ПРОИЗВОДНЫЕ ДИОКСОАНТРАЦЕН СУЛЬФОНАТА
DIOXOANTHRACENE SULPHONATE DERIVATIVES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к некоторым производным диоксоантрацен сульфоната, способу их получения и применению соединения в качестве лекарственного средства, в частности, при лечении состояний, на которые влияют провоспалительные цитокины группы IL-1, более конкретно, воспалительных и аутоиммунных болезней, например, артритов.
Уровень техники
Известно применение реина, 4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновой кислоты, и ее диацетилированного производного диацереина, в ряде фармацевтических составов. В частности, известно применение реина и диацереина для лечения артритов, более конкретно, остеоартрита и ревматоидного артрита, например, как описано в US 4,244,968, GB 1578452, EP 544880 B1, EP 636602 B1 и US 6,610,750, и псориаза и связанных с ним состояний, как описано в EP 1248608 B1. Было также описано применение реина и диацереина для лечения различных состояний, например воспалительных заболеваний, аутоиммунных болезней, сосудистых болезней, в качестве болеутоляющего препарата, диабетического нефроза.
Считается, что цитокины IL-1 (α, β) и TNF-α играют основную роль в качестве медиаторов при воспалительных процессах и процессах разрушения хряща. Также считают, что IL-1 и TNF-α участвуют в медиации при биологических ответных реакциях на эндотоксины и другие инфекционные стимулы. Обширный обзор провоспалительных и противовоспалительных цитокинов был сделан С.А.Динарелло, доктором медицины и Л.Л.Молдавером, доктором наук (C.A.Dinarello, MD et L.L.Moldawer, PhD) в учебнике для клиницистов «Провоспалительные и противовоспалительные цитокины при ревматоидном артрите» ("Proinflammatory and Antiinflammatory Cytokines in Rheumatoid Arthritis", 2000, Amgen Inc.). Цитокины IL-1 и TNF-α участвуют в механизме ряда воспалительных и аутоиммунных состояний, таких как остеоартрит, ревматоидный артрит, псориатический артрит, псориаз, болезнь Педжета, остеопороз, воспалительные заболевания органов таза, включая язвенный колит и болезнь Крона, эндометриоз, грануломатоз Вегенера, неврологические дисфункции, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, миелома, миелоидная лейкемия, костный метастаз, диабетический нефроз, хронические сердечные заболевания, артросклероз, астма.
Известно, что диацереин и его активный метаболит реин ингибируют синтез и активность провоспалительных катаболических цитокинов группы интерлейкина-1 (IL-1), в частности IL-1β. Было показано, что реин и диацереин ингибируют экспрессию IL-6, IL-8 и других цитокинов, например фактора некроза тканей (TNF-α). В частности, ингибирование реином и диацереином воспалительных цитокинов IL-1 и TNF-α было описано в WO 02/058681, WO 01/051044, авторами Ж.Мартель-Пеллетье с коллегами (J.Martel-Pelletier et al. Journal of Rheumatology, 1998, 25 (4), 753-762) и Э.Дуни с коллегами (Е.Douni et al. Arthritis, Res Ther, 2004, 6: R65-R72).
В хондроцитах пациентов, страдающих этими болезнями, отмечается высокий уровень экспрессии TNF-α и IL-1 по сравнению с хондроцитами здоровых людей, и считается, что этот специфический механизм действия реина как ингибитора IL-1 объясняет, по меньшей мере частично, эффективность реина и диацереина в лечении некоторых артритных состояний, например, ревматоидного артрита, остеоартрита и псориатического артрита.
Однако было показано, что метаболит алоэ-эмодин, присутствующий в диацереине, оказывает кластогенное действие в клетках толстой кишки и почек. Так, о генотоксичности алоэ-эмодина при исследовании с помощью кометного анализа сообщает, например, С.О.Мюллер с коллегами (S.О.Müller et al., Mutation Research, 371, (1996), 165-173).
Кроме того, недостатком реина и диацереина является их плохая растворимость в водных растворах, затрудняющая приготовление фармацевтических дозированных форм, из которых терапевтическое средство становится биодоступным. Более конкретно, плохая растворимость реина и диацереина представляет собой особую проблему при приготовлении составов для парентерального введения.
Известно, что диацереин и его активный метаболит реин имеют свойство вызывать слабительный эффект у пациентов при длительном лечении. Считается, что такой слабительный эффект можно отнести, по меньшей мере частично, на счет очень плохой растворимости реина и диацереина.
В настоящее время существует потребность в обеспечении другими соединениями для лечения или терапии состояний, на которые влияют или в которых участвуют провоспалительные цитокины группы IL-1, более конкретно, воспалительных и аутоиммунных болезней, включая артритические болезни.
Было бы предпочтительно предложить альтернативные соединения, обладающие активностью ингибировать провоспалительные цитокины группы IL-1, которые позволяют устранить некоторые недостатки реина или диацереина.
Было бы также предпочтительно предложить соединение, обладающее повышенной активностью ингибировать провоспалительные цитокины группы IL-1.
Раскрытие изобретения
В настоящей работе представлены новые фармацевтические соединения формулы
1
2
3
1-4
2-4
в которой каждая из групп R, R, R независимо является H или C алкильной группой или C ацильной группой;
4
5
3
6
6
1-4
2-4
каждая из групп R и R независимо является H или группой формулы -SOR, где R является H или C алкильной группой или C ацильной группой;
4
5
3
6.
при условии, что по меньшей мере одна из групп R и R является группой формулы -SOR
1
2
3
4
5
3
6
Согласно конкретному воплощению настоящего изобретения предлагается соединение формулы (I), в которой группы R, R, R и R являются H, и R является -SOR (формула (III)).
4
5
3
Изобретателями неожиданно было обнаружено, что соединения формулы (I) способны ингибировать выработку провоспалительных цитокинов группы IL-1. Было также показано, что соединения формулы (I), где R и/или R является -SOH, также обладают предпочтительными свойствами растворимости.
По одному из аспектов настоящего изобретения предлагается способ получения соединения формулы (I), который включает обработку серной кислотой соответствующего соединения формулы (II):
1
2
3
в которой каждая из групп R, R и R независимо являются H.
Согласно одному из аспектов изобретения настоящим предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение формулы (I), в сочетании с подходящими фармацевтически приемлемыми эксципиентами.
Согласно другим аспектам настоящее изобретение относится к соединению формулы (I), для применения в качестве лекарственного средства при лечении человека или животных, к соединению формулы (I), для лечения состояний, в которых участвуют или на которые влияют цитокины группы IL-1, более конкретно, для лечения воспалительных или аутоиммунных болезней, к применению соединения формулы (I), для приготовления лекарственного средства для лечения состояний, в которых участвуют или на которые влияют цитокины группы IL-1, более конкретно, для лечения воспалительных или аутоиммунных болезней, и способу лечения состояний, в которых участвуют или на которые влияют цитокины группы IL-1, включающему введение пациенту терапевтически эффективного количества соединения формулы (I).
Другие объекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из формулы изобретения и последующего подробного описания, примеров и сопроводительных чертежей.
Краткое описание чертежей
1
На фигурах 1(а), 1(b) и 1(с) показан Н-ЯМР-спектр соединения по настоящему изобретению;
На фигуре 2 показан масс-спектрометрический анализ того же соединения по настоящему изобретению;
На фигуре 3 приведена столбчатая диаграмма, отражающая воздействие соединения по настоящему изобретению на ингибирование выработки IL-1β цитокина в хондроцитах человека; и
На фигуре 4 приведена столбчатая диаграмма, показывающая дозозависимое ингибирование выработки IL-1β цитокина в хондроцитах человека соединением по настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение предлагает соединение формулы (I):
1
2
3
1-4
2-4
в которой каждая из групп R, R, R независимо является H или C алкильной группой или C ацильной группой;
4
5
3
6
6
1-4
2-4
каждая из групп R и R независимо является H или группой формулы -SOR, где R является H или C алкильной группой или C ацильной группой;
4
5
3
6.
при условии, что по меньшей мере одна из групп R и R является группой формулы -SOR
1
2
1-4
2-4
3
4
5
3
4
5
3
1
2
3
4
5
3
Согласно одному из воплощений изобретения R и R независимо выбирают из H, C алкильной группы или C ацильной группы; R является Н, и R и R могут быть Н или -SOH, при условии, что по меньшей мере одна из групп R и R является группой формулы -SOH. В предпочтительном воплощении, обе группы R и R являются либо H или ацетильными группами, обе группы R и R являются H, и R является -SOH.
1
2
3
4
5
3
4
5
3
Согласно одному из воплощений изобретения группы R, R, R являются H, и R и R независимо являются H или -SOH, при условии, что по меньшей мере одна из групп R и R является -SOH.
Согласно предпочтительному воплощению настоящего изобретения предлагается соединение формулы (III) (6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновая кислота):
Соединение по настоящему изобретению может быть в форме фармацевтически приемлемой соли. Более конкретно, рассматриваются соли натрия, калия или аммония.
Соединения формулы (I) можно получить по способу настоящего изобретения, который включает обработку концентрированной серной кислотой соединения формулы (II).
1
2
3
1-4
2-4
2-4
2-4
1-4
2
2
1
2-4
2-4
в которой R, R и R являются H, для получения соответствующего соединения формулы (I), в форме сульфокислоты. На следующем этапе желаемую C алкильную группу или C ацильную группу можно селективно замещать с помощью традиционных способов. Например, реакции с C ацил-галогенидом, или соответствующим ацил-ангидридом, для введения желаемой Cацилокси группы, реакции со спиртом C для образования соответствующего эфира, или, например, реакции с диазометаном (CHN) для введения C алкильной группы или с C алкил-галогенидом для введения соответствующей C алкильной группы. В зависимости от желаемого замещения при необходимости могут быть введены известные защитные группы и отщеплены с помощью традиционных способов.
Альтернативно серная кислота может быть заменена пиросерной кислотой.
Реакцию с серной кислотой предпочтительно проводят при температуре от 60 до 120°C, предпочтительно около 100°C.
Время реакции с кислотой может варьировать в зависимости, например, от температуры реакции, используемой кислоты, желаемого продукта (например, в результате ди- или монозамещения сульфокислотой) и тому подобного. В качестве общих указаний о времени реакции, можно рассматривать время от 1 часа до 48 часов, например около 24 часов. Ход реакции предпочтительно можно отслеживать, например, с помощью ВЭЖХ, и останавливать реакцию после завершения реакции с получением желаемого замещенного продукта: ди- или моносульфоната.
3
Продукт можно выделить в форме его соответствующей соли, например, путем добавления галогенида соответствующего металла (например, NaCl), или вещества, образующего щелочь соответствующего металла (например, NaOH, KOH или NH). Рассматриваемые соли включают любую фармацевтически приемлемую соль, например, соль натрия, калия или аммония.
Полученное таким образом соединение формулы (I) можно очистить с помощью любого подходящего традиционного способа очистки, такого как, например, препаративная ВЭЖХ или разделение жидких фаз.
Соединения формулы (I) по настоящему изобретению проявляют активность в ингибировании провоспалительных цитокинов группы IL-1.
В ходе исследований на хондроцитах человека in-vitro неожиданно было показано, что соединения формулы (I) обладают более выраженной активностью ингибировать интерлейкин -1 (IL-1β) по сравнению с реином.
Предпочтительно, соединения формулы (I) могут позволить избежать появления метаболита алоэ-эмодина, присутствующего в диацереине.
В свете их активности в ингибировании провоспалительных цитокинов группы IL-1, соединения по настоящему изобретению рассматриваются для применения при лечении состояний, характеризующихся чрезмерно высоким или повышенным уровнем IL-1.
Состояния, которые можно лечить соединениями по настоящему изобретению, включают воспалительные и аутоиммунные болезни. В число состояний, которые можно упомянуть, входят ревматоидный артрит, остеоартрит, остеопороз, псориатический артрит, псориаз, артросклероз, болезнь Педжета, хронические сердечные заболевания, воспалительные заболевания органов таза, включая язвенный колит и болезнь Крона, эндометриоз, грануломатоз Вегенера, неврологические дисфункции, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, миелома, миелоидная лейкемия, костный метастаз, диабетический нефроз, эмфизема легких, астма.
По одному из аспектов настоящее изобретение относится к способу лечения состояний, характеризующихся повышенным уровнем IL-1 по сравнению со здоровыми индивидуумами, который включает введение пациенту эффективного количества соединения по настоящему изобретению или его фармацевтически приемлемой соли. Такими состояниями предпочтительно являются воспалительные или аутоиммунные болезни. Более конкретно состояния, которые предполагается лечить, включают воспаления суставов, в частности остеоартрит или ревматоидный артрит. Следует также отдельно упомянуть псориатический артрит и псориаз.
Вероятно, что соединения по настоящему изобретению будут применимы в клиниках при лечении целого ряда воспалительных и аутоиммунных болезней, описанных выше, благодаря их улучшенным физическим свойствам по сравнению с реином.
По одному из аспектов изобретения предлагается фармацевтическая композиция, содержащая соединение формулы (I), в сочетании с подходящими фармацевтически приемлемыми эксципиентами. Фармацевтические композиции по настоящему изобретению могут быть предназначены для применения в медицине или ветеринарии.
Фармацевтическая композиция по настоящему изобретению может иметь состав, подходящий для введения любым способом, включая, например, пероральный, внутримышечный, внутривенный, подкожный, ректальный, наружный, чрескожный, интраназальный, внутрисуставный, подъязычный и внутрибрюшинный способ введения.
Составы для перорального введения могут включать, например, таблетки, твердые или мягкие желатиновые капсулы, таблетки для рассасывания, водные или масляные суспензии, диспергируемые порошки или гранулы для восстановления, сиропы или эмульсии.
Составы для парентерального введения могут быть в любой подходящей фармацевтической форме, например, в форме стерильного водного буферного раствора или суспензии для инъекций, стерильного раствора или суспензии для инъекций в любом другом нетоксичном, приемлемом для парентерального введения растворителе или разбавителе, или в лиофилизированной форме, предназначенной для восстановления в момент использования.
Композиции по настоящему изобретению могут быть также представлены в виде составов для наружного применения, например, в форме крема, геля, мази или эмульсии в водном или масляном носителе.
1
2
3
4
5
3
3
Предполагается, что соединения формулы (I) по настоящему изобретению будут иметь лучшую растворимость в воде по сравнению с реином или диацереином, благодаря присутствию сульфонатной группы. Например, было показано, что соединения формулы (I) по настоящему изобретению, в которых группы R, R, R являются H, и группы R и R независимо друг от друга являются H или SOH или обе являются SOH, обладают особенно хорошей растворимостью в водном растворе. Например, соединение формулы (III) обладает растворимостью в воде 1,2 мг/мл, тогда как реин и диацереин практически нерастворимы в воде.
Хорошая растворимость соединений по настоящему изобретению позволяет предпочтительно вводить эти соединения парентерально, то есть путем инъекции или инфузии, более конкретно, путем внутрисуставной, внутримышечной, внутривенной или подкожной инъекции или инфузии.
Фармацевтические композиции могут быть приготовлены в соответствии с известными способами с использованием известных фармацевтических эксципиентов и/или добавок.
Рассматриваются любые традиционные фармацевтически приемлемые эксципиенты, например, разбавители; связывающие вещества; поверхностно-активные вещества; смазывающие вещества; суспендирующие вещества; эмульгаторы; буферные вещества, препятствующие комкованию; водные или масляные носители; вещества для улучшения распадаемости таблеток; консерванты; вкусовые добавки; подсластители; красители, в соответствии с выбранным способом введения.
Подходящий режим дозировки будет варьировать помимо прочих в зависимости от таких факторов, как терапевтическое применение, тяжесть состояния с учетом пациента, который принимает лечение. Обычная суточная доза может варьировать в пределах от около 0,05 мг до около 150 мг на кг веса тела пациента в сутки. Как правило, суточная доза составляет от около 10 мг до 500 мг в сутки, но могут рассматриваться дозы в диапазоне от около 10 мг до около 250 мг в сутки. Количество активного ингредиента в одной дозированной лекарственной форме будет зависеть от перечисленных выше факторов, а также от выбранного способа введения, и обычно будет составлять в пределах от 1 мг до 500 мг активного ингредиента на дозированную лекарственную форму.
Ниже изобретение будет проиллюстрировано следующими неограничивающими примерами.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Получение 6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновой кислоты
Реин (1 г), полученный путем деацетилирования чистого диацереина с чистотой более 99%, растворили в концентрированной серной кислоте (100 мл). Раствор нагревали при 100°C при помешивании в течение 24 часов. Ход реакции отслеживали в реальном времени с помощью ВЭЖХ до завершения реакции. Затем реакционную смесь охладили и прилили к ней 2 л воды при перемешивании. Полученный раствор хранили в течение ночи при 4°C. Непрореагировавший при образовании соли материал реина был удален путем центрифугирования.
6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновая кислота была осаждена в виде натриевой соли путем добавления 110 г хлорида натрия. Полученную суспензию охлаждали при 4°C в течение одного часа, затем провели центрифугирование для отделения твердого продукта и высушили под вакуумом. Было получено 2,32 г продукта.
Выделение солей:
Полученный выше продукт добавили в воду (115 мл) при перемешивании при 4°C в течение 30 минут. Затем провели центрифугирование суспензии и надосадочную жидкость с остаточными солями слили с осадка. Эту операцию повторили семь раз до получения постоянной электропроводности (около 330 микроСименс/см), которую замеряли с помощью прибора для измерения электропроводности (радиометр CDM 206). Затем осадок после центрифугирования высушили под вакуумом, получив 480 мг продукта с чистотой 95,6% согласно анализу с помощью ВЭЖХ.
Пример 2
Определение характеристик
1
H-ЯМР-анализ:
1
Регистрацию Н-ЯМР спектра продукта, полученного в примере 1, проводили в диметилсульфоксиде (ДМСО) на спектрометре Брукера (Bruker) при 400 МГц. Полученные спектры, приведенные на фигурах с 1(а) по 1(с), показывают совпадение с продуктом 6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновой кислотой.
1
Спектр Н-ЯМР указывает на присутствие только четырех ароматических протонов, двух в метаположении и двух - в орто-положении, что подтверждает факт замещения сульфогруппой кольца, в котором ранее был только один гидроксильный заместитель. Химические смещения (сдвиги) в сравнении с расчетными химическими смещениями на базе дискретных приращений показывают, что замещение сульфогруппой произошло в орто-положении.
Масс-спектрометрический анализ:
Масс-спектрометрический анализ продукта в примере 1 был выполнен на спектрометре Agilent 1100 LC-MS, с ионизацией при атмосферном давлении и электрораспылением отрицательных ионов. Полученный спектр, приведенный на фиг.2, имеет пик при 364, и это совпадает с продуктом 6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновой кислотой формулы (III).
Пример 3
Получение натриевой соли 6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновой кислоты
3
4
Реин (1г), полученный путем деацетилирования чистого диацереина с чистотой более 99%, растворили в концентрированной серной кислоте (100 мл). Раствор нагревали при 100°C при помешивании в течение 24 часов. Ход реакции отслеживали в реальном времени с помощью ВЭЖХ до завершения реакции. Затем реакционную смесь охладили и прилили к ней 2 л воды при перемешивании. Полученный раствор хранили в течение ночи при 4°C. Непрореагировавший при образовании соли материал реина был удален путем центрифугирования. PH надосадочной жидкости довели до 7,0 путем добавления 1 М NaOH. Затем продукт 6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновая кислота в форме ее натриевой соли был отделен от раствора и очищен способом препаративной ВЭЖХ с применением обратнофазовой хроматографии на кремниевой колонке С 18 и использованием смеси метанол/вода/HPO в качестве элюента. Был выделен 1 г продукта и охарактеризован как натриевая соль 6-сульфо-4,5-дигидрокси-9,10-диоксо-2-антраценкарбоновой кислоты с помощью методов ЯМР и масс-спектрометрического анализа согласно описанию в примере 2.
Пример 4
Изучение ингибирования IL-1β на хондроцитах человека in vitro
Изучали активность соединения из примера 1 и активность реина по ингибированию стимулируемой липополисахаридом (ЛПС) выработки IL-1β цитокина хондроцинами нормального пациента и пациента, страдающего остеоартритом (ОА).
Материалы и методы:
Человеческий хрящ был получен во время ортопедической хирургической операции по полному протезированию тазобедренного сустава в результате травматических переломов у обычных пациентов или у пациентов с ОА. Пациентов с ОА выбирали по следующим критериям (1) двухсторонний ОА, (2) диагноз умеренного ОА (степень I-III, по Келлгрену-Лоренсу), подтвержденный рентгеноскопическим обследованием и обследованием на предмет патологии.
Из образцов хряща, полученного от четырех пациентов с ОА и девяти нормальных пациентов, готовили суспензию изолированных хондроцитов. Образцы получали и поддерживали в асептических условиях. Хрящ разрезали на мелкие фрагменты и инкубировали с 1 мг/мл клостридиальной коллагеназы в карбонатно-бикарбонатном буфере в течение 48 часов при 37°C. После отделения от хрящевой основы хондроциты центрифугировали при 1500 об/мин в течение пяти минут. Для опыта были использованы отделенные хондроциты, суспендированные в культуральной среде (среда Игла, модифицированная по способу Дульбекко, с добавлением 10% фактора стволовых клеток). Жизнеспособность клеток оценивали методом эксклюзии трипанового синего.
Хондроциты стимулировали к выработке IL-1β бактериальным эндотоксином (ЛПС) in vitro следующим образом:
6
Аликвотные пробы по 1×10 клеток/мл в культуральной среде помещали в 15-мл пробирки Фалькона и выдерживали при встряхивании на ротационном шейкере (100 об/мин).
Хондроциты культивировали в течение 48 часов в присутствии мукополисахаридов (10 мкг/мл) с 20 мг/мл реина или возрастающих концентраций (1, 5, 10, 20 и 30 мкг/мл) испытываемого соединения (соединение из примера 1). Образцы с добавлением раствора реина подвергали обработке ультразвуком в течение пяти минут для сведения к минимуму проблем растворимости, связанных с гидрофобной природой реина. Этой проблемы не было с растворами испытываемого соединения в связи с его хорошей растворимостью.
Исследовали выработку IL-1β хондроцитами в культуральной среде на культурах, выращенных из различных образцов с помощью набора для твердофазного иммуноферментного анализа ELISA.
На фиг.3 показаны результаты, полученные при воздействии реина и соединения из примера 1 на выработку IL-1β стимулированными ЛПС нормальными хондроцитами и хондроцитами пациентов с ОА при исследовании с помощью метода ELISA. На фиг.4 показано дозозависимое ингибирование выработки IL-1β у нормальных хондроцитов при воздействии исследуемого соединения (соединения из примера 1). Результаты, представленные на фиг.3, показывают, что соединение по настоящему изобретению проявляет значительно более высокую IL-1β - ингибирующую активность по сравнению с реином. Результаты на фиг.4 показывают, что соединение по изобретению проявляет выраженное ингибирование выработки IL-1β, причем максимальный уровень ингибирования достигается при концентрации от 10 до 20 мг/мл.