ПРОИЗВОДНЫЕ РЕТИНАЛЯ И СПОСОБЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ НАРУШЕНИЙ ЗРЕНИЯ
DERIVATIVES OF RETINAL AND METHODS OF THEIR APPLICATION TO TREAT VISUAL IMPAIRMENT

ПРЕЕМСТВЕННОСТЬ
Эта заявка претендует на приоритет условной заявки США №60/580889, зарегистрированной 18 июня 2004, описание которой для всех целей приведено здесь полностью в качестве ссылки.
ЗАЯВЛЕНИЕ В ОТНОШЕНИИ ПРАВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ В ХОДЕ ФИНАНСИРУЕМОГО ПРАВИТЕЛЬСТВОМ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЛИ РАЗРАБОТКИ
Это исследование было поддержано грантами министерства здравоохранения США EY09339 из Национального Института Глазных Болезней, относящегося к Национальным Институтам Здоровья. Правительство обладает определенными правами на изобретение.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сниженная острота зрения или полная потеря зрения могут возникать в результате множества заболеваний глаз или нарушений, обусловленных дисфункцией тканей или структур в переднем отделе глаза и/или заднем отделе глаза. Как правило, заболевание или нарушения в заднем отделе глаза представляют собой сосудистые заболевания сетчатки или сосудистой оболочки или наследственные заболевания, такие как врожденный амавроз Лебера. Связанная с возрастом дегенерация желтого пятна (AMD) представляет собой одно из специфических заболеваний, связанных с задней областью глазного яблока, и является главной причиной слепоты у пожилых людей. AMD приводит к повреждению желтого пятна, небольшой округлой области в центре сетчатки. Поскольку желтое пятно представляет собой область, позволяющую различать мелкие детали и читать или водить машину, его повреждение может приводить к снижению остроты зрения и даже слепоте. Сетчатка содержит два вида воспринимающих свет клеток, палочки и колбочки, которые преобразуют свет в электрические сигналы. Затем головной мозг преобразует эти сигналы в изображения. Желтое пятно богато колбочками, обеспечивающими центральное зрение. Люди с AMD страдают ухудшением центрального зрения, но, как правило, сохраняют периферическое зрение.
Наиболее распространенный ранний симптом AMD представляет собой немного расплывчатое или искаженное зрение. Как правило, потеря зрения при сухой AMD развивается медленно, тогда как потеря зрения при влажной AMD проходит более быстро и может возникать в течение дней или недель. Пациенты с влажной AMD в одном глазе имеют повышенный риск развития образования новых сосудов в сосудистой оболочке (CNV) другого глаза. Величина риска различается в зависимости от состояния второго глаза. Риск более высок для глаз с множественными крупными друзами, с патологическими пигментными изменениями в желтом пятне и у пациентов с высоким артериальным давлением в анамнезе. Происходящие в RPE реакции приводят к возникновению продуктов окисления, ведущих к гибели клеток и образованию новых сосудов. Этот избыточный метаболизм приводит к образованию друз под RPE.
Другие заболевания глаз также повреждают фоторецепторную функцию глаза. Пигментный ретинит представляет собой заболевание, обусловленное дефектами в множестве различных генов. Все они имеют одинаковый конечный путь развития ночной слепоты и потери периферического зрения, что может приводить к сужению поля зрения и итоговой полной потере зрения у многих пациентов. Как правило, сначала повреждаются фоторецепторы-палочки, а большинство приводящих к заболеванию дефектов генов возникает в генах, экспрессирующихся преимущественно или только в палочках.
Одна аутосомно-доминантная форма пигментного ретинита включает в себя аминокислотную замену в опсине, замену пролина на гистидин для аминокислоты 23. Этот дефект составляет в среднем 10-20% всех случаев пигментного ретинита. Этот патологический белок опсин образует скопление белка, приводящее в итоге к гибели клетки.
Врожденный амавроз Лебера представляет собой очень редкое детское заболевание, поражающее детей при рождении или вскоре после него. При нем повреждаются как палочки, так и колбочки. Существует несколько различных дефектов генов, которые связывали с заболеванием. Они включают в себя гены, кодирующие белки RPE65 и LRAT. Дефекты в обоих приводят к неспособности индивидуума образовывать 11-цис-ретиналь в надлежащих количествах. У индивидуумов с дефектом RPE65 в пигментном эпителии сетчатки (RPE) накапливаются сложные эфиры ретинила. Индивидуумы с дефектом LRAT не способны образовывать сложные эфиры и, следовательно, секретировать какие-либо избыточные ретиноиды.
Белоточечный ретинит представляет собой другую форму пигментного ретинита, характеризующуюся недостатком 11-цис-ретиналя в палочках. Старение также приводит к снижению способности ночного зрения и потере контрастной чувствительности вследствие недостатка 11-цис-ретиналя. Предполагают, что избыток несвязанного опсина случайным образом стимулирует зрительную систему трансдукции. Это может создавать в системе шум, и поэтому для способности хорошо видеть необходимы большая освещенность и большая контрастность.
Врожденная стационарная ночная слепота (CSNB) и белоточечное глазное дно представляют собой группу заболеваний, проявляющихся в виде ночной слепоты, но при отсутствии прогрессирующей потери зрения, как в случае пигментного ретинита. Некоторые формы CSNB обусловлены задержкой в метаболическом цикле 11-цис-ретиналя. До последнего времени полагали, что белоточечное глазное дно представляет собой частный случай CSNB, с патологическим наружным видом сетчатки, где на сетчатке появляются сотни небольших белых точек. Недавно было показано, что это также представляет собой прогрессирующее заболевание, хотя и намного более медленное, чем пигментный ретинит. Оно обусловлено дефектом гена, приводящим к задержке в цикле преобразования 11-цис-ретиналя.
В настоящее время существует несколько вариантов лечения недостатка ретиноидов. Один из вариантов лечения, сочетание антиоксидантных витаминов и цинка, приводит только к незначительному восстановительному эффекту. Таким образом, существует необходимость в композициях и способах восстановления или стабилизации фоторецепторной функции и ослабления эффектов недостаточного уровня эндогенных ретиноидов.
КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к соединениям и способам применения таких соединений для восстановления и/или стабилизации фоторецепторной функции в зрительной системе позвоночных. Синтетические производные ретиналя можно вводить позвоночным животным, относящимся или не относящимся к человеку, для восстановления или стабилизации фоторецепторной функции и/или для ослабления эффектов недостаточного уровня ретиноидов.
3
22
В одном из аспектов предложены синтетические производные ретиналя. Синтетические производные ретиналя могут представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых вариантах осуществления синтетические производные ретиналя представляют собой сложный эфир ретинила, такой как сложный эфир 9-цис-ретинила или сложный эфир 11-цис-ретинила. Замещающая группа в сложном эфире может представлять собой, например, карбоксилатный радикал поликарбоновой кислоты C-C (поликарбоксилат). Например, заместитель может представлять собой сукцинат, цитрат, кетоглутарат, фумарат, малат и оксалоацетат. В некоторых вариантах осуществления замещающая группа в сложном эфире не является тартратом.
3
22
3
10
3
22
3
10
В некоторых вариантах осуществления сложный эфир ретинила представляет собой 9-цис-ретиниловый сложный эфир карбоксилата C-C. В других вариантах осуществления сложный эфир ретинила представляет собой 9-цис-ретиниловый сложный эфир карбоксилата C-C. В некоторых вариантах осуществления сложный эфир ретинила представляет собой 11-цис-ретиниловый сложный эфир карбоксилата C-C. В других вариантах осуществления сложный эфир ретинила представляет собой 11-цис-ретиниловый сложный эфир карбоксилата C-C.
3
22
Также предложены фармацевтические композиции, содержащие синтетическое производное ретиналя и фармацевтически приемлемый носитель. Синтетические производные ретиналя могут представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых вариантах осуществления синтетические производные ретиналя представляют собой сложный эфир ретинила, такой как сложный эфир 9-цис-ретинила или сложный эфир 11-цис-ретинила. Заместитель в сложном эфире может представлять собой, например, карбоксилатный радикал поликарбоновой кислоты C-C. Фармацевтическая композиция может быть составлена, например, в виде офтальмологической композиции в офтальмологически приемлемом носителе для введения в глаз местно или внутриглазной инъекцией.
1
10
2
22
3
10
В другом аспекте предложен способ восстановления фоторецепторной функции у млекопитающего. Способ предусматривает введение млекопитающему с недостаточностью эндогенных ретиноидов эффективного количества синтетического производного ретиналя, где синтетическое производное ретиналя преобразовывается в ретиналь, способный формировать функциональный комплекс опсин/ретиналь. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, сложный эфир 9-цис-ретинила, сложный эфир 11-цис-ретинила или их сочетание. Заместитель в сложном эфире может представлять собой карбоксилатный радикал монокарбоновой кислоты C-C или поликарбоновой кислоты C-C. В некоторых вариантах осуществления синтетическое производное ретиналя представляет собой ацетат 9-цис-ретинила или ацетат 11-цис-ретинила. В других вариантах осуществления заместитель в сложном эфире содержит карбоксилатный радикал поликарбоновой кислоты C-C. Например, заместитель в сложном эфире может представлять собой сукцинат, цитрат, кетоглутарат, фумарат, малат и оксалоацетат. Млекопитающее может представлять собой, например, человека или другое млекопитающее.
1
10
2
22
3
10
В другом аспекте предложен способ ослабления потери фоторецепторной функции у млекопитающего. Способ предусматривает введение в глаз позвоночного эффективного количества синтетического производного ретиналя, где синтетическое производное ретиналя преобразовывается в ретиналь, способный формировать функциональный комплекс опсин/ретиналь. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, сложный эфир 9-цис-ретинила, сложный эфир 11-цис-ретинила или их сочетание. Заместитель в сложном эфире может представлять собой карбоксилатный радикал монокарбоновой кислоты C-C или поликарбоновой кислоты C-C. В некоторых вариантах осуществления синтетическое производное ретиналя представляет собой ацетат 9-цис-ретинила или ацетат 11-цис-ретинила. В других вариантах осуществления заместитель в сложном эфире содержит карбоксилатный радикал поликарбоновой кислоты C-C. Например, заместитель в сложном эфире может представлять собой сукцинат, цитрат, кетоглутарат, фумарат, малат и оксалоацетат. Млекопитающее может представлять собой, например, человека или другое млекопитающее.
1
10
1
10
В определенном аспекте предложен способ восстановления фоторецепторной функции для глаза позвоночных. Способ может включать в себя введение позвоночному с недостаточностью эндогенных ретиноидов, при необходимости этого, эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически приемлемом носителе, где синтетическое производное ретиналя преобразовывается в ретиналь, способный формировать функциональный комплекс опсин/ретиналь. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночным при необходимости этого. Например, позвоночное может иметь или быть предрасположенным к развитию недостаточности эндогенных ретиноидов, относящейся к связанной с возрастом дегенерации желтого пятна, врожденному амаврозу Лебера, белоточечному ретиниту, врожденной стационарной ночной слепоте, белоточечному глазному дну или другому заболеванию или состоянию, связанному с недостаточностью эндогенных ретиноидов.
В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
1
10
1
10
В другом аспекте предложен способ устранения необходимости в эндогенном ретиноиде для глаз позвоночных. Способ может включать в себя введение в глаз синтетического производного ретиналя в фармацевтически или офтальмологически приемлемом носителе, где синтетическое производное ретиналя преобразовывается в ретиналь, способный формировать функциональный комплекс опсин/ретиналь. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночным при необходимости этого. Например, позвоночное может иметь или быть предрасположенным к развитию недостаточности эндогенных ретиноидов, относящейся к связанной с возрастом дегенерации желтого пятна, врожденному амаврозу Лебера, белоточечному ретиниту, врожденной стационарной ночной слепоте, белоточечному глазному дну или другому заболеванию или состоянию, связанному с недостаточностью эндогенных ретиноидов.
В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
1
10
1
10
В еще одном аспекте предложен способ ослабления потери фоторецепторной функции для глаз позвоночных. Способ может включать в себя профилактическое введение в глаз позвоночного эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически или офтальмологически приемлемом носителе, где синтетическое производное ретиналя преобразовывается в ретиналь, способный формировать функциональный комплекс опсин/ретиналь. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
1
10
1
10
В еще одном аспекте предложен способ выбора варианта лечения для индивидуума со сниженной способностью видеть. Способ может включать в себя определение того, имеет ли индивидуум недостаточный уровень эндогенных ретиноидов в сравнении с обычным индивидуумом; а также введение индивидууму эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически приемлемом носителе (например, офтальмологически приемлемом носителе), где синтетическое производное ретиналя преобразовывается в ретиналь, способный формировать функциональный комплекс опсин/ретиналь. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах эндогенный ретиноид представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила. В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
1
10
1
10
В еще одном аспекте предложены фармацевтические композиции и дозированные лекарственные формы для перорального введения. Композиции могут содержать синтетическое производное ретиналя в фармацевтически приемлемом носителе (например, офтальмологически приемлемом носителе). Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
Фармацевтическая композиция может представлять собой, например, раствор для внутриглазной инъекции или раствор для окологлазной инъекции. Дозированная лекарственная форма для перорального введения может представлять собой, например, драже, таблетку, капсулу, желатиновую капсулу или т.п.
1
10
1
10
В другом аспекте предложен способ лечения врожденного амавроза Лебера у человека. В целом, способ предусматривает введение индивидууму, при необходимости этого, эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически или офтальмологически приемлемом носителе. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
1
10
1
10
В другом аспекте предложен способ лечения белоточечного ретинита, врожденной стационарной ночной слепоты или белоточечного глазного дна у человека. Способ может включать в себя введение индивидууму, при необходимости этого, эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически или офтальмологически приемлемом носителе. В целом, способ предусматривает введение индивидууму, при необходимости этого, эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически или офтальмологически приемлемом носителе. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
1
10
1
10
В еще одном аспекте предложен способ лечения связанной с возрастом дегенерации желтого пятна у человека. Способ может включать в себя введение индивидууму, при необходимости этого, эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически или офтальмологически приемлемом носителе. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя преобразуют в синтетический ретиналь, связывающийся в глазе со свободным опсином. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
1
10
1
10
В еще одном аспекте предложен способ лечения или профилактики потери способности ночного зрения или контрастной чувствительности у пожилого человека. Способ может включать в себя введение индивидууму, при необходимости этого, эффективного количества синтетического производного ретиналя в фармацевтически или офтальмологически приемлемом носителе. Синтетическое производное ретиналя может представлять собой, например, производное с формулой I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, XV и/или XVI. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 9-цис-ретинила. В некоторых способах, если синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, содержащий относящийся к монокарбоновой кислоте заместитель в сложном эфире, то такое производное является C-C сложным эфиром 11-цис-ретинила.
В некоторых способах синтетическое производное ретиналя преобразуют в синтетический ретиналь, связывающийся в глазе со свободным опсином. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила или т.п. В некоторых способах синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир 11-цис-ретинила, такой как, например, ацетат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксалоацетат 11-цис-ретинила или т.п.
В некоторых способах синтетическое производное ретиноида можно вводить местно, например, посредством глазных капель, внутриглазной инъекции, окологлазной инъекции или т.п. В других способах синтетическое производное ретиналя можно вводить позвоночному перорально. В некоторых способах позвоночное представляет собой человека.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1. Хроматограмма HPLC, на которой представлена элюция ретиноида для глаз и ткани печени обработанных и контрольных мышей. A. Для глаз от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-. B. Для глаз от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-, которой за 2 суток перед этим вводили через зонд 5 мг полностью транс-ретинилпальмитата. C. Для глаз от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-, которой за 2 суток перед этим вводили через зонд 5 мг полностью транс-ретинилацетата. D. Для глаз от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-, которой за 3 суток перед этим вводили через зонд 6,5 мг 9-цис-ретинилацетата. E. Для ткани печени от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-. F. Для ткани печени от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-, которой за 2 суток перед этим вводили через зонд 5 мг полностью транс-ретинилпальмитата. G. Для ткани печени от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-, которой за 2 суток перед этим вводили через зонд 5 мг полностью транс-ретинилацетата. H. Для ткани печени от приспособленной к темноте мыши LRAT-/-, которой за 3 суток перед этим вводили через зонд 6,5 мг 9-цис-ретинилацетата.
Фиг.2. Оксимы 9-цис-ретиналя глаз и кривая зависимости от времени для 9-цис-ретинола, 20 мкМ через зонд.
Фиг.3. УФ-изомеризация полностью транс-ретинилацетата в 9-цис-ретинилацетат.
Фиг.4. Разделение посредством HPLC ацетата 13-цис-ретинила (1), ацетата 9-цис-ретинила (2) и полностью транс-ретинилацетата (3).
Фиг.5. Уровни оксимов 9-цис-ретиналя в глазах мышей Lrat-/- после однократной или многократных доз 9-цис-R-ацетата. (a) Уровень 9-цис-RAL в глазах мыши Lrat-/- после различной дозы 9-цис-R-ацетата. (b) Уровень 9-цис-RAL в глазах мыши Lrat-/- после доз 9-цис-R-ацетата различных величины и количества.
Фиг.6. Уровни хромофоров (как оксимов 9-цис-ретиналя) в глазах мышей Lrat-/- после введения изомеров полностью транс-ретиноида или сукцината 9-цис-ретинила. Также представлены структуры изомеров полностью транс-ретиноида и сукцината 9-цис-ретинила.
Фиг.7. Сравнение уровней хромофоров (как оксимов 9-цис-ретиналя) в глазах мышей Lrat-/- после введения 9-цис-ретиналя или ацетата 9-цис-ретиналя в низкой и высокой дозах.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к синтетическим производным ретиналя и способам применения таких производных для восстановления или стабилизации фоторецепторной функции в зрительной системе позвоночных. Синтетическое производное ретиналя представляет собой производное 9-цис-ретиналя или 11-цис-ретиналя, в котором модифицирована альдегидная группа в полиеновой цепи. Синтетическое производное ретиналя можно преобразовывать прямо или косвенно в ретиналь или синтетический аналог ретиналя. Таким образом, в некоторых аспектах соединения по настоящему изобретению могут быть описаны как пролекарства, которые после метаболического изменения преобразуются в 9-цис-ретиналь, 11-цис-ретиналь или их синтетический аналог ретиналя. Метаболическое преобразование может происходить, например, посредством кислотного гидролиза, активности эстераз, активности ацетилтрансфераз, активности дегидрогеназ или т.п.
Синтетическое производное ретиноида может представлять собой замену ретиноида, дополняющую уровни эндогенного ретиноида. В некоторых вариантах осуществления синтетический ретиналь способен связывать опсин и функционировать в качестве агониста опсина. В рамках настоящей заявки термин “агонист” относится к синтетическому ретиналю, связывающему опсин и поддерживающему способность комплекса опсин/синтетический ретиналь реагировать на свет. В качестве агониста опсина синтетический ретиналь может устранять необходимость в эндогенном ретиноиде (например, 11-цис-ретинале). Также синтетический ретиналь может восстанавливать или улучшать функцию (например, фоторецепцию) опсина посредством связывания с опсином и формирования функционального комплекса опсин/синтетический ретиналь, где комплекс опсин/синтетический ретиналь может реагировать на фотоны, являясь частью мембраны палочки или колбочки.
Синтетические производные ретиналя можно вводить для восстановления или стабилизации фоторецепторной функции и/или ослабления эффектов недостаточных уровней ретиноида. Фоторецепторную функцию можно восстанавливать или стабилизировать, например, обеспечением синтетического производного ретиналя в качестве замены 11-цис-ретиналя и/или агониста опсина. Также синтетическое производное ретиналя может ослаблять эффекты недостаточности ретиноида в зрительной системе позвоночных. Синтетическое производное ретиналя можно вводить в позвоночных профилактически или терапевтически. Приемлемые позвоночные включают в себя, например, человека и не относящихся к человеку позвоночных. Приемлемые не относящиеся к человеку позвоночные включают в себя, например, млекопитающих, таких как собаки (относящиеся к семейству собачьих), кошки (относящиеся к семейству кошачьих), лошади (относящиеся к семейству лошадиных) и другие одомашненные животные.
В одном из аспектов предложены синтетические производные ретиналя. Синтетические производные ретиналя представляют собой производные 9-цис-ретиналя или 11-цис-ретиналя, в которых альдегидная группа в полиеновой цепи преобразована в сложный эфир, простой эфир, спирт, полуацеталь, ацеталь, оксим, как описано далее в настоящей заявке. Такие синтетические производные ретиналя включают в себя сложные эфиры 9-цис-ретинила, простые эфиры 9-цис-ретинила, 9-цис-ретинол, оксимы 9-цис-ретиналя, ацетали 9-цис-ретинила, полуацетали 9-цис-ретинила, сложные эфиры 11-цис-ретинила, простые эфиры 11-цис-ретинила, 11-цис-ретинол, оксимы 11-цис-ретинила, ацетали 11-цис-ретинила и полуацетали 11-цис-ретинила, как описано далее в настоящей заявке. Синтетическое производное ретиналя может быть метаболизировано до высвобождения естественного или синтетического ретиналя, такого как, например, 9-цис-ретиналь, 11-цис-ретиналь или их синтетический аналог ретиналя, как, например, описанные здесь или в одновременно рассматриваемой международной заявке № PCT/US04/07937, зарегистрированной 15 марта 2004 (досье поверенного №016336-002010PC) (описание которой приведено здесь полностью в качестве ссылки).
1
22
2
22
3
22
1
10
2
10
3
10
4
10
4
8
4
6
4
В одном из аспектов синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный эфир ретинила. В некоторых вариантах осуществления сложный эфир ретинила представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила или сложный эфир 11-цис-ретинила, имеющий заместитель. Заместитель в сложном эфире может представлять собой, например, карбоновую кислоту, такую как моно- или поликарбоновая кислота. В рамках настоящей заявки “поликарбоновая кислота” представляет собой ди-, трикарбоновую кислоту или карбоновую кислоту более высокого порядка. В некоторых вариантах осуществления карбоновая кислота представляет собой монокарбоновую кислоту или поликарбоновую кислоту C-C, C-C, C-C, C-C, C-C, C-C, C-C, C-C, C-C или C.
Приемлемые группы карбоновых кислот включают в себя, например, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту, валериановую кислоту, капроновую кислоту, каприловую кислоту, пеларгоновую кислоту, каприновую кислоту, лауриновую кислоту, олеиновую кислоту, стеариновую кислоту, пальмитиновую кислоту, миристиновую кислоту или линолевую кислоту. Также карбоновая кислота может представлять собой, например, щавелевую кислоту (этандиовую кислоту), малоновую кислоту (пропандиовую кислоту), янтарную кислоту (бутандиовую), фумаровую кислоту (бутендиовую кислоту), яблочную кислоту (2-гидроксибутендиовую кислоту), глутаровую кислоту (пентандиовую кислоту), адипиновую кислоту (гександиовую кислоту), пимелиновую кислоту (гептандиовую), субериновую кислоту (октандиовую), азелаиновую кислоту (нонандиовую кислоту), себациновую кислоту (декандиовую кислоту), лимонную кислоту, щавелевоуксусную кислоту, кетоглутаровую кислоту или т.п.
3
10
2
22
3
22
3
22
В определенном примере варианта осуществления сложный эфир ретинила представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила или сложный эфир 11-цис-ретинила, включающий в себя заместитель в виде поликарбоновой кислоты C-C. (В этом контексте термины “заместитель” или “группа” относятся к радикалу, ковалентно связанному с концевым кислородом в полиеновой цепи.) В другом примере варианта осуществления сложный эфир ретинила представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила или сложный эфир 11-цис-ретинила, включающий в себя заместитель в виде поликарбоновой кислоты C-C или C-C. Заместитель в виде поликарбоновой кислоты может представлять собой, например, сукцинат, цитрат, кетоглутарат, фумарат, малат или оксалоацетат. В другом примере варианта осуществления сложный эфир ретинила представляет собой сложный эфир 9-цис-ретинила или сложный эфир 11-цис-ретинила, включающий в себя заместитель в виде дикарбоновой кислоты (двухосновной кислоты) C-C. В некоторых вариантах осуществления поликарбоновая кислота не является тартратом 9-цис-ретинила или тартратом 11-цис-ретинила. В некоторых вариантах осуществления сложный эфир ретинила не является встречающимся в природе сложным эфиром ретинила, обычно выявляемым в глазах. В некоторых вариантах осуществления сложный эфир ретинила представляет собой изолированный сложный эфир ретинила. В рамках настоящей заявки “изолированный” относится к молекуле, существующей отдельно от своего природного окружения и поэтому не являющейся природным продуктом. Изолированная молекула может существовать в очищенном виде или может существовать в чужеродной среде.
В другом аспекте производное ретиналя может представлять собой сложный или простой эфир 9-цис-ретинила следующей формулы I:
2
1
24
1
14
1
12
1
10
1
8
1
6
В некоторых вариантах осуществления A представляет собой CHOR, где R может представлять собой альдегидную группу для образования сложного эфира. Приемлемая альдегидная группа представляет собой альдегидную группу с прямой или разветвленной цепью C-C. Также альдегидная группа может представлять собой альдегидную группу с прямой или разветвленной цепью C-C. Альдегидная группа может представлять собой альдегидную группу с прямой или разветвленной цепью C-C, такую как, например, ацетальдегид, пропионовый альдегид, масляный альдегид, валериановый альдегид, гексаналь, гептаналь, октаналь, нонаналь, деканаль, ундеканаль, додеканаль. R может представлять собой альдегидную группу с прямой или разветвленной цепью C-C, альдегидную группу с прямой или разветвленной цепью C-C или альдегидную группу с прямой или разветвленной цепью C-C.
Кроме того, R может представлять собой карбоксилатную группу дикарбоновой кислоты или другой карбоновой кислоты (например, гидроксильной кислоты) для образования сложного эфира ретинила (некоторые из них также называют сложными эфирами ретиноила). Карбоновая кислота может представлять собой, например, щавелевую кислоту (этандиовую кислоту), малоновую кислоту (пропандиовую кислоту), янтарную кислоту (бутандиовую), фумаровую кислоту (бутендиовую кислоту), яблочную кислоту (2-гидроксибутендиовую кислоту), глутаровую кислоту (пентандиовую кислоту), адипиновую кислоту (гександиовую кислоту), пимелиновую кислоту (гептандиовую), субериновую кислоту (октандиовую), азелаиновую кислоту (нонандиовую кислоту), себациновую кислоту (декандиовую кислоту), лимонную кислоту, щавелевоуксусную кислоту, кетоглутаровую кислоту или т.п.
1
24
1
6
8
14
16
24
Также R может представлять собой группу алкана для образования алканретинилового простого эфира. Приемлемые группы алкана включают в себя, например, алкилы с прямой или разветвленной цепью C-C, такие как, например, метан, этан, бутан, изобутан, пентан, изопентан, гексан, гептан, октан или т.п. Например, группа алкана может представлять собой линейный, изо-, втор-, трет- или другой разветвленный низший алкил в диапазоне от C до C. Также группа алкана может представлять собой линейный, изо-, втор-, трет- или другой разветвленный алкил со средней длиной цепи в диапазоне от C до C. Также группа алкана может представлять собой линейный, изо-, втор-, трет- или другой разветвленный алкил с высокой длиной цепи в диапазоне от C до C.
1
6
8
14
16
24
Кроме того, R может представлять собой спиртовую группу для образования простого эфира ретинила и спирта. Приемлемые спиртовые группы могут представлять собой линейные, изо-, втор-, трет- или другие разветвленные низшие спирты в диапазоне от C до C, линейные, изо-, втор-, трет- или другие разветвленные спирты со средней длиной цепи в диапазоне от C до C или линейные, изо-, втор-, трет- или другие разветвленные спирты с высокой длиной цепи в диапазоне от C до C. Спиртовая группа может представлять собой, например, метанол, этанол, бутанол, изобутанол, пентанол, гексанол, гептанол, октанол или т.п.
1
6
8
14
16
24
Также R может представлять собой карбоновую кислоту для образования простого эфира ретинила и карбоновой кислоты. Приемлемые группы карбоновых кислот могут представлять собой линейные, изо-, втор-, трет- или другие разветвленные низшие карбоновые кислоты в диапазоне от C до C, линейные, изо-, втор-, трет- или другие разветвленные карбоновые кислоты со средней длиной цепи в диапазоне от C до C или линейные, изо-, втор-, трет- или другие разветвленные карбоновые кислоты с высокой длиной цепи в диапазоне от C до C. Приемлемые группы карбоновых кислот включают в себя, например, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту, валериановую кислоту, капроновую кислоту, каприловую кислоту, пеларгоновую кислоту, каприновую кислоту, лауриновую кислоту, олеиновую кислоту, стеариновую кислоту, пальмитиновую кислоту, миристиновую кислоту, линолевую кислоту, янтарную кислоту, фумаровую кислоту или т.п.
1
7
Производное ретинила может представлять собой полуацеталь ретинила, где A является CH(OH)OR. R может представлять собой любую из групп R, указанных выше в формуле I. Как правило, R представляет собой низший алкан, такой как метильная или этильная группа, или насыщенный или ненасыщенный, циклический или ациклический алкан C-C с наличием или отсутствием гетероатомов, как указано здесь.
a
b
a
b
a
b
1
7
Производное ретинила может представлять собой ацеталь ретинила, где A является CH(OR)OR. Каждый из R и R можно независимо выбирать из любых групп R, указанных выше в формуле I. Как правило, R и R представляют собой насыщенный или ненасыщенный, циклический или ациклический алкан C-C с наличием или отсутствием гетероатомов, как указано здесь.
Также производное ретинила может представлять собой оксим ретинила, где A является CH:NOH или CH:NOR. R может представлять собой любую из групп R, указанных выше в формуле I. Как правило, R представляет собой водород или алкан.
Примеры приемлемых синтетических производных ретиналя включают в себя, например, ацетат 9-цис-ретинила, формиат 9-цис-ретинила, сукцинат 9-цис-ретинила, цитрат 9-цис-ретинила, кетоглутарат 9-цис-ретинила, фумарат 9-цис-ретинила, малат 9-цис-ретинила, оксалоацетат 9-цис-ретинила, оксим 9-цис-ретиналя, O-метилоксимы 9-цис-ретиналя, O-этилоксимы 9-цис-ретиналя, а также метилацетали и полуацетали 9-цис-ретиналя, простой метиловый эфир 9-цис-ретинила, простой этиловый эфир 9-цис-ретинила и простой фениловый эфир 9-цис-ретинила.
В связанном аспекте производное ретиналя может представлять собой сложный или простой эфир 11-цис-ретинила следующей формулы II:
A может представлять собой любую из групп, указанных выше в формуле I.
Примеры приемлемых синтетических производных ретиналя включают в себя, например, ацетат 11-цис-ретинила, формиат 11-цис-ретинила, сукцинат 11-цис-ретинила, цитрат 11-цис-ретинила, кетоглутарат 11-цис-ретинила, фумарат 11-цис-ретинила, малат 11-цис-ретинила, оксим 11-цис-ретиналя, O-метилоксим 11-цис-ретиналя, O-этилоксимы 11-цис-ретиналя, а также метилацетали и полуацетали 11-цис-ретиналя, простой метиловый эфир 11-цис-ретинила, простой этиловый эфир 11-цис-ретинила.
В дополнительных аспектах синтетические производные ретиналя могут представлять собой, например, производное сложного эфира 9-цис-ретинила, простого эфира 9-цис-ретинила, сложного эфира 11-цис-ретинила или простых эфиров 11-цис-ретинила, такое как, например, ациклический сложный эфир или простые эфиры ретинила, сложный или простой эфир ретинила с полиеновой цепью измененной длины, такой как триеновый или тетраеновый сложный или простой эфир ретинила; сложный или простой эфир ретинила с замещенной полиеновой цепью, такой как полиеновые цепи, замещенные алкилом, галогеном или гетероатомом; сложный или простой эфир ретинила с модифицированной полиеновой цепью, такой как транс- или цис-запертая полиеновая цепь, или, например, с алленовыми или алкиновыми модификациями; а также сложный или простой эфир ретинила с модификацией(ями) кольца, например, с гетероциклическими, гетероароматическими или замещенными циклоалкановыми или циклоалкеновыми кольцами.
Синтетическое производное ретиналя может представлять собой сложный или простой эфир ретинила следующей формулы III:
1
2
1
2
A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I). R и R можно независимо выбирать из линейных, изо-, втор-, трет- и других разветвленных алкильных групп, а также замещенных алкильных групп, замещенных разветвленных алкильных групп, гидроксила, гидроалкила, амина, амида или т.п. R и R могут независимо представлять собой низший алкил, что означает линейный или разветвленный алкил с 1-6 атомом(ами) углерода, например метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, трет-бутил, пентил, гексил или т.п. Приемлемые замещенные алкилы и замещенные разветвленные алкилы включают в себя, например, алкилы, разветвленные алкилы и циклоалкилы, замещенные кислородом, гидроксилом, азотом, амидом, амином, галогеном, гетероатомом или другими группами. Приемлемые гетероатомы включают в себя, например, заместители в виде серы, кремния, а также фтора или брома.
1
2
Также R или R могут представлять собой циклоалкил, такой как, например, гексан, циклогексен, бензол, а также замещенный циклоалкил. Приемлемые замещенные циклоалкилы включают в себя, например, циклоалкилы, замещенные кислородом, гидроксилом, азотом, амидом, амином, галогеном, гетероатомом и/или другими группами. Приемлемые гетероатомы включают в себя, например, заместители в виде серы, кремния, а также фтора или брома.
Также синтетическое производное ретиналя может иметь полиеновую цепь измененной длины, например, следующей формулы IV:
1
1
A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I). Длину полиеновой цепи можно увеличивать посредством 1, 2 или 3 алкильных, алкеновых или алкиленовых групп. По формуле (IV) каждый n и n можно независимо выбирать из 1, 2 или 3 алкильных, алкеновых или алкиленовых групп при условии, что сумма n и n составляет по крайней мере 1.
Также синтетическое производное ретиналя может иметь замещенную полиеновую цепь следующей формулы V:
1
8
A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I). Каждый из R-R можно независимо выбирать из водорода, алкила, разветвленного алкила, циклоалкила, галогена, гетероатома или т.п. Приемлемые алкилы включают в себя, например, метил, этил, пропил, замещенный алкил (например, алкил с гидроксилом, гидроалкилом, амином, амидом) или т.п. Приемлемые разветвленные алкилы могут представлять собой, например, изопропил, изобутил, замещенный разветвленный алкил или т.п. Приемлемые циклоалкилы могут включать в себя, например, циклогексан, циклогептан и другие циклоалканы, а также замещенные циклоалканы, такие как замещенный циклогексан или замещенный циклогептан. Приемлемые галогены включают в себя, например, бром, хлор, фтор или т.п. Приемлемые гетероатомы включают в себя, например, заместители в виде серы, кремния, а также фтора или брома. Приемлемые замещенные алкилы, замещенные разветвленные алкилы и замещенные циклоалкилы включают в себя, например, алкилы, разветвленные алкилы и циклоалкилы, замещенные кислородом, гидроксилом, азотом, амидом, амином, галогеном, гетероатомом или другими группами.
Например, синтетическое производное ретиналя можно выбирать из следующего: сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-этил-11-цис-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 7-метил-11-цис-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 13-десметил-11-цис-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-10-F-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-10-Cl-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-10-метилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-10-этилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-10-F-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-10-Cl-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-10-метилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-10-этилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-12-F-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-12-Cl-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-12-метилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-10-этилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-12-F-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-12-Cl-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-12-метилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-14-F-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-14-метилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 11-цис-14-этилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-14-F-ретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-14-метилретинила; сложного эфира, простого эфира, оксима, ацеталя или полуацеталя 9-цис-14-этилретинила; или т.п.
Кроме того, синтетическое производное ретиналя может содержать модифицированную кольцевую структуру. Приемлемые примеры включают в себя, например, производные, содержащие модификации кольца, ароматические аналоги и гетероароматические аналоги следующих формул VI, VII и VIII, соответственно
1
6
A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I). Каждый из R-R, в соответствующих случаях, можно независимо выбирать из водорода, алкила, замещенного алкила, гидроксила, гидроалкила, амина, амида, галогена, гетероатома или т.п. Приемлемые алкилы включают в себя, например, метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил или т.п. Приемлемые галогены включают в себя, например, бром, хлор, фтор или т.п. Приемлемые гетероатомы включают в себя, например, серу, кремний или азот. В формуле VII X может представлять собой, например, заместитель в виде серы, кремния, азота, фтора или брома. Сходным образом, рассматривают синтетические 9-цис-производные ретиналя, содержащие модификации кольца, ароматические аналоги и гетероароматические аналоги производных, представленных в формулах VI, VII и VIII.
Также синтетическое производное ретиналя может содержать модифицированную полиеновую цепь. Приемлемые производные включают в себя, например, производные с транс/цис-замкнутой конфигурацией, 6s-замкнутые аналоги, а также с модифицированными алленовыми, алкеновыми, алкиновыми или алкиленовыми группами в полиеновой цепи. В одном из примеров производное представляет собой 11-цис-запертый аналог следующей формулы IX:
3
A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I). R может представлять собой, например, водород, метил или другой низший алкан или разветвленный алкан. n может составлять от 0 до 4. Сумма m и l равна 1, 2 или 3.
В одном из вариантов осуществления синтетическое производное ретиналя может представлять собой 11-цис-запертый аналог следующей формулы X:
n может составлять от 1 до 4. A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I).
Синтетическое производное ретиналя представляет собой сложный или простой эфир ретинила с 9,11,13-три-цис-7-кольцом, сложный или простой эфир ретинила с 11,13-ди-цис-7-кольцом, сложный или простой эфир ретинила с 11-цис-7-кольцом или сложный или простой эфир ретинила с 9,11-ди-цис-7-кольцом.
1
2
3
В другом примере синтетическое производное ретиналя представляет собой 6s-замкнутый аналог формулы XI. A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I). R и R можно независимо выбирать из водорода, метила и другого низшего алкила, а также замещенного низшего алкила. R можно независимо выбирать из алкеновой группы в любом из указанных положений.
Синтетическое производное ретиналя может представлять собой производное с сконденсированными 9-цис-кольцами, такое как, например, производные, представленные в формулах XII-XIV. A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I).
Также синтетическое производное ретиналя может иметь следующую формулу XV или XVI.
2
5
7
14
16
17
1
1
3
4
2
16
17
10
13
A может представлять собой любую из групп, указанных выше для формулы (I). Каждый из R-R, R-R, R и R может отсутствовать или быть независимо выбранным из водорода, алкила, разветвленного алкила, галогена, гидроксила, гидроалкила, амина, амида, гетероатома или т.п. Приемлемые алкилы включают в себя, например, метил, этил, пропил, замещенный алкил (например, алкил с гидроксилом, гидроалкилом, амином, амидом) или т.п. Приемлемый разветвленный алкил может представлять собой, например, изопропил, изобутил, замещенный разветвленный алкил или т.п. Приемлемые галогены включают в себя, например, бром, хлор, фтор или т.п. Приемлемые гетероатомы включают в себя, например, заместители в виде серы, кремния, а также фтора или брома. Приемлемые замещенные алкилы и замещенные разветвленные алкилы включают в себя, например, алкилы и разветвленные алкилы, замещенные кислородом, гидроксилом, азотом, амидом, амином, галогеном, гетероатомом или другими группами. Каждый из n и n можно независимо выбирать из 1, 2 или 3 алкильных, алкеновых или алкиленовых групп при условии, что сумма n и n составляет по крайней мере 1. Кроме того, R-R и/или R-R могут содержать алкеновую группу в циклическом углеродном кольце, при этом R отсутствует. R и R вместе могут формировать циклоалкил, такой как пяти-, шести-, семи- или восьмичленный циклоалкил или замещенный циклоалкил, такие как, например, представленные в формулах IX, X, XII, XIII и XIV.
Anal. Biochem
Angew. Chem
Biochemistry
Biochemistry
Biochemistry
Biochemistry
Biochemistry
Bioorganic Chemistry
Biophys. Chem
Biophys. J
Biophys. J
Chemistry
Chemistry
(Europe)
FEBS
J. Am. Chem. Soc
J. Am. Chem. Soc
J. Am
Chem. Soc
J. Am. Chem. Soc
J. Am. Chem. Soc
J. Am. Chem. Soc.
J. American Chem. Soc
J. American Chem. Soc
J. Biol. Chem
J. Biol. Chem
J
Chem. Soc. - Perkin T
J. Chem. Soc. - Perkin
T
J. Org. Chem
J. Org
Chem
J. Physical Chemistry B
Lipids
Photochem. Photobiol
Photochem. Photobiol
Photochem. Photobiol
Photochem. Photobiol
Photochem. Photobiol
Photochem. Photobiol
Photochem. Photobiol
Proc
Natl Acad. Sci. USA
Proc. Natl Acad. Sci. USA
Proc. Natl Acad. Sci. USA
Proc. R. Soc. Lond. Series B. Biol. Sci
Способы получения синтетических ретиналей и производных описаны, например, в следующих ссылках: . 272:232-42 (1999); . 36:2089-93 (1997);  14:3933-41 (1975);  21:384-93 (1982);  28:2732-39 (1989);  33:408-16 (1994);  35:6257-62 (1996);  27:372-82 (1999); . 56:31-39 (1995); . 56:1259-65 (1989); . 83:3460-69 (2002);  7:4198-204 (2001);  5:1172-75 (1999); 158:1 (1983); . 104:3214-16 (1982); . 108:6077-78 (1986); . . 109:6163 (1987); . 112:7779-82 (1990); . 119:5758-59 (1997);  121:5803-04 (1999); . 123:10024-29 (2001); . 124:7294-302 (2002); . 276:26148-53 (2001); . 277:42315-24 (2004); . . 1:1773-77 (1997); . 1:2430-39 (2001); . 49:649-52 (1984); . . 58:3533-37 (1993);  102:2787-806 (1998);  8:558-65; . 13:259-83 (1986); . 44: 803-07 (1986); . 54:969-76 (1991); . 60:64-68 (1994); . 65:1047-55 (1991); . 70:111-15 (2002); . 76:606-615 (2002); .  88:9412-16 (1991);  90:4072-76 (1993);  94:13442-47 (1997); и . 233 (1270): 55-76 (1988) (описания которых приведены здесь полностью в качестве ссылки).
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Сложные эфиры ретинила можно получать известными в данной области способами, такими как, например, катализируемая кислотой этерификация ретинола карбоновой кислотой, реакция ацилгалогенида с ретинолом, трансэтерификация сложного эфира ретинила карбоновой кислотой, реакция первичного галогенида с карбоксилатной солью ретиноевой кислоты, катализируемая кислотой реакция ангидрида с ретинолом или т.п. В определенном примере сложные эфиры ретинила можно получать катализируемой кислотой этерификацией ретинола посредством карбоновой кислоты, такой как уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, валериановая кислота, капроновая кислота, каприловая кислота, пеларгоновая кислота, каприновая кислота, лауриновая кислота, олеиновая кислота, стеариновая кислота, пальмитиновая кислота, миристиновая кислота, линолевая кислота, янтарная кислота, фумаровая кислота или т.п. В другом примере сложные эфиры ретинила можно получать реакцией ацилгалогенида с ретинолом (см., например, Van Hooser , 97:8623-28 (2000)). Приемлемые ацилгалогениды включают в себя, например, ацетилхлорид, пальмитоилхлорид или т.п.
Сложные эфиры ретинила можно получать известными в данной области способами, такими как, например, реакцией ретинола с первичным алкилгалогенидом.
Транс-ретиноиды можно изомеризовать в цис-ретиноиды воздействием УФ-излучения. Например, полностью транс-ретиналь, полностью транс-ретинол, сложный эфир полностью транс-ретинила или полностью транс-ретиноевую кислоту можно изомеризовать в 9-цис-ретиналь, 9-цис-ретинол, сложный эфир 9-цис-ретинила или 9-цис-ретиноевую кислоту, соответственно. Транс-ретиноиды можно изомеризовать в 9-цис-ретиноиды, например, воздействием УФ-излучения с длиной волны приблизительно 365 нм и, в значительной степени, с отсутствием волн более короткой длины, которые вызывают разрушение цис-ретиноидов, как описано далее в настоящей заявке.
2
3
Ацетали и полуацетали ретинила можно получать, например, обработкой 9-цис- и 11-цис-ретиналей спиртами в присутствии кислотных катализаторов. Образующуюся в ходе реакции воду удаляют, например, посредством AlO-молекулярного сита.
Оксимы ретинила можно получать, например, реакцией ретиналя с гидроксиламином, O-метил- или O-этилгидроксиламином или т.п.
et al., J. Biol. Chem
et al., Vision Res
et al., J. Biol. Chem
et al., Vision Res
et al., Dev. Ophthalmol
Science
Для конкретного белка опсина приемлемые синтетические производные ретиналя можно выявлять, например, посредством системы экспрессии, экспрессирующей белок опсин. Приемлемые модели на животных включают в себя, например, мышей RPE65-/- или LRAT-/- (см., например, Van Hooser . 277:19173-82 (2002); Baehr . 43:2957-58 (2003); Batten . 279:10422-32 (2004); Kuksa . 43:2959-81 (2003); Thompson . 37:141-54 (2003)). Другие приемлемые модели на не относящихся к человеку животных дополнительно включают в себя другие модели на мышах, крысах или приматах. Такие модели на животных можно получать, например, способствованием гомологичной рекомбинации между нуклеиновой кислотой, кодирующей опсин в его хромосоме, и экзогенной нуклеиновой кислотой, кодирующей мутантный опсин. В одном из аспектов гомологичную рекомбинацию проводят посредством трансформации получаемых из эмбриона стволовых клеток (ES) содержащим ген опсина вектором таким образом, что происходит гомологичная рекомбинация, с последующей инъекцией клеток ES в бластоцисту и имплантацией бластоцисты в приемный материнский организм с последующим рождением химерного животного (см., например, Capecchi,  244:1288-92 (1989)). Химерное животное можно размножать для получения дополнительных трансгенных животных.
in vitro
in vivo
in vitro
in vivo
in vitro
et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual
Также приемлемые системы экспрессии могут включать в себя, например, системы  или . Приемлемые системы  включают в себя, например, объединенные системы транскрипции-трансляции. Приемлемые системы  включают в себя, например, экспрессирующие белок опсин клетки. Например, можно приспосабливать для культивирования  клетки зрительной системы позвоночных или можно использовать линии рекомбинантных клеток, экспрессирующих белок опсин. Как правило, линии клеток представляют собой устойчивые линии клеток, экспрессирующих белок опсин. В среду для культивирования клеток можно добавлять синтетический ретиналь или синтетическое производное ретиналя, а клетки можно культивировать в течение приемлемого периода времени для предоставления возможности продуцировать опсин/родопсин. Опсин и/или родопсин можно выделять (например, посредством иммуноаффинности). Выделенные образцы белка анализируют для определения количества образованного пигмента и максимума поглощения. Способы введения нуклеиновых кислот в клетки позвоночных описаны, например, в Sambrook , Cold Spring Harbor Laboratory Press (Cold Spring Harbor, New York, 2001).
et al
выше
Экспрессирующие белок опсин рекомбинантные линии клеток можно получать, например, введением в приемлемую клеточную линию конструкта экспрессии, кодирующего белок опсин. Как правило, конструкт экспрессии включает в себя промотор, функционально связанный с кодирующей белок опсин нуклеиновой кислотой, и, необязательно, сигнал(ы) терминации. Кодирующие опсин нуклеиновые кислоты можно получать, например, с использованием информации из базы данных (например, геномной библиотеки или библиотеки кДНК), посредством полимеразной цепной реакции или т.п. Например, кодирующие опсин нуклеиновые кислоты можно получать гибридизацией. (В целом, см. Sambrook . ()). Кодирующую опсин нуклеиновую кислоту можно получать гибридизацией в условиях низкой, средней или высокой жесткости.
6
32
et al
выше
Кодирующие опсин нуклеиновые кислоты можно получать гибридизацией в очень жестких условиях. В качестве неограничивающего примера, процедуры с использованием очень жестких условий представляли собой следующее: предварительную гибридизацию содержащих ДНК фильтров проводят в течение диапазона от 8 часов до всей ночи при 65°C в буфере, состоящем из 6×SSC, 50 мМ Tris-HCl (pH 7,5), 1 мМ EDTA, 0,02% PVP, 0,02% фиколла, 0,02% BSA и 500 мкг/мл денатурированной ДНК спермы лосося. Фильтры гибридизуют в течение 48 часов при 65°C в смеси для предварительной гибридизации, содержащей 100  мкг/мл денатурированной ДНК спермы лосося и 5-20×10 импульсов в минуту зонда, меченного посредством P. Промывку фильтров выполняют в течение 1 часа при 65°C в растворе, содержащем 2×SSC, 0,01% PVP, 0,01% фиколл и 0,01% BSA. За этим следует промывка в 0,1×SSC при 50°C в течение 45 минут перед авторадиографией. Другие очень жесткие условия, которые можно использовать, хорошо известны в данной области. (В целом, см. Sambrook . ()).
TM
Необязательно, конструкт экспрессии может содержать один или несколько участков инициации репликации и/или отбираемый маркер(ы) (например, ген устойчивости к антибиотику). Приемлемые отбираемые маркеры включают в себя, например, маркеры, относящиеся к устойчивости к ампициллину, тетрациклину, неомицину, G418 и т.п. Приемлемые линии клеток включают в себя, например, клетки HEK293, клетки T-REx-293, клетки CHO и другие клетки или линии клеток.
Для определения, образовал ли синтетический ретиналь основание Шиффа с белком опсином, наблюдают родопсин (содержащий опсин и синтетический ретиналь) в видимом УФ-спектре. Например, денатурированный кислотой, очищенный белок можно анализировать для определения наличия максимума поглощения приблизительно при 490 нм, что обеспечивает подтверждение того, что синтетическое производное ретиналя образует основание Шиффа с белком опсином. Для подтверждения секвестрации основания Шиффа из внешней среды можно использовать обработку гидроксиламином.
et
Также приемлемые синтетические производные ретиналя можно отбирать посредством молекулярного моделирования родопсина. Координаты для кристаллической структуры родопсина доступны в банке данных белков (1HZX) (Teller al., Biochemistry 40:7761-72 (2001)). Эффекты аминокислотных замен на структуру родопсина и на связывание опсина и 11-цис-ретиналя или синтетического ретиналя можно определять молекулярным моделированием.
Для получения компьютерной модели можно использовать координаты для кристаллической структуры родопсина из банка данных белков (1HZX) (Teller et al., Biochemistry 40:7761-72 (2001)). Добавление атомов водорода и оптимизацию можно выполнять, например, с использованием Insight II (InsightII, редакция 2000, AcceIrys, Inc., San Diego, CA). Можно удалять кристаллографическую воду и вводить молекулы воды, основываясь на доступных пространствах во внеклеточной области. Как правило, минимизацию перед добавлением воды не проводят. Слой воды (например, толщиной 5Е) можно использовать для покрытия внеклеточной части родопсина, а также остатков, контактирующих с полярными головками фосфолипидов. Всем молекулам воды можно предоставлять возможность свободного перемещения как внеклеточной половине родопсина с ретиналем. Если на цитоплазматическую часть родопсина не помещают водное покрытие, то эту часть молекулы можно замораживать для предотвращения разрушения модели.
Водное покрытие можно помещать на внеклеточную часть родопсина (вместе с частью, погруженной в мембрану в контакте с полярными головками фосфолипидов). Воде и внеклеточной части родопсина можно позволять перемещаться, а перемещение можно моделировать при любой приемлемой частоте. Например, перемещение смоделированного родопсина можно моделировать при имитационном моделировании при 100 пс.
Синтетические ретинали можно приводить в контакт с белком опсином в приемлемых условиях и в течение периода времени, достаточного для образования комплекса белок опсин/синтетический ретиналь. Стабильность комплекса опсин/синтетический ретиналь можно определять способами, описанными здесь или известными специалисту в данной области. Опсин в комплексе опсин/синтетический ретиналь стабилизирован, если он проявляет повышенную устойчивость (например, повышенное время полужизни при связывании с синтетическим ретиналем в сравнении со свободным опсином (т.е. несвязанным с ретиноидом), меньшую чувствительность к гидроксиламину, характеризуется меньшим собиранием в аггресомы или т.п.).
in vitro
in vivo
in vitro
ex vivo
Синтетический ретиналь можно приводить в контакт с белком опсином  или . Например, можно синтезировать белок опсин в системе трансляции  (например, в системе экспрессии пшеничного зародыша или лизата ретикулоцита) и добавлять в систему экспрессии синтетический ретиналь. Белок опсин можно приводить в контакт с белком опсином , а затем комплекс можно вводить в глаз позвоночного.
В другом аспекте предложены способы применения синтетического производного ретиналя для восстановления или стабилизации фоторецепторной функции или для ослабления потери фоторецепторов в зрительной системе позвоночных. Синтетическое производное ретиналя можно вводить в глаз(а) позвоночного, имеющего недостаточность ретиноида (например, недостаточность 11-цис-ретиналя), избыток свободного опсина, избыток продуктов метаболизма (например, разрушения) ретиноида или промежуточных соединений в метаболизме полностью транс-ретиналя, или т.п. Как правило, глаз позвоночного содержит белок опсин дикого типа. Способы определения уровней эндогенных ретиноидов в глазах позвоночных и недостаточности таких ретиноидов описаны, например, в условной патентной заявке США №60/538051 (зарегистрированной 12 февраля 2004) (описание которой приведено здесь полностью в качестве ссылки). Другие способы определения уровней эндогенных ретиноидов в глазах позвоночных и недостаточности таких ретиноидов включают в себя, например, анализ посредством высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) ретиноидов в образце от индивидуума. Например, уровни ретиноидов или недостаточность для таких уровней можно определять из образца крови от индивидуума.
У индивидуума можно получать образец крови, а типы ретиноидов и уровни в образце можно разделять и анализировать высокоэффективной жидкостной хроматографией с нормальной фазой (HPLC) (например, с использованием HPLC HP1100 и колонки Beckman, Ultrasphere-Si, 4,6 мм×250 мм, применяя 10% этилацетат/90% гексан при объемной скорости потока 1,4 мл/минута). Ретиноиды можно выявлять, например, регистрацией при 325 нм с использованием датчика с диодной матрицей и программного обеспечения HP Chemstation A.03.03. Недостаточность ретиноидов можно определять, например, сравнением профиля ретиноидов в образце и образца от контрольного индивидуума (например, нормального индивидуума).
В рамках настоящей заявки отсутствующие, недостаточные или исчерпанные уровни эндогенного ретиноида, такого как 11-цис-ретиналь, относятся к более низким уровням эндогенного ретиноида, чем уровни, которые наблюдают в здоровом глазе у позвоночных некоторых видов. Синтетическое производное ретиналя может устранять необходимость в эндогенном ретиноиде.
В рамках настоящей заявки “профилактический” и “профилактически” относятся к введению синтетического производного ретиналя для предотвращения ухудшения или дальнейшего ухудшения зрительной системы позвоночных в сравнении с сопоставимой зрительной системой позвоночных, не получающей синтетическое производное ретиналя. Термин “восстанавливать” относится к длительному (например, измеряемому в неделях или месяцах) улучшению фоторецепторной функции в зрительной системе позвоночных в сравнении с сопоставимой зрительной системой позвоночных, не получающей синтетическое производное ретиналя. Термин “стабилизировать” относится к минимизации дополнительного разрушения в зрительной системе позвоночных в сравнении с сопоставимой зрительной системой позвоночных, не получающей синтетическое производное ретиналя.
В одном из аспектов глаз позвоночного характеризуется как имеющий врожденный амавроз Лебера (“LCA”). Это заболевание представляет собой очень редкое детское заболевание, поражающее детей при рождении или вскоре после него. При нем в глазах повреждаются как палочки, так и колбочки. Например, в LCA вовлечены некоторые мутации в генах, кодирующих белки RPE65 и LRAT. Мутации в обоих генах приводят к неспособности индивидуума образовывать 11-цис-ретиналь в надлежащих количествах. Таким образом, 11-цис-ретиналь отсутствует или присутствует в сниженных количествах. У индивидуумов с дефектом RPE65 в RPE накапливаются сложные эфиры ретинила. Индивидуумы с дефектом LRAT не способны образовывать сложные эфиры и, следовательно, секретировать какие-либо избыточные ретиноиды. При LCA синтетическое производное ретиналя можно использовать для замены отсутствующего или исчерпанного 11-цис-ретиналя.
В другом аспекте глаз позвоночного характеризуется как имеющий белоточечный ретинит. Это заболевание представляет собой форму пигментного ретинита, характеризующуюся недостатком 11-цис-ретиналя в палочках. Для замены отсутствующего или исчерпанного 11-цис-ретиналя можно использовать синтетическое производное ретиналя.
В другом аспекте глаз позвоночного характеризуется как имеющий врожденную стационарную ночную слепоту (“CSNB”) или белоточечное глазное дно. Эта группа заболеваний проявляется ночной слепотой, но при отсутствии прогрессирующей потери зрения, как в случае пигментного ретинита. Некоторые формы CSNB обусловлены задержкой в метаболическом цикле 11-цис-ретиналя. До последнего времени полагали, что белоточечное глазное дно представляет собой частный случай CSNB, с патологическим наружным видом сетчатки, где на сетчатке появляются сотни небольших белых точек. Недавно было показано, что это также представляет собой прогрессирующее заболевание, хотя и с намного более медленным развитием, чем пигментный ретинит. Оно обусловлено дефектом гена, приводящим к задержке в цикле преобразования 11-цис-ретиналя. Таким образом, синтетическое производное(ые) ретиналя вводят для восстановления фоторецепторной функции посредством замены ретиноида.
В еще одном аспекте глаз позвоночного характеризуется как имеющий связанную с возрастом дегенерацию желтого пятна (“AMD”). AMD может быть влажного или сухого вида. При AMD потеря зрения возникает, когда осложнения в конце заболевания вызывают под сетчаткой рост новых кровеносных сосудов или атрофию сетчатки. Не подразумевая ограничение какой-либо конкретной теорией, избыточное образование побочных продуктов из фоторецепторов может перегружать RPE. Это обусловлено недостатком 11-цис-ретиналя, доступного для связывания опсина. Свободный опсин является неустойчивым соединением и может спонтанно вызывать запуск биохимических реакций зрительного каскада в отсутствие воздействия света.
Введение синтетического производного ретиналя в глаз позвоночного может снижать недостаточность 11-цис-ретиналя и подавлять спонтанный запуск опсина. Введение синтетического производного ретиналя может уменьшать образование побочных продуктов и/или снижать образование друз, а также уменьшать или замедлять потерю зрения (например, образование новых сосудов в сосудистой оболочке глаза и/или хориоретинальную атрофию).
В других аспектах синтетическое производное ретиналя вводят пожилому индивидууму, такому как человек. В рамках настоящей заявки возраст пожилого человека составляет, как правило, по крайней мере 45 или по крайней мере 50, или по крайней мере 60, или по крайней мере 65 лет. Индивидуум имеет стареющий глаз, который характеризуется как обладающий сниженными способностью ночного зрения и/или контрастной чувствительностью. Избыток несвязанного опсина случайным образом возбуждает зрительную систему трансдукции. Это создает в системе шум, и поэтому для способности хорошо видеть необходимы большая освещенность и большая контрастность. Подавление этих свободных молекул опсина синтетическим ретиналем снижает спонтанный запуск и повышает соотношение сигнал:шум, улучшая тем самым способность ночного зрения и контрастную чувствительность.
Синтетические производные ретиналя можно вводить человеку или другим, не относящимся к человеку позвоночным. Синтетическое производное ретиналя может быть практически чистым в том смысле, что оно содержит приблизительно менее чем 5% или приблизительно менее чем 1%, или приблизительно менее чем 0,1% других ретиноидов. Можно вводить сочетание синтетических производных ретиналя.
Синтетические производные ретиналя можно доставлять в глаз любыми приемлемыми способами, в том числе, например, пероральным, внутривенным, внутримышечным или местным введением. Способы местного введения могут включать в себя, например, глазные капли, внутриглазную инъекцию или окологлазную инъекцию. Как правило, окологлазная инъекция включает в себя инъекцию синтетического производного ретиналя в конъюктиву или в тенонову капсулу (покрывающую глаз фиброзную ткань). Как правило, внутриглазная инъекция включает в себя инъекцию синтетического производного ретиналя в стекловидное тело. Введение может быть неинвазивным, такое как посредством глазных капель или лекарственной формы для перорального применения.
Синтетические производные ретиналя можно составлять, например, в виде фармацевтических композиций для местного введения в глаз и/или для внутривенного, внутримышечного или перорального введения. В некоторых вариантах осуществления фармацевтическая композиция не является препаратом для наружного применения. В других вариантах осуществления фармацевтическая композиция не является косметическим препаратом.
Синтетические производные ретиналя можно составлять для введения с применением фармацевтически приемлемых носителей, а также обычно используемых в данной области способов. Носитель можно выбирать в соответствии с растворимостью синтетического производного ретиналя. Приемлемые фармацевтические композиции включают в себя композиции, которые можно вводить в глаз местно, например, посредством глазных капель, инъекции или т.п. В случае глазных капель препарат, необязательно, также может содержать, например, офтальмологически совместимые средства, такие как изотонизирующие средства, например хлорид натрия, концентрированный глицерин и т.п.; буферные средства, такие как фосфат натрия, ацетат натрия и т.п.; поверхностно-активные вещества, такие как моноолеат полиоксиэтиленсорбитана (также называемый полисорбат 80), полиоксилстеарат 40, полиоксиэтиленгидрогенизированное касторовое масло и т.п.; стабилизаторы, такие как цитрат натрия, эдентат натрия и т.п.; консерванты, такие как хлорид бензалкония, парабены и т.п.; и другие ингредиенты. Консерванты можно использовать, например, на уровне приблизительно от 0,001 до приблизительно 1,0% масс./об. Как правило, pH препарата находится в приемлемом для офтальмологических препаратов диапазоне, например, в диапазоне величин pH приблизительно от 4 до 8.
:
Также приемлемые фармацевтические композиции включают в себя композиции, составляемые для инъекции. Например, синтетическое производное ретиналя можно предоставлять в физиологическом растворе приемлемой для инъекции категории, в виде инъецируемого раствора липосом или в других носителях или индифферентных веществах. Внутриглазные и окологлазные инъекции известны специалистам в данной области и описаны в многочисленных публикациях, в том числе, например, Ophthalmic Surgery Principles of Practice, Ed., G.L. Spaeth, W.B. Sanders Co., Philadelphia, Pa., U.S.A., стр. 85-87 (1990).
Также синтетическое производное ретиналя можно вводить в препарате с высвобождением в течение времени, например, в композиции, включающей в себя полимер с замедленным высвобождением. Синтетическое производное ретиналя можно получать с носителем(ями), защищающим соединение от быстрого высвобождения, например, в виде препарата с контролируемым высвобождением, включая имплантаты и микроинкапсулированные системы доставки. Можно использовать биоразлагаемые, биосовместимые полимеры, такие как этиленвинилацетат, полиангидриды, полигликолевая кислота, коллаген, сложные полиортоэфиры, полимолочная кислота и полимолочные-полигликолевые сополимеры (PLG). Специалистам в данной области известно много способов получения таких препаратов.
"
Приемлемые дозированные лекарственные формы для перорального применения включают в себя, например, таблетки, драже, саше или капсулы из твердого или мягкого желатина, метилцеллюлозы или другого приемлемого вещества, легко растворяющегося в пищеварительном тракте. Можно использовать приемлемые нетоксичные твердые носители, включающие в себя, например, маннит, лактозу, крахмал, стеарат магния, сахарин натрия, тальк, целлюлозу, глюкозу, сахарозу, карбонат магния фармацевтических категорий и т.п. (См., например, Remington "Pharmaceutical Sciences, 17 Ed., Gennaro (ed.), Mack Publishing Co., Easton, Pennsylvania (1985)).
Дозы синтетических производных ретиналя можно соответствующим образом выбирать в зависимости от клинического статуса, состояния и возраста индивидуума, лекарственной формы и т.п. В случае глазных капель синтетическое производное ретиналя можно вводить, например, приблизительно от 0,01 мг, приблизительно 0,1 мг или приблизительно 1 мг до приблизительно 25 мг, приблизительно 50 мг или приблизительно 90 мг на одну дозу. Глазные капли можно вводить один или несколько раз в сутки по мере необходимости. В случае инъекций приемлемые дозы могут составлять, например, приблизительно от 0,0001 мг, приблизительно 0,001 мг, приблизительно 0,01 мг или приблизительно 0,1 мг до приблизительно 10 мг, приблизительно 25 мг, приблизительно 50 мг или приблизительно 500 мг синтетического производного ретиналя от одного до четырех раз в неделю. В других вариантах осуществления можно вводить приблизительно от 1,0 до приблизительно 300 мг синтетического производного ретиналя от одного до трех-пяти раз в неделю.
Как правило, дозы для перорального применения находятся в диапазоне приблизительно от 1,0 до приблизительно 1000 мг от одного до четырех или более раз в сутки. Пример диапазона доз для перорального введения составляет приблизительно от 10 до приблизительно 250 мг от одного до трех раз в сутки.
Следующие примеры представлены только в качестве иллюстрации различных аспектов изобретения и не предназначены для ограничения каким-либо образом изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Сложный эфир 9-цис-ретинила восстанавливает зрительный пигмент в модели LCA на мыши. Мышам LRAT-/- вводили через зонд пальмитат полностью транс-ретинила, ацетат полностью транс-ретинила или ацетат 9-цис-ретинила, как указано в подписи к фиг.1. После обработки экстрагировали ретиноиды из глаза и печени и анализировали посредством HPLC. Как представлено на фиг.1 слева, обработка мышей только ацетатом 9-цис-ретинила, а не аналогами полностью транс-ретинила, приводила к восстановлению наличия оксима син-9-цис-ретиналя, что указывает на образование хромофора и восстановление зрения у этих мышей. Значительное удерживание ретиноидов в печени, где высоко экспрессируется LRAT, не наблюдали, что указывает на низкую токсичность или отсутствие токсичности ретиноидов в этой животной модели LCA человека. Сложный эфир 9-цис-ретинила восстанавливает зрительный пигмент приблизительно за 5 часов (фиг.2), в то время как избыток ретиноида удаляется и метаболизируется (как представлено для 9-цис-ретинола).
Пример 2
Tetrahedron
Letters
Витамин A и его производные можно изомеризовать воздействием излучения. Например, Rao et al. ( 31:3441-44 (1990)) показали, что фотоизомеризация ацетата полностью транс-ретинола (производного витамина A) с использованием УФ-излучения широкого диапазона длин волн может приводить к получению смеси изомеров ацетата полностью транс-, 13-цис- и 9-цис-ретинола. Однако, как правило, эти способы неэффективны и приводят к получению небольших количеств такого ретиноида.
Способы
Получают растворы полностью транс-ретиноидов в метаноле с концентрацией 1 мг/мл. Растворы добавляют на стеклянную чашку Петри и подвергают воздействию УФ-излучения при 365 нм с использованием Bio-Rad GS Genelinker, при замене исходных ламп на лампы F8T5 8 ватт для изменения периодов времени в зависимости от ретиноида-мишени. Эта длина волны предпочтительна, поскольку излучение с более короткой длиной волны быстро разрушает ретиноиды. После обработки УФ растворы сушат, растворяют в гексане и очищают с использованием HPLC с нормальной фазой. Выход преобразования различался для каждого полностью транс-производного. Неизомеризованные полностью транс-производные или 13-цис- и 11-цис-производные можно повторно использовать в последовательных многократных циклах, повышая тем самым выход.
Результаты
Получение  ацетата 9-цис-ретинила из ацетата  полностью  транс-ретинила. Ацетат полностью транс-ретинила (Sigma № R4632) растворяли в метаноле до концентрации 1 мг/мл. Раствор наливали в стеклянную чашку Петри и облучали УФ-излучением при 365 нм, индуцируя изомеризацию (фиг.3). Облучение в течение двух минут приводит к получению смеси изомеров, ~25% ацетата 9-цис-ретинила, как показано посредством HPLC (фиг.4).
На следующей диаграмме представлены некоторые другие соединения, которые можно получать этим способом.
1
6
R представляет собой водород или низшие алкилы в диапазоне от C до C. R' представляет собой R или любые высшие алкилы, такие как пальмитат, олеат, или сложные группы, такие как сукцинат, фумарат и другие функциональные группы.
Пример 3
et
al.,
J.
.
et
al.,
Proc.
.
.
.
USA
et
al.,
J.
Уровни оксимов 9-цис-RAL (измеряемых как альдегид син- и анти-9-цис-ретинила) в глазах мышей Lrat-/- после однократной дозы или многократных доз ацетата 9-цис-ретинила (9-цис-R-ацетат). Мышам Lrat-/- через зонд для перорального введения вводили дозы 9-цис-R-ацетата в растительном масле (100% масло канолы) в объеме 500 мкл (2,5 мг/мл). Масса мышей составляла приблизительно 30-50 г. Через 3 суток определяли посредством HPLC уровни оксимов 9-цис-RAL. Вкратце, все экспериментальные процедуры, связанные с экстракцией, дериватизацией и разделением ретиноидов из препарируемых глаз мыши, проводили, как описано ранее. См. Van Hooser  Biol Chem. 277:19173-182 (2002); Van Hooser  Natl Acad Sci 97:8623-28 (2000); Maeda  Neurochem. 85:944-56 (2003). Все реакции, в которые вовлечены ретиноиды, проводили при слабом красном свете.
На фиг.5a представлен уровень 9-цис-RAL в глазах мыши Lrat-/- после различных доз 9-цис-R-ацетата. Пики обозначены посредством времени удерживания и УФ-спектра и сопоставлены со стандартами. Пик, соответствующий приблизительно 19 минуте, возник в результате изменений в композиции растворителя. Анализ ретиноидов выполняли на HPLC HP1100, оборудованном счетчиком с диодной матрицей и программным обеспечением HP Chemstation (A.07.01), что позволяет выявлять изомеры ретиноидов в соответствии с их специфическим временем удерживания и максимумом поглощения. Колонка с нормальной фазой (Beckman Ultrasphere Si 5 мкм, 4,6 мм×250 мм) и изократическая система растворителя из 0,5% этилацетата в гексане (об./об.) в течение 15 минут с последующим 4% этилацетатом в гексане в течение 60 минут при объемной скорости потока 1,4 мл/минута (всего 80 минут) с регистрацией при 325 нм позволили частично разделить при 20°C сложные эфиры 11-цис-ретинила, сложные эфиры 13-цис-ретинила и сложные эфиры полностью транс-ретинила.
Уровни 9-цис-RAL для глаза нормировали при дозах приблизительно 4-6 мкмоль. На фиг.5b представлен уровень 9-цис-RAL в глазах мыши Lrat-/- после доз 9-цис-R-ацетата различной величины и количества. Уровни 9-цис-RAL с течением времени накапливались. Уровни 9-цис-RAL повышались приблизительно от 50 мкмоль для глаза до приблизительно 600 мкмоль для глаза. Непрерывная серая линия отражает максимальный уровень изородопсина, измеряемый как уровень оксимов 9-цис-ретиналя в глазах мыши Lrat-/- после 10 введений через зонд; пунктирные серые линии указывают стандартные отклонения. Максимальный уровень изородопсина сопоставим с уровнем родопсина у мышей дикого типа (WT).
Пример 4
.,
J.
.
.,
.
.
Acad.
Sci.
USA
et
al.,
J.
Уровни хромофора (комплексов опсин/ретиналь) измеряли в глазах мышей после введения доз изоформ полностью транс-ретиноида или сукцината 9-цис-ретинила. Пальмитат полностью транс-ретинила, ацетат полностью транс-ретинила, полностью транс-ретиналь (альдегид витамина A), полностью транс-ретинол (витамин A), сукцинат полностью транс-ретинила и сукцинат 9-цис-ретинила вводили мышам Lrat-/- через зонд для перорального введения. Пять миллиграмм изоформ ретиноида или сукцината 9-цис-ретинила вводили в 100% масле канолы в концентрации 40 мг/мл. Через 3 суток определяли уровни хромофора (как оксимов полностью транс-ретиналя или оксимов 9-цис-ретиналя), как описано ранее. См. Van Hooser et al Biol Chem. 277:19173-182 (2002); Van Hooser et al Proc Natl 97:8623-28 (2000); Maeda  Neurochem. 85:944-56 (2003). Все реакции, в которые вовлечены ретиноиды, проводили при слабом красном свете.
На фиг.6 представлено, что изоформы полностью транс-ретиноида практически не оказывали эффекта на восстановление уровней хромофора. В отличие от этого, введение сукцината 9-цис-ретинила восстанавливало уровни хромофора.
Пример 5
et
al.,
J.
.
SA
et
al.,
J.
Neurochem
Сравнение биодоступности доставляемых пероральным способом 9-цис-ретинальдегида и ацетата 9-цис-ретинила на модели LRAT-/-. Мышам LRAT-/- вводили 9-цис-ретинальдегид и ацетат 9-цис-ретинила в низких (10 мкмоль) и высоких (15 мкмоль) дозах. Уровни хромофора (как оксимов 9-цис-ретиналя) определяли, как указано ранее. См. Van Hooser  Biol Chem. 277:19173-182 (2002); Van Hooser et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U 97:8623-28 (2000); Maeda . 85:944-56 (2003). Все реакции, в которые вовлечены ретиноиды, проводили при слабом красном свете.
На фиг.7 представлено, что введение ацетата 9-цис-ретинила в низких и высоких дозах восстанавливает уровни хромофора более эффективно, чем 9-цис-ретинальдегид. Этот эффект более выражен при низких (10 мкмоль) дозах. Поскольку введение ретиноидов может приводить к токсичности, то для восстановления уровней хромофора предоставляют приемлемую биодоступную форму в виде пролекарств, таких как сложные эфиры ретинила (например, ацетат 9-цис-ретинила), снижая в то же время риск, который связан с токсичностью ретиноидов.
Предшествующие примеры предназначены для иллюстрации, а не ограничения объема заявленных изобретений. Другие варианты изобретений полностью понятны специалистам в данной области и включены в прилагаемую формулу изобретения. Все указанные здесь публикации, патенты, патентные заявки и другие ссылки приведены здесь полностью в качестве ссылки.