животных в тесте Порсолта через 1 час после введения. Изменения структуры поведения можно рассматривать как проявление выраженного андтидепрессивного эффекта, который характеризовался увеличением продолжительности активного и уменьшением пассивного поведения крыс по сравнению с контрольной группой. Наблюдаемый через 4 часа после введения антидепрессивный эффект тестируемых субстанций статистически не отличался от показателей контрольной группы. Спустя 24 часа после введения проявления антидепрессивного действия статистически не были значимы. Однако наблюдалась тенденция к активному избавлению от аверсивных условий окружающей среды и тем самым снижению проявления «поведенческого отчаяния» (антидепрессивный эффект) в ответ на введение тестируемых субстанций.
Наблюдаемое изменение структуры поведения после введения тестируемых соединений по изобретению оставалось неизменным на протяжении 24 часов после введения, в отличие от референтного препарата имипрамина, антидепрессивный эффект которого через 24 часа был менее выражен по сравнению с группами, получившие тестируемые соединения по изобретению, и не отличался от показателей в контрольной группе. Данное наблюдение указывает на пролонгированное действие соединения 2.
Во втором эксперименте было изучено действие соединения 2 после однократного внутрижелудочного введения в дозах 0.025, 0.25 и 2.5 мг/кг. Результаты исследования представлены на фигуре 6.
В результате проведенного исследования было показано, что тестируемое соединение 2 в исследуемом диапазоне доз от 0.025 мг/кг до 2.5 мг/кг при внутрижелудочном однократном введении повлияли на структуру поведения экспериментальных животных в тесте Порсолта через 1 час после введения. Изменение структуры поведения можно рассматривать как проявление выраженного антидепрессивного эффекта, который характеризовался увеличением продолжительности активного поведения крыс по сравнению с контрольной группой. Максимальный эффект наблюдался при введении соединения 2 в дозе 2.5 мг/кг, внутрижелудочно. Следует отметить, что введение соединения 2 в дозе 2.5 мг/кг было сопоставимо с эффектом референтного препарата имипрамин в дозе 15 мг/кг.
Исследование антидепрессивной активности в тесте подавления пищевого поведения, вызванного новизной.
Подавление пищевого поведения, вызванное новизной (Novely suppressed feeding, NSF) – это конфликтный тест, в основе которого лежат две конкурирующие мотивации: стремление к получению пищи и страх попасть в центр ярко освещенной арены. Продолжительность латентного периода до начала приема пищи используется как показатель тревожного состояния. Увеличение продолжительности латентного периода считается показателем депрессивно-подобного состояния у животных (Santarelli L., et al., Science, 2003, 301, 805-809).
Как показали предыдущие исследования, известные трициклические антидепрессанты и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина сокращают латентный период потребления пищи, не влияя при этом на количество потребляемой пищи. Особенностью действия антидепрессантов в этом тесте является то, что их эффект наблюдается только при повторном введении, а их однократное введение не влияет на продолжительность латентного периода. Считается, что этот тест является более адекватным тестом для выявления антидепрессивного действия, т.к. соответствует особенностям клинического проявления антидепрессивного действия у больных (Dulawa S., Hen R., Neurosci. Biobehav. Rev., 2005, 29, 771–783). Некоторыми исследованиями было показано, что антидепрессивное действие кетамина в этом тесте проявляется уже после однократного введения в дозе 5-10 мг/кг (Li, N., et al., Science, 2010, 329, 959–964). Авторы настоящего изобретения полагают, что при изучении быстродействующих антидепрессантов, их эффекты должны проявляться уже при однократном введении.
Для эксперимента были использованы мыши самцы линии C57BL/6. За 24 часа до опытов у животных убирали пищу, оставляя при этом только воду. Пищевая депривация была необходима для создания стойкой пищевой мотивации. Спустя 24 часа животному вводились исследуемые вещества и через 60 минут одно животное помещалось в новую среду, которая представляла собой ящик размерами 50 х 50 х 20 см, в центре которого находилась кормушка с пищевой гранулой. Дно ящика было покрыто опилками и ящик освещался лампами интенсивностью 600 люкс. В предварительных опытах, интенсивность освещения была установлена таким образом, чтобы латентный период подхода к пище у отдельного животного составлял не более 5 минут. Каждое животное помещалось в угол ящика и измерялась продолжительность латентного периода в секундах подхода животного к кормушке и начала взятия пищи. Максимальная продолжительность наблюдения составляла 5 мин. Сразу после проведения теста в новой среде, животное помещалось в домашнюю клетку содержания с таким же по интенсивности, источником света, в центре которой находилась кормушка с пищевой гранулой, и снова измерялся латентный период подхода к кормушке в течение 5 минут. Дополнительно животному давался свободный доступ к пище и измерялось количество пищи в граммах, которое животное потребляло в течение 5 минут. В ходе анализа поведения измерялись следующие параметры:
- продолжительность латентного периода в секундах в новой среде;
- продолжительность латентного периода в секундах в домашней среде;
- количество потребленной пищи в граммах.
В эксперименте исследовалось влияние соединений по изобретению, в частности соединение 2 в дозах 0,0025 – 2.5 мг/кг, а также кетамина в дозе 20 мг/кг. Вещества вводились мышам внутрибрюшинно.
Влияние веществ на продолжительность латентного периода в новой среде представлено на фигуре 7, на продолжительность латентного периода в домашней среде – на фигуре 8. Результаты исследования на модели подавления пищевого поведения у мышей, вызванного новизной продемонстрировали высокую эффективность кетамина, которая проявлялась в виде сокращения латентного периода подхода к пище в незнакомой среде. Это действие кетамина проявлялось при однократном введении в дозе 20 мг/кг. Соединение 2 также уменьшало продолжительность латентного периода и это действие проявлялось в диапазоне доз 0.025-2.5 мг/кг.
Уменьшение продолжительности латентного периода под влиянием кетамина и соединения 2 не было связано с возможным увеличением пищевой мотивации, поскольку эти вещества не влияли на продолжительность латентного периода и количество потребляемой пищи в знакомой среде.
На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что кетамин и соединения по изобретению проявляют свойства быстродействующих антидепрессантов на модели подавления пищевого поведения, вызванного новизной.
Исследование антидепрессивной активности на модели депрессивноподобного состояния, вызванного введением бактериального липополисахарида в опытах на мышах.
Многочисленные данные накопленные за последние годы свидетельствуют, что иммунная система участвует в этиологии и патогенезе депрессий.
Бактериальный липополисахаприд (ЛПС) является основным компонентом внешней мембраны грам-негативных бактерий. Системное введение ЛПС в высоких дозах вызывает состояние септического шока и приводит к смерти. В малых дозах системное введение ЛПС вызывает активацию иммунной системы с высвобождением цитокинов и повреждению ими гематоэнцефалического барьера. Проникшие в мозг цитокины и, в первую очередь, фактор нейроза опухолей (ФНО) активируют местную иммунную систему. На поведенческом уровне это проявляется в развитии так называемого «болезненного поведения». Характерным признаком такого поведения является депрессивноподобная симптоматика, которая проявляется в виде ангедонии, сниженной способностью справляться со стрессом, нарушениями обучения и памяти, реакциями тревоги.
В связи с вышеизложенным представлялось интересным изучить влияние кетамина и лекарственных кандидатов на депрессивноподобное поведение, вызванное введением ЛПС у мышей. В качестве поведенческого теста, отражающего депрессивноподобное состояние после введения ЛПС был выбран тест подвешивания за хвост, широко применяемый для оценки действия антидепрессантов у мышей.
В эксперименте использовались мыши самцы линии C52BL/6. За 6 часов до начала опытов животным вводили внутрибрюшинно раствор ЛПС (0,5 мг/кг) и затем за 2 часа до начала тестирования – исследуемые вещества. Мышей подвешивали за хвост к деревянной перекладине с помощью клейкой ленты на расстоянии 1 см от конца хвоста. Животные находились в подвешенном состоянии в течение 6 минут. В ходе анализа поведения измерялись следующие параметры:
- общая продолжительность неподвижности в течение 6 мин;
- число эпизодов неподвижности;
- латентный период до первого эпизода неподвижности
В эксперименте исследовалось влияние соединений по изобретению, в частности соединения 2 в дозах 0,25 – 2.5 мг/кг, а также кетамина в дозе 20 мг/кг. Вещества вводились мышам внутрибрюшинно. Результаты эксперимента представлены на фигуре 9.
Результаты полученных опытов показывают, что введение ЛПС вызывает депрессивноподобное состояние у мышей, которое выражается в увеличении времени неподвижности в тесте подвешивания за хвост. В этом тесте было обнаружено статистически значимое сокращение времени неподвижности под влиянием кетамина в дозе 20 мг/кг, а также исследуемого соединения 2 (0,25-2.5 мг/кг). На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что исследуемое соединение 2 обладают антидепрессивным действием.
Таким образом, проведенные исследования показали, что соединения по изобретения являются отрицательными модуляторами каинатных рецепторов. Указанные соединения могут применяться в терапии психических заболеваний центральной нервной системы, в том числе для терапии депрессии, в частности как быстрые антидепрессанты.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.