ПРИМЕНЕНИЕ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ ГИДРАЗОНОВ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВ, ОБЛАДАЮЩИХ АНТИГЛИКИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ
USE OF HETEROCYCLIC HYDRAZONES AS AGENTS HAVING ANTIGLYCATING ACTIVITY

Изобретение относится к биологически активным химическим соединениям, подавляющим реакцию гликирования белков, и может применяться в медицине для лечения и предотвращения развития осложнений сахарного диабета.
Задачей изобретения является расширение ассортимента средств, обладающих антигликирующим действием.
Поставленная задача достигается применением гетероциклических гидразонов общей формулы,
где
в качестве средств, обладающих антигликирующей активностью.
Неферментативное взаимодействие белков с глюкозой (реакция Майяра) приводит к образованию химических соединений - конечных продуктов гликирования (КПГ) (Н.А. Ансари, З. Рашид, Биомедицинская химия, 2010, Т. 56, С. 168-178). Именно внутри- и внеклеточное накопление КПГ считают важным фактором патогенеза таких заболеваний, как атеросклероз (М. Busch, S. Franke, С.  G. Wolf, European Journal of Clinical Investigation, 2010, Vol. 40, P. 742-755.), сердечная недостаточность, воспаление, ревматоидный артрит (A. Syngle, K. Vohhra, N. Garg, L. Kaur, P., International Journal of Rheumatic Diseases, 2012, Vol. 15, P. 45-55) и остеоартрит, нейродегенеративные заболевания (J. Li, D. Liu, L. Sun, Y. Lu, Z. Zhang, Journal of the Neurological Sciences, 2012, Vol. 317, P. 1-5), включая болезни Альцгеймера и Паркинсона.
Наиболее интенсивно гликирование протекает при сахарном диабете и имеет немаловажное значение в развитии его осложнений (S.-Y. Goh, М.Е. Cooper, The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2008, Vol. 93, P. 1143-1155; R. Ramasamy, S.F. Yan, A.M. Schmidt, Annals of the New York Academy of Sciences, 2011, Vol. 1243, P. 88-102). Ключевую роль в патогенезе диабетических осложнений играет взаимодействие циркулирующих КПГ с рецепторами КПГ - РКПГ, которое запускает несколько сигнальных путей, таких как активация траскрипционного ядерного фактора - каппа В (NF-kB), фермента NADPH-оксидазы, митоген-активируемой киназы (МАРК), внеклеточной сигнал-регулируемой киназы, GTP-азы (D. Chawla, S. Bansal, B.D. Banerjee et al., Microvascular Research, 2014, Vol. 95, P. 1-6), что в свою очередь приводит к повышению транскрипции таких белков, как молекулы межклеточной адгезии-1, Е-селектин, эндотелии-1, сосудистый эндотелиальный фактор роста, провоспалительные цитокины (С. Ott, K. Jacobs, E. Haucke et al., Redox Biology, 2014, Vol. 2, P. 411-429). Bсe вышеперечисленное лежит в основе патогенеза таких последствий сахарного диабета, как диабетические атеросклероз, нефро-, нейро-, ретино-, кардио-, ангиопатии, которые являются причиной высокого риска инвалидизации и смертности среди пациентов с сахарным диабетом.
В настоящее время ведется активный поиск ингибиторов неферментативного гликозилирования белков. Антигликирующая активность была выявлена в том числе и у различных производных ароматических гидразонов (Kh. М. Khan, М. Irfan, М. Ashraf, et al, Med. Chem. Res., 2015,Vol. 24, №7, P. 3077-3085; M. Taha, H. Naz, S. Rasheed, et al. Molecules, 2014, Vol. 19, P. 1286-1301; Kh. M. Khan, F. Rahim, N. Ambreen, et al. Medicinal Chemistry, 2013, Vol. 9, P. 588-595). Однако на сегодняшний день нет препаратов, специфически угнетающих образование конечных продуктов гликирования (КПГ), применяемых в клинической практике.
Наиболее близким решением к заявляемым соединениям с антигликирующей активностью является аминогуанидин (АГ) - первое и наиболее изученное вещество, ингибирующее гликирование белков (Peyroux J., Sternberg М., Pathologie Biologie, 2006, Vol. 54, P. 405-419). Он предотвращает формирование флюоресцирующих КПГ и глюкозо-производных поперечносшитых молекул коллагена. Механизм антигликирующего действия аминогуанидина связывают с его способностью захватывать реактивные дикарбонильные интермедиаты. Однако этот препарат обладает недостаточной эффективностью и имеет ряд побочных эффектов.
Авторами обнаружено неочевидное свойство, позволяющее применить указанные гетероциклические гидразоны в качестве ингибиторов образования конечных продуктов гликирования (КПГ).
Технический результат предлагаемого изобретения - применение гетероциклических гидразонов в качестве средств, специфически угнетающих образование КПГ. Гетероциклические гидразоны общей формулы,
где
обладающие антигликирующей активностью.
В патентной и научно-технической литературе информация о антигликирующей активности заявляемых соединений отсутствует.
Раскрытие изобретения. Взаимодействием гетероциклических или ароматических карбонильных соединений с гидразидами карбоновых кислот гетероциклического ряда синтезированы соответствующие гидразоны.
Пример 1.
1
N-(5-Нитро-4,6-диоксотетрагидропиримидин-2-илиден)тиофен-2-карбогидразид (соединение I).
К смеси 2,0 ммоля гидразида 2-тиофенкарбоновой кислоты в 30 мл изопропанола добавляют 2,6 ммоля 5-нитро-2,4,6-тетрагидропиримидинтриона. Смесь кипятят в течение 8 часов. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают холодным изопропанолом и сушат. Выход 64%. Т. пл. 186-187°С (разл.).
-1
ИК спектр, ν, см: 3087, 2960, 1665, 1623, 1535, 932.
9
7
5
5
Найдено, %: С 35.95; Н 2.46; N 23.18; S 10.41.CHNOS. Вычислено, %: С 36.37; Н 2.37; N 23.56; S 10.79.
1
3
3
3
4
3
4
6
2
Спектр ЯМР Н (ДМСО-d), δ, м.д. (J, Гц): 7.20 (1Н, д.д., J=5.1, J=3.9, СН), 7.80 (1Н, д.д., J=3.9, J=1.1, СН), 7.92 (1Н, д.д., J=5.1, J=1.1, СН), 9.68 (3Н, с, NH-C=O), 11.19 (1H, с, NO-CH-C=O).
13
6
Спектр ЯМР С (ДМСО-d), δ, м.д.: 92.79, 129.01, 130.93, 133.49, 135.36, 150.46, 159.50, 159.52, 162.56.
Пример 2.
1
4-Метил-N-(2,3,4-тригидроксибензилиден)-1,2,3-тиадиазол-5-карбогидразид (соединение II).
К смеси 2,5 ммоля гидразида 4-метил-1,2,3-тиадиазол-5-карбоновой кислоты в 10 мл этанола добавляют 2,7 ммоля 2,3,4-тригидроксибензальдегида. Смесь кипятят в течение 3 часов. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают холодным этанолом и сушат. Выход 71%. Т. пл. 260-261°С.
-1
ИК спектр, ν, см: 3070, 2960, 1670, 1630, 1590.
11
10
4
4
Найдено, %: С 45.23; Н 2.97; N 18,72; S 11.34. CHNOS. Вычислено, %: С 44.90; Н 3.43; N 19,04; S 10.89.
1
3
2
6
3
Ar
Ar
Спектр ЯМР Н (ДМСО-d), δ, м.д. (J, Гц): 2.92 (3Н, с, СН), 6.48 (1Н, д, J=8.7, CH), 7.25 (1Н, д, J=8.7, CH), 8.41 (1Н, с, CH=N), 8.59 (1H, с, ОН), 9.08 (1Н, с, ОН), 9.77 (1Н, с, ОН), 12.08 (1Н, с, NH-C=O).
13
6
Спектр ЯМР С (ДМСО-d), δ, м.д.: 15.54, 108.80, 113.01, 117.50, 133.38, 136.19, 143.87, 147.86, 149.33, 159.94, 163.46.
Пример 3.
Исследование антигликирующей активности заявляемых соединений.
Реакцию гликирования воспроизводили по методу (A. Jedsadayanmata, Naresuan University Journal, 2005, Vol. 13(2), P. 35-41). Конечный объем реакционной смеси составлял 1,5 мл. Реакционная смесь содержала растворы бычьего сывороточного альбумина (1 мг/мл) и глюкозы (500 мМ) в фосфатном буфере (рН 7,4). Для предупреждения бактериального роста в буферный раствор вносили азид натрия в конечной концентрации 0,02%. Все вещества растворяли в диметилсульфоксиде (ДМСО). В экспериментальные образцы добавляли 50 мкл раствора изучаемых веществ в различных концентрациях, в контрольные образцы добавляли ДМСО в аналогичном объеме. Затем экспериментальные образцы инкубировали в течение 24 часов при 60°С. По истечении срока инкубации проводили определение специфической флуоресценции гликированного бычьего сывороточного альбумина (БСА) на спектрофлуориметре F-7000 (Hitachi, Япония) при длине волны возбуждения 370 нм и испускания 440 нм. В качестве вещества сравнения использовали аминогуанидин.
50
Для соединений I, II также были изучены концентрационные зависимости антигликирующего эффекта и рассчитаны показатели концентраций, вызывающих снижение флуоресценции гликированного бычьего сывороточного альбумина на 50% - IC. Статистическую обработку результатов проводили с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни, табличного редактора Microsoft Excel 2007 и программы GraphPad Prism 5.0.
* - данные достоверны по отношению к положительному контролю (критерий Манна-Уитни, р<0,05).
* - данные достоверны по отношению к положительному контролю (критерий Манна-Уитни, р<0,05).
-3
50
В результате проведенных исследований было установлено, что изученные вещества I, II продемонстрировали антигликирующую активность (Таблица 1). Как видно из представленных в таблице I данных, соединения I и II в концентрации 10 М угнетают специфическую флуоресценцию гликированного БСА на 59,75% и 55,74% соответственно. Для этих веществ определена зависимость антигликирующей активности от концентрации и рассчитан показатель IC, который составил 515,06 μМ для вещества I, 558,88 μМ для II и 765,00 μМ для аминогуанидина (таблица 2). Полученные данные свидетельствуют, что соединения I и II превышают по эффективности вещество сравнения аминогуанидин на 48,5% и 36,9% соответственно.
Таким образом, заявляемые соединения позволяют решить поставленную задачу. При использовании нового средства, представляющего собой гидразоны гетероциклического ряда в качестве ингибиторов, специфически угнетающих образование КПГ, удается получить высокую эффективность антигликирующего действия, превышающую препарат сравнения.