ПРОТИВОСУДОРОЖНОЕ СРЕДСТВО
ANTI-CONVULSIVE MEDICINE

Изобретение относится к медицине, конкретно к применению этилового эфира (1S,2S,3R,5S)-2-амино-2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гептан-3-карбоновой кислоты формулы 1,
в качестве противосудорожного средства.
В настоящее время около 50 млн человек (до 1% населения мира) страдает эпилепсией. Целью лекарственной терапии эпилепсии является эффективный контроль судорог и поддержание хорошего качества жизни, что во многом определяется не только эффективностью, но и безопасностью лечения. По данным рандомизированных исследований показано, что примерно у 25% пациентов судороги не поддаются контролю основными противоэпилептическими препаратами, такими как карбамазепин, фенитоин, вальпроевая кислота, этосуксимид, фенобарбитал и бензодиазепины [М.Д.Машковский. Лекарственные средства. Издание пятнадцатое. М.: Новая Волна, 2006; В.Э.Колла, С.А.Шеленкова. Поиск новых противосудорожных веществ. Пермь. 2006].
В связи с тем, что монотерапия эпилепсии неэффективна в 20-30% случаев, при ее лечении часто используют комбинации противоэпилептических препаратов. Это, однако, повышает риск разнообразных, в том числе серьезных побочных реакций, что отрицательно влияет на качество жизни пациентов. Поэтому поиск и разработка новых низкотоксичных средств для лечения эпилепсии остается актуальной проблемой.
Задача изобретения заключается в создании эффективного низкотоксичного лекарственного средства для предупреждения развития судорожных состояний различной этиологии, а также в расширении ассортимента противосудорожных средств.
Поставленная задача решается путем использования в качестве противосудорожного средства известного соединения - этилового эфира (1S,2S,3R,5S)-2-амино-2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гептан-3-карбоновой кислоты формулы 1, получаемого в результате несложного двухстадийного синтеза из распространенного монотерпена (+)-α-пинена 2 по приведенной ниже схеме [Z.Szakonyi, Т.Martinek, A.Hetenyi, Tetrahedron: Asymmetry, 2000, 11, 4571]:
50
Нами обнаружен в литературе только один пример использования соединения с пинановым остовом в качестве противосудорожного средства [J.A.Waters, E.B.Hollingsworth, J.W.Daly, G.Lewandowski, C.R.Creveling. J. Med. Chem., 1986, 29, 1512]. В тесте максимального электрошока средняя эффективная противосудорожная доза (ЭД) соединения 4 составила более 100 мг/кг. Другой энантиомер этого соединения, вещество 5, не проявил существенного противосудорожного эффекта в дозе 300 мг/кг.
50
Острая токсичность соединения 1 определялась на белых беспородных мышах массой 20-22 г при однократном внутрижелудочном способе введения по методу Кербера. Показано, что соединение 1 является умеренно токсичным веществом: ЛД больше 1000 мг/кг, т.е. не менее чем в 1.75 и 8.1 раза ниже, чем среднесмертельная доза сибазона и фенобарбитала соответственно при аналогичном способе введения.
Для исследования антиконвульсивной активности соединения 1 был использован набор стандартных тестов: «открытое поле», судороги, вызванные стимулятором центрального генеза - коразолом (90 мг/кг внутрибрюшинно), H-холиномиметиком - никотином (20 мг/кг, внутрибрюшинно), тест с предшественником дофамина L-Дофа (200 мг/кг внутрибрюшинно), характеризующий воздействие на дофаминергическую (адренергическую) систему, а также взаимодействие со снотворным препаратом хлоралгидратом (300 мг/кг внутрибрюшинно).
В тестах «открытое поле» и взаимодействие с L-Дофа эффект оценивали по изменению количества различных видов движений и общего эмоционального состояния животных. Регистрация двигательных актов производилась автоматически в установке «TRUSCAN» (COULBOURN INSTRUMENTS, США).
Изучаемое соединение вводили в дозе 10 мг/кг однократно внутрижелудочно за час до тестирования. Эталон сравнения сибазон вводили в дозе 2.5 мг/кг.
Все полученные экспериментальные данные обрабатывали с использованием t-критерия Стьюдента.
Влияние соединения 1 на поведенческие реакции мышей изучали в тесте «открытое поле». Установлено, что соединение 1 по сравнению с контролем достоверного влияния на двигательную активность не оказывает (табл.1).
О взаимодействии соединения 1 со снотворным препаратом хлоралгидратом судили по его способности изменять длительность хлоралгидратового сна, в частности, по времени утраты и восстановления рефлекса переворачивания мышей. Результаты, представленные в табл.2, свидетельствуют о том, что соединение 1 в дозе 10 мг/кг увеличивает продолжительность действия хлоралгидрата на 21%.
Противосудорожную активность оценивали по проценту выживших животных после внутрибрюшинного введения коразола в токсической дозе 90 мг/кг.
50
50
50
Из данных таблицы 3 видно, что соединение 1 на 67% блокировало развитие судорог и, соответственно, наступление летальных исходов, тем самым, проявляя противосудорожное действие в отношении вводимой дозы конвульсанта; ЭД<10 мг/кг (ЭД фенобарбитала 72 мг/кг, ЭД сибазона 0.5 мг/кг [Е.Г.Пароникян, А.С.Норавян, Ш.Ф.Акопян, И.А.Джагацпанян, И.М.Назарян, Р.Г.Пароникян. Журнал Хим.-Фарм. 2007, 41, 9, 14]).
При воспроизведении никотиновых судорог происходит возбуждение H-холинорецепторов в продолговатом мозге. Соединение 1 вводили однократно внутрижелудочно в дозе 10 мг/кг за час до воспроизведения судорог.
Установлено, что соединение 1 блокирует развитие никотиновых судорог на 75%, проявляя противосудорожный эффект (табл.4).
В тесте с L-Дофа, характеризующем опосредованное воздействие на дофаминергическую (адренергическую) систему, показано, что соединение 1 в дозе 10 мг/кг не оказывает влияния на дофаминергическую систему (табл.5).
Большое значение имеет абсолютная конфигурация соединения 1. Соединение 6, являющееся другим энантиомером вещества 1, напротив потенцирует действие коразола, усиливая развитие судорог (табл.6).
Таким образом, соединение 1 имеет меньшую токсичность при однократном внутрижелудочном введении, чем известные антиконвульсанты сибазон и фенобарбитал, проявляет противосудорожное действие в тестах «никотиновые» и «коразоловые» судороги, возможно связанное с влиянием агента на нейромедиаторные (ГАМК-ергическую и H-холинергическую) системы, вовлеченные в регуляцию судорожного ответа. Кроме того, соединение 1 не проявляет активность по отношению к дофаминергической системе и незначительно потенцирует действие хлоралгидрата. В отличие от сибазона и фенобарбитала изучаемый агент не оказывает в исследуемой дозе влияния на двигательную активность.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
2,5
Пример 1. Синтез (1S,2S,5R,7S)-2,8,8-триметил-3-азатрицикло[5.1.1.0]нонан-4-она 3.
D
3
2
3
4
D
2,5
25
1
К раствору 5.0 г (0.037 моль) (+)-α-пинена (Aldrich, 99.8%, ее 97.4%, [α]+50.5° (с 5, CHCl)) 2 в 50 мл сухого диэтилового эфира прибавили при 0°С раствор 5.2 г (3.2 мл, 0.037 моль) хлорсульфонилизоцианата в 5 мл сухого диэтилового эфира, затем добавили еще 50 мл сухого диэтилового эфира. Полученную реакционную смесь перемешивали при охлаждении ледяной баней на магнитной мешалке в течение 1.5 ч. Не убирая перемешивания и охлаждения, по каплям прибавили раствор 15 г NaSО в 103 мл воды, поддерживая рН 7÷8 постепенным добавлением необходимого количества 20%-ного раствора КОН в воде. Убрали охлаждающую баню, смесь перемешивали еще 3 ч. Органическую часть отделили, водную экстрагировали диэтиловым эфиром (2×75 мл). Объединенные органические фазы сушили над MgSO. Растворитель отогнали на роторном испарителе, остаток перекристаллизовали из диэтилового эфира. Получили 5.7 г (86%) (1S,2S,5R,7S)-2,8,8-тpимeтил-3-aзатрицикло[5.1.1.0]нoнан-4-oна 3. [α] +97.9° (с 2.1, МеОН). Спектр ЯМР Н соединения 3 совпал со спектром, приведенным в литературе [Z.Szakonyi. Т.Martinek, A.Hetenyi, Tetrahedron: Asymmetry, 2000, 11, 4571].
Пример 2. Синтез, этилового эфира (1S,2S,3R,5S)-2-амино-2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гептан-3-карбоновой кислоты 1.
4
1
К 4.4 г (0.025 моль) соединения 3 прибавили 50 мл 8%-ного раствора HCl в этаноле. Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником при перемешивании в течение 6 ч. Спирт отогнали, добавили воду, насыщенным раствором гидрокарбоната натрия довели рН до 8, экстрагировали диэтиловым эфиром (3×20 мл). Сушили над MgSO. Растворитель отогнали на роторном испарителе. Разделение продуктов реакции проводили методом колоночной хроматографии на силикагеле (16 г), элюент - гексан с градиентом этилацетата от 0 до 100%. Получили 5.1 г (92%) этилового эфира (1S,2S,3R,5S)-2-амино-2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гептан-3-карбоновой кислоты 1. Спектр ЯМР Н соединения 1 совпал со спектром, приведенным в литературе [Z.Szakonyi, Т.Martinek, A.Hetenyi, Tetrahedron: Asymmetry, 2000, 11, 4571].
Пример 3. Влияние соединения 1 на психолокомоторную активность в тесте «открытое поле»
Изучение влияния соединения 1 на психолокомоторную активность проводили на белых беспородных мышах-самцах массой 22-25 г в тесте «открытое поле».
Изучаемые соединения вводили в дозе 10 мг/кг, эталон сравнения сибазон - в дозе 2.5 мг/кг внутрижелудочно за час до тестирования. Эффект оценивали по изменению количества различных видов движений и общего эмоционального состояния животных на приборе фирмы TruScan (США). Результаты представлены в табл.1.
Установлено, что соединение 1 в дозе 10 мг/кг проявляет противотревожную активность, заключающуюся в увеличении количества и времени исследовательских реакций, аналогично эталону сравнения.
Таблица 1
Влияние соединения 1 на показатели двигательной активности мышей
Группа, доза
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
Контроль
12.3±1.7
103.4±2.7
16.6±2.7
302.3±23.7
2.5±0.2
5.4±1.0
6.1±1.0
0.9±0.5
Сибазон 2,5 мг/кг
10.3±0.7
107.0±2.1
13.0±2.1
385.5±38.1*
3.2±0.3*
7.0±1.2*
8.0±1.1*
0.0±0.0
110 мг/кг
11.1±1.0
104.1±1.1
15.9±1.1
309.9±22.9
2.6±0.2
5.0±0.8
6.3±0.8
0.4±0.3
* Р<0.05; достоверность по сравнению с контрольной группой;
А - общая двигательная активность (кол-во актов); Б - двигательная активность (сек); В - неподвижный момент (сек); Г - дистанция движения (см); Д - скорость движения (см/сек); Е - количество исследованных отверстий; Ж - время исследовательских реакций (сек); З - количество вертикальных вставаний.
Пример 4. Влияние соединения 1 на продолжительность действия снотворного препарата - хлоралгидрата
Таблица 2
Группа
Время засыпания, мин
Длительность сна, мин
Контроль, хлоралгидрат
4.1±0.2
115.8±6.8
1 + хлоралгидрат
4.3±0.4
139.1±7.9* (+21%)
*Р<0.05; достоверность по сравнению с контрольной группой
При взаимодействии соединения 1 с хлоралгидратом время засыпания остается неизменным, а продолжительность сна удлиняется на 21% по отношению к контролю, что говорит о некотором потенцирующем влиянии соединения 1 на действие хлоралгидрата.
Пример 5. Влияние соединения 1 на судороги, вызванные коразолом
Противосудорожную активность оценивали по проценту выживших животных после внутрибрюшинного введения коразола в токсической дозе 90 мг/кг. Исследуемое соединение вводили мышам внутрижелудочно в дозе 10 мг/кг за час до воспроизведения судорог. Результаты представлены в табл.3.
Таблица 3
Противосудорожная активность соединения 1 в тесте «коразоловые судороги»
Процент гибели животных в группе в %
Контроль коразол
1, 10 мг/кг
30%
10%
Результаты теста показывают, что соединение 1 в дозе 10 мг/кг на 67% блокирует развитие клонических судорог и, соответственно, наступление летальных исходов, тем самым, проявляет противосудорожное действие в отношении вводимой дозы конвульсанта.
Пример 6. Влияние соединения 1 на судороги, вызванные никотином
Противосудорожную активность оценивали по проценту выживших животных после внутрибрюшинного введения никотина в токсической дозе 20 мг/кг. Исследуемое соединение вводили мышам внутрижелудочно в дозе 10 мг/кг за час до воспроизведения судорог. Результаты представлены в табл.4.
Таблица 4
Противосудорожная активность соединения 1 в тесте «никотиновые судороги»
Процент гибели животных в группе в %
Контроль, никотин
1, 10 мг/кг
40%
10%
Из данных табл.4 видно, что соединение 1 в дозе 10 мг/кг проявляет значительный противосудорожный эффект.
Пример 7. Влияние соединения 6 на судороги, вызванные коразолом
Противосудорожную активность оценивали по проценту выживших животных после внутрибрюшинного введения коразола в токсической дозе 90 мг/кг. Исследуемое соединение вводили мышам внутрижелудочно в дозе 10 мг/кг за час до воспроизведения судорог. Результаты представлены в табл.5.
Таблица 5
Противосудорожная активность соединения 6 в тесте «коразоловые судороги»
Процент гибели животных в группе в %
Контроль коразол
1, 10 мг/кг
50%
75%
Результаты теста показывают, что соединение 1 в дозе 10 мг/кг на 67% блокирует развитие клонических судорог и, соответственно, наступление летальных исходов, тем самым, проявляет противосудорожное действие в отношении вводимой дозы конвульсанта.
Пример 8. Взаимодействие соединения 1 с предшественником дофамина L-ДОФА
Изучение влияния соединения на дофаминергическую систему осуществляли путем внутрибрюшинного введения L-ДОФА в дозе 200 мг/кг. Эффект оценивали в тесте «открытое поле» по изменению параметров двигательной активности. Изучаемое соединение вводили однократно внутрь в дозе 10 мг/кг за час до воспроизведения теста.
Результаты представлены в табл.6.
При изучении взаимодействия соединения 1 с L-ДОФА показано, что оно не оказывает влияние на дофаминергическую систему.
Таким образом, известное соединение - этиловый эфир (1S,2S,3R,5S)-2-амино-2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гептан-3-карбоновой кислоты 1 может применяться в качестве противосудорожного средства и отличается в лучшую сторону от средств бензодиазепинового ряда типа сибазона следующим:
- отсутствием влияния на психолокомоторную активность;
- меньшим седативным эффектом;
- проявлением холиноблокирующего действия;
- не менее чем в 1.75 раз меньшей токсичностью;
- простым синтезом из доступного природного соединения α-пинена.
Таблица 6
Влияние соединения 1 на двигательную активность при воздействии L-Дофа
Группа, доза
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
Контроль
11.0±1.4
107.2±2.4
14.0±2.4
380.0±40.1
3.1±0.4
2.8±0.1
0.0±0.0
12.2±1.6
L-Дофа, 200 мг/кг, в/б
15.0±1.8
74.6±9.3
45.4±9.3
151.4±32.1
1.2±0.3
0.0±0.0
0.0±0.0
2.4±0.7
1, 10 мг/кг
15.3±1.3
76.0±10.2
44.0±10.2
150.8±26.6
1.2±0.2
0.0±0.0
0.0±0.0
3.2±0.8
А - общая двигательная активность (кол-во актов); Б - двигательная активность (сек); В - неподвижный момент (сек); Г - дистанция движения (см); Д - скорость движения (см /сек); Е - количество исследованных отверстий; Ж - время исследовательских реакций (сек); З - количество вертикальных вставаний.