Способ лечения сердечной недостаточности и поражения нервных клеток
METHOD FOR TREATMENT OF HEART FAILURE AND DESTRUCTION OF NERVE CELLS

Область техники, к которой относиться изображение
Настоящее изобретение относится к новому использованию малых молекул, в частности, индолил- и индолинилгидроксаматов. Индолил- и индолинилгидроксаматы используются в качестве наиболее подходящих при современном уровне развития техники соединений при производстве лекарственного средства или фармацевтической композиции для лечения пациента, страдающего от сердечной недостаточности или поражения нервных клеток.
Уровень техники
Сердечная недостаточность - это общераспространенное сердечнососудистое заболевание, при котором сердце не обеспечивает кровообращение и поступление кислорода на достаточном уровне, соответствующем потребностям других органов тела. В развитых странах около 2% населения страдает от сердечной недостаточности при этом распространенность данного заболевания увеличивается с возрастом. В настоящее время сердечная недостаточность является основной причиной госпитализации людей старше 65 лет и главным фактором повышения затрат на здравоохранения. Существующие способы лечения сердечной недостаточности направлены на восстановление функции сердца с помощью фармакологических веществ, таких как ингибиторы ангиотензин I-превращающего фермента (АПФ), блокаторы рецепторов ангиотензина II (БРА), диуретики, гликозиды наперстянки и бета-адреноблокаторы, которые улучшают сократительную функцию. Однако обычные побочные эффекты, такие как пониженное артериальное давление, нарушение почечной функции и нарушенная физическая активность, которые имеют место при использовании данных лекарственных веществ, ограничивают их применение. В случае терминальной сердечной недостаточности альтернативой применению лекарственных средств является пересадка сердца. Хотя количество доступных доноров сердца ограничено.
Повреждения головного и спинного мозга в результате инсульта, травмы или кислородной недостаточности часто приводят к продолжительной потере трудоспособности и преждевременной смерти; в связи с этим травматическое повреждение мозга (ТПМ) и ишемический инсульт представляют собой две серьезные проблемы для здоровья населения в большинстве стран. По оценкам, в США каждый год наблюдается около 1,7 млн. случаев смерти, связанной с ТПМ, госпитализации и посещений отделения неотложной помощи; при этом ТПМ является сопутствующим фактором, отвечающим за треть (30,5%) всех травматических смертельных случаев в США, что составляет около 52000 смертей ежегодно. Что касается ишемического инсульта, то в настоящее время он находится на четвертом месте по количеству смертельных случаев и является основной причиной длительной нетрудоспособности в США. Каждый год около 795000 человек страдает от инсульта, а в 2008 году он явился главной причиной смерти в каждом случае из 18. Предсказывается, что в период между 2000 и 2032 гг. количество смертельных случаев в результате ишемического инсульта удвоится. Прогнозируется, что количество живущих людей, у которых были случаи инсульта, к 2030 г. увеличится на 25%, что в переводе на абсолютные показатели составит еще 4 миллиона человек со случаями инсульта только в США, взятых в отдельности.
Ввиду вышесказанного в существующем уровне техники имеется необходимость в средстве или соединении, которое способно улучшать или восстанавливать сердечные функции либо снижать или предотвращать нарушение нервной функции или смерть после ишемической гипоксии или травматического повреждения головного мозга.
Раскрытие изобретения
Настоящее раскрытие основано, по меньшей мере, отчасти, на неожданном открытии того факта, что соединение с формулой (I) может
2
2
3
2
2
2
а
b
d
защищать нервные клетки от поражения либо улучшать или восстанавливать сердечные функции больного, такого как человек, в формуле которого B представляет собой R, C(O)R, CHR, SOR, SOR или SONRR'; С представляет собой R, C(O)R, CHR, SOR или CH=CHC(O)NHOH; каждая из групп Х, X, Xc и X независимо друг от друга представляет собой R, галоген, нитро-группу, нитрозо-группу, OR или CH=CHC(O)NHOH; а каждая из групп R и R' независимо друг от друга представляют собой H, алкил, алкенил, алкинил, арил или гетероарил. Результаты данного изобретения указывают на то, что данные активные соединения являются потенциальными соединениями-лидерами в качестве терапевтических веществ для лечения сердечной недостаточности или поражения нервных клеток. Согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия сердечная недостаточность может возникать в результате сердечного фиброза, повышенного кровяного давления, инфаркта миокарда, ишемии миокарда, дилатационной кардиомиопатии, гипертрофической кардиомиопатии, рестриктивной кардиомиопатии, кардиомиопатии такоцубо, диабетической кардиомиопатии или идиопатической кардиомиопатии. Нервное поражение может возникать в результате травматического повреждения мозга (ТПМ) или ишемического инсульта.
Соответственно, первым аспектом данного раскрытия является обеспечение способа лечения больного, страдающего от сердечной недостаточности или поражения нервных клеток. Способ включает в себя введение больному терапевтически эффективного количества соединения с формулой (I):
2
2
3
2
2
2
а
b
с
d
а
с
d
2
b
в которой B представляет собой R, C(O)R, CHR, SOR, SOR или SONRR'; С представляет собой R, C(O)R, CHR, SOR или CH=CHC(O)NHOH; каждая из групп Х, X, Х и X независимо друг от друга представляет собой R, галоген, нитро-группу, нитрозо-группу, OR или CH=CHC(O)NHOH; а каждая из групп R и R' независимо друг от друга представляют собой H, алкил, алкенил, алкинил, арил или гетероарил. В одном примере каждая из групп C, Х, Х и X независимо друг от друга представляет собой H; B - это SOR; a X - это CH=CHC(O)NHOH.
Больным может являться млекопитающее, предпочтительно, человек. Сердечная недостаточность возникает в результате сердечного фиброза, повышенного кровяного давления, инфаркта миокарда, ишемии миокарда, дилатационной кардиомиопатии, гипертрофической кардиомиопатии, рестриктивной кардиомиопатии, кардиомиопатии такоцубо, диабетической кардиомиопатии или идиопатической кардиомиопатии. Поражение нервных клеток может быть вызвано травматическим повреждением мозга (ТПМ) или ишемическим инсультом.
В некоторых вариантах осуществления доза, вводимая больному, составляет от 1 до 100 мг/кг веса тела больного и вводится путем инъекции, например, внутривенной или внутримышечной инъекции. В некоторых вариантах осуществления доза вводится больному путем внутривенной инъекции и составляет от 10 до 100 мг/кг веса тела больного, например, 30 мг/кг веса тела больного. Доза может быть введена в виде одной аликвоты или, в качестве альтернативы, в виде нескольких аликвот.
В некоторых вариантах осуществления способ, кроме того, включает введение больному вещества, которое, как известно, улучшает или восстанавливает сердечную(ые) функцию(ии) перед введением, наряду с введением и/или после введения соединения с формулой, показанной выше. К примерам таких веществ относятся, помимо прочего, ингибитор ангиотензин I-превращающего фермента (АПФ), блокаторы рецепторов ангиотензина II (БРА), диуретики, гликозиды наперстянки и бета-адреноблокаторы. В некоторых вариантах осуществления способ, кроме того, включает введение больному вещества, которое, как известно, улучшает или восстанавливает симптомы поражения нервных клеток перед введением, наряду с введением и/или после введения соединения с формулой, показанной выше. К примерам таких веществ относятся, помимо прочего, поглотитель активного кислорода, антикоагулянты и т.п.
Поэтому вторым аспектом данного раскрытия является обеспечение использование соединения с формулой (I), описанного выше в контексте приготовления лекарственного средства или фармацевтической композиции, для лечения сердечной недостаточности или поражения нервных клеток; при этом лекарственное средство или фармацевтическая композиция содержит терапевтически эффективное количество соединения с формулой, показанной выше, и терапевтически приемлемое вспомогательное вещество.
Соединение данного изобретения содержится в количестве от 0,1 до 99 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. В некоторых вариантах осуществления соединение данного изобретения содержится в количестве, по меньшей мере, 1 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. В отдельных вариантах осуществления соединение данного изобретения содержится в количестве, по меньшей мере, 5 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. В других вариантах осуществления соединение данного изобретения содержится в количестве, по меньшей мере, 10 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. Веще одних вариантах осуществления соединение данного изобретения содержится в количестве, по меньшей мере, 25 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции.
В некоторых вариантах осуществления лекарственное средство или фармацевтическая композиция данного изобретения, кроме того, включает вещество, которое, как известно, улучшает или восстанавливает функцию(ии) сердца перед введением, наряду с введением и/или после введения соединения с формулой, показанной выше. К примерам таких веществ относятся, помимо прочего, ингибитор ангиотензин I-превращающего фермента (АПФ), блокаторы рецепторов ангиотензина II, диуретики, гликозиды наперстянки, бета-адреноблокаторы и сосудорасширяющие средства прямого действия и т.п. В других вариантах осуществления способ, кроме того, включает введение больному вещества, которое, как известно, улучшает или восстанавливает симптомы поражения нервных клеток перед введением, наряду с введением и/или после введения соединения с формулой, показанной выше. К примерам таких веществ относятся, помимо прочего, поглотитель активного кислорода, антикоагулянты и т.п.
Подробности одного или нескольких вариантов осуществления данного изобретения изложены ниже в прилагаемом описании. Другие особенности и преимущества изобретения очевидны из подробного описания и формулы настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Настоящее описание становится более понятным при прочтении следующего подробного описания в свете прилагаемых чертежей, где:
Фиг. 1 представляет собой фотоснимки, на которых показана морфология сердца, изъятого из организма обычной крысы и крысы с сердечной недостаточностью (CH), которая была обработана средой или соединением 1 данного изобретения в соответствии с одним примером настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой фотоснимки, на которых показано расположение коллагена, окрашенного трихромом по Массону, у верхушки сердца, извлеченного из организма крысы с CH, которая была обработана средой или соединением 1 данного изобретения в соответствии с одним примером настоящего изобретения.
Фиг. 3 - это гистограмма, на которой показана экспрессия предсердного натрийуретического пептида (ПНП) у крыс с CH, обработанных средой или соединением 1 данного изобретения в соответствии с одним примером настоящего изобретения.
Фиг. 4 - это схематическое представление того, как оценивается объем закрытой травмы в соответствии с одним примером данного изобретения.
На Фиг. 5 показано влияние соединения 1 или вальпроевой кислоты (ВПК) на уменьшение площади закрытой травмы, вызванной ТПМ, в соответствии с одним примером данного изобретения.
На Фиг. 6 показано влияние соединения 1 или вальпроевой кислоты (ВПК) на улучшение поведенческой функции больного с ТПМ в соответствии с одним примером данного изобретения.
На Фиг. 7 показана область инфаркта у крыс с закупоркой средней мозговой артерии (ЗСМА), обработанных соединением 1 или ВПК в течение 30 мин в соответствии с одним примером данного изобретения.
На Фиг. 8 показана область инфаркта у крыс с закупоркой средней мозговой артерии (ЗСМА), обработанных соединением 1 соответственно в течение 30 мин, 2 часов, 4 часов и 24 часов в соответствии с одним примером данного изобретения.
На Фиг. 9 показана повышающая регуляция белка, связывающего реакционный участок цАМФ (CREB), у крыс с ЗСМА, обработанных либо ВПК, либо соединением 1 в соответствии с одним примером данного изобретения.
Осуществление изобретения
Подробное описание, представленное ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, предназначено для описания настоящих примеров, но не для представления единственных форм, посредством которых может быть истолкован или использован настоящий пример. В описании изложены функции примера и последовательность стадий для составления примера или проведения с ним каких-либо процедур. Однако различные примеры могут выполнять одинаковые или эквивалентные функции и могут быть осуществлены в одинаковых или эквивалентных последовательностях.
Настоящее раскрытие основано, по меньшей мере, отчасти, на неожданном открытии того факта, что соединение с формулой (I) эффективно в показателях восстановления надлежащего кровообращения в ткани сердца или в обеспечении нейронального защитного действия у больного,
2
2
3
2
2
2
а
b
с
d
а
с
d
2
b
в которой B представляет собой R, C(O)R, CHR, SOR, SOR или SONRR'; C представляет собой R, C(O)R, CHR, SOR или CH=CHC(O)NHOH; каждая из групп Х, X, Х и X независимо друг от друга представляет собой R, галоген, нитро-группу, нитрозо-группу, OR или CH=CHC(O)NHOH; а каждая из групп R и R' независимо друг от друга представляют собой H, алкил, алкенил, алкинил, арил или гетероарил. В одном примере каждая из групп С, Х, Х и X независимо друг от друга представляют собой H; B - это SOR; a X - это CH=CHC(O)NHOH.
Поэтому соединения с формулой (I) являются потенциальными соединениями-лидерами в качестве терапевтических веществ для лечения сердечной недостаточности или поражения нервных клеток. Сердечная недостаточность может возникать в результате сердечного фиброза, повышенного кровяного давления, инфаркта миокарда, ишемии миокарда, дилатационной кардиомиопатии, гипертрофической кардиомиопатии, рестриктивной кардиомиопатии, кардиомиопатии такоцубо, диабетической кардиомиопатии или идиопатической кардиомиопатии. Кроме того, соединения с формулой (I) также эффективны в обеспечении защитного действия по отношению к нервным клеткам больного, поэтому данные соединения являются потенциальными соединениями-лидерами в качестве терапевтических веществ для лечения поражения нервных клеток, такого как травматическое повреждение головного мозга (ТПМ) или ишемического инсульта.
Соответственно, в данном раскрытии обеспечен способ лечения поражения нервных клеток, такого как травматическое повреждение мозга (ТПМ) или ишемический инсульт, путем введения больному, нуждающемуся в этом, эффективного количества соединений с формулой (I).
ТПМ является причиной значительного количества смертельных случаев и случаев постоянной нетрудоспособности. К таким случаям относятся, помимо прочего, падение, дорожно-транспортные происшествия и физическое насилие. ТПМ возникает в результате удара головой о что-либо, удара по голове, толчка или проникающей травмы головы, которая нарушает нормальную работу головного мозга. Не все удары по голове или сотрясения приводят к ТПМ. ТПМ может вызывать массу физических, когнитивных, эмоциональных и поведенческих эффектов, при этом конечный исход может варьироваться от полного восстановления до постоянной нетрудоспособности или даже смерти. Нейропсихические расстройства, в особенности, нарушенная когнитивная функция, часто являются причиной существенной нетрудоспособности после ТПМ. Таким образом, соединения, которые способствуют нормализации нейропсихических расстройств, являются потенциальными соединениями-кандидатами для производства лекарственного средства или композиции, предназначенной для лечения ТПМ.
Ишемический инсульт обусловлен снижением притока крови в какую-либо часть головного мозга и вызывает нарушение функции мозговой ткани на таком участке. Существует четыре основных причины ишемического инсульта: тромбоз (закупорка кровеносного сосуда сгустком крови, образующимся в определенном месте), эмболия (закупорка эмболом в каком-либо месте организма), системная недостаточная перфузия (общее снижение кровоснабжения, например, в результате инсульта) и тромбоз вен. Известно, что церебральная ишемия инициирует устойчивое фосфорилирование белка, связывающего реакционный участок цАМФ (CREB), и CREB-опосредованную экспрессию гена, кодирующего нейропротективные молекулы в нервных клетках (Kitagawa K., FEBS J. 2007 274(13):3210-7); следовательно, соединения, способные активировать фосфорилирование CREB, являются потенциальными соединениями-лидерами, которые могут смягчать последствия от ишемического инсульта.
В данном раскрытии также обеспечен способ лечения сердечной недостаточности посредством введения больному, нуждающемуся в лечении, эффективного количества соединения с формулой (I). Сердечная недостаточность может возникать в результате сердечного фиброза, повышенного кровяного давления, инфаркта миокарда, ишемии миокарда, дилатационной кардиомиопатии, гипертрофической кардиомиопатии, рестриктивной кардиомиопатии, кардиомиопатии такоцубо, диабетической кардиомиопатии или идиопатической кардиомиопатии.
Сердечная недостаточность - это общий термин заболевания, которое может развиваться в результате осложнения различных состояний. Патологические состояния (расстройства), которые вызывают сердечную недостаточность, сказываются на способности сердца по нормальному функционированию в качестве кровяного насоса; к примерам таких расстройств, вызывающих сердечную недостаточность, относятся:
(I) Сердечный фиброз: Сердечный фиброз связан с патологическим утолщением сердечных клапанов в результате неадекватной пролиферации сердечных фибробластов. Утолщение наряду с потерей пластичности сердечных фибробластов, являющейся следствием такого утолщения, в конечном счете может приводить к сердечной недостаточности.
(II) Гипертония: Гипертония - это хроническое сердечно-сосудистое заболевание, при котором повышается общее артериальное давление. Гипертония усложняет работу сердца по обеспечению кровообращения вследствие повышенного давления в артериях, что со временем приводит к сердечной недостаточности.
(III) Инфаркт миокарда: Инфаркт миокарда (ИМ) или острый инфаркт миокарда (ОИМ), общеизвестный под термином "сердечный приступ", - это смерть сердечной мышцы в результате внезапной закупорки коронарной артерии. Более тяжелые случаи инфаркта миокарда могут приводить к сердечной недостаточности.
(IV) Ишемия миокарда: Ишемия миокарда или ишемическая болезнь сердца (ИБС) - это болезнь, характеризуемая пониженным кровоснабжением сердечной мышцы обычно в результате сужения коронарных артерий.
(V) Кардиомиопатия: Кардиомиопатия - это болезнь сердечной мышцы (миокарда). Она часта связана с недостаточным нагнетанием крови сердцем, что приводит к сердечной недостаточности. Кардиомиопатии могут быть классифицированы в соотвествии с вызывающими ее причинами. К неограничительным примерам кардиомиопатии относятся, помимо прочего, дилатационная кардиомиопатия, гипертрофическая кардиомиопатия, рестриктивная кардиомиопатия, кардиомиопатия такоцубо, диабетическая кардиомиопатия или идиопатическая кардиомиопатия. При дилатационной кардиомиопатии часть миокарда расширяется; поэтому сердце становится ослабленным и укрупненным и не способно прокачивать кровь эффективно. При гипертрофической кардиомиопатии происходит расширение и утолщение сердечной мышцы желудочков (в нижних отделах), что приводит к уменьшению размеров желудочков. Патологическая гипертрофия приводит к сердечной недостаточности, тогда как непатологическая психологическая гипертрофия не вызывает сердечную недостаточность. Рестриктивная кардиомиопатия - это форма кардиомиопатии, при которой стенки становятся жесткими, в связи с чем ограничено растяжение стенок сердца и наполнение кровью камер сердца. Со временем у пациентов с рестриктивной кардиомиопатией развивается нарушение диастолической функции, что в конечном итоге приводит к сердечной недостаточности. Стрессовая кардиомиопатия (кардиомиопатия такоцубо) или вызванная стрессом кардиомиопатия - это вид неишемической кардиомиопатии, при которой происходит внезапное временное ослабление миокарда, что является общепризнанной причиной острой сердечной недостаточности. Диабетическая кардиомиопатия - это расстройство сердечной мышцы у людей, страдающих диабетом. В результате этого сердце теряет способность по обеспечению эффективной циркуляции крови по всему организму - состояние, которое известно под названием "сердечная недостаточность". Другие кардиомиопатии также могут приводить ксердечной недостаточности.
Ниже показаны примерные соединения данного изобретения соединения 1-10.
Соединения данного изобретения, в частности соединение с формулой (I), могут быть синтезированы по способу, описанному в заявке на патент США №13/074,312, поданной Chen и соавт. 29 марта 2011 года; при этом содержание данной предшествующей заявки включено в данный документ по ссылке. Например, соединение 1 данного изобретения - 3-(1-бензолсульфонил-1H-индол-5-ил)-N-гидрокси-акриламид может быть синтезировано по схеме 2, описанной Chen и соавт.
Способ лечения сердечной недостаточности или нейронального поражения включает стадии введения больному, нуждающемуся в лечении, эффективного количества соединения с формулой (I), показанной выше. В предпочтительном варианте осуществления соединение - это 3-(1-бензолсульфонил-1H-индол-5-ил)-N-гидроксиакриламид.
Больным может являться млекопитающее, к которому относятся, помимо прочего, мышь, крыса, кролик, козел, овца, лошадь, корова, свинья, собака, кошка, обезьяна, шимпанзе и человек. Предпочтительно, больной является человеком. Сердечная недостаточность возникает в результате сердечного фиброза, повышенного кровяного давления, инфаркта миокарда, ишемии миокарда, дилатационной кардиомиопатии, гипертрофической кардиомиопатии, рестриктивной кардиомиопатии, кардиомиопатии такоцубо, диабетической кардиомиопатии или идиопатической кардиомиопатии.
В некоторых вариантах осуществления эффективное количество соединения с формулой (I), вводимого больному, составляет от 1 до 100 мг/кг веса тела больного и вводится путем внутривенной или внутримышечной инъекции. Количество, вводимое больному путем внутривенной инъекции, составляет около 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мг/кг веса тела больного, предпочтительно, от 30 до 70 мг/кг веса тела больного, например, 30, 40, 50, 60 или 70 мг/кг веса тела больного. Доза может быть введена в виде одной аликвоты или, в качестве альтернативы, в виде нескольких аликвот.
В некоторых вариантах осуществления способ, кроме того, включает введение больному вещества, которое, как известно, улучшает сердечную(ые) функцию(ии) или симптомы поражения нервных клеток перед введением, наряду с введением и/или после введения соединения с формулой, показанной выше. К веществам, которые могут улучшать или восстанавливать сердечную(ые) функцию(ие), относятся, помимо прочего, ингибитор ангиотензин I-превращающего фермента (АПФ), блокаторы рецепторов ангиотензина II (БРА), диуретики, гликозиды наперстянки, бета-адреноблокаторы, сосудорасширяющие средства прямого действия и т.п. К примерам ингибиторов АПФ относятся, помимо прочего, каптоприл, эналаприл, лизиноприл, рамиприл и т.п. К примерам БРА относятся, помимо прочего, валсартан, телмисартан, лозартан, ирбесартан, азилсартан, олмесартан и т.п. К примерам диуретиков относятся, помимо прочего, фуросемид, буметанид, торсемид, гидрохлортиазид, метолазон, спиронолактон и т.п. К примерам гликозидов наперстянки относятся, помимо прочего, дигитоксин, дигоксин, ланоксин и т.п. К примерам бета-адреноблокаторов относятся, помимо прочего, ацебутолол, бизопролол, эсмолол, пропанолол, атенолол, лабеталол, карведилол, метопролол, небиволол, буциндолол и т.п. К примерам сосудорасширяющих средств прямого действия относятся, помимо прочего, гидралазин, изосорбид динитрат и т.п. К веществам, которые улучшают симптомы нейронального поражения, относятся, помимо прочего, поглотитель активного кислорода (ПАК), антикоагулянты и т.п. К примерам поглотителей активного кислорода относятся, помимо прочего, каталаза, супероксидисмутаза (СОД), альфа-фенил-N-трет-бутилнитрон (ФБН), витамин E, витамин C, полифенольные соединения, каротиноиды и т.п. К примерам антикоагулянтов относятся, помимо прочего, витамин K, варфарин, аценокумарол, гепарин, аспирин, клопидогрель, дипиридамол и т.п.
В данном раскрытии также обеспечена фармацевтическая композиция для лечения больного, страдающего от сердечной недостаточности или нейронального поражения; при этом композиция содержит терапевтически эффективное количество соединения с формулой (I) и терапевтически приемлемое вспомогательное вещество. В одном варианте осуществления фармацевтическая композиция может являться ветеринарным средством для лечения других млекопитающих, помимо человека, от сердечной недостаточности или нейронального поражения.
Как правило, соединение данного изобретения с формулой (I) содержится в количестве от 0,1 до 99 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. В некоторых вариантах осуществления соединение данного изобретения с формулой (I) содержится в количестве, по меньшей мере, 1 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. В отдельных вариантах осуществления соединение данного изобретения с формулой (I) содержится в количестве, по меньшей мере, 5 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. В других вариантах осуществления соединение данного изобретения с формулой (I) содержится в количестве, по меньшей мере, 10 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции. В еще одних вариантах осуществления соединение данного изобретения с формулой (I) содержится в количестве, по меньшей мере, 25 масс.% в расчете на общую массу фармацевтической композиции.
В некоторых вариантах осуществления лекарственное средство или указанная фармацевтическая композиции данного изобретения, кроме того, содержит вещество, которое, как известно, улучшает функцию(ии) сердца или симптомы нейронального поражения. К веществам, которые, как известно, улучшают функцию(ии) сердца, относятся, помимо прочего, ингибитор ангиотензин I-превращающего фермента (АПФ), блокаторы рецепторов ангиотензина II, диуретики, гликозиды наперстянки, бета-адреноблокаторы, сосудорасширяющие средства прямого действия и т.п. К примерам ингибиторов АПФ относятся, помимо прочего, каптоприл, эналаприл, лизиноприл, рамиприл и т.п. К примерам БРА относятся, помимо прочего, валсартан, телмисартан, лозартан, ирбесартан, азилсартан, олмесартан и т.п. К примерам диуретиков относятся, помимо прочего, фуросемид, буметанид, торсемид, гидрохлортиазид, метолазон, спиронолактон и т.п. К примерам гликозидов наперстянки относятся, помимо прочего, дигитоксин, дигоксин, ланоксин и т.п. К примерам бета-адреноблокаторов относятся, помимо прочего, ацебутолол, бизопролол, эсмолол, пропанолол, атенолол, лабеталол, карведилол, метопролол, небиволол, буциндолол и т.п. К примерам сосудорасширяющих средств прямого действия относятся, помимо прочего, гидралазин, изосорбид динитрат и т.п. К примерам веществам, которые, как известно, улучшают симптомы нейронального поражения, относятся, помимо прочего, поглотитель активного кислорода (ПАК), антикоагулянты и т.п. К примерам поглотителей активного кислорода относятся, помимо прочего, каталаза, супероксидисмутаза (СОД), альфа-фенил-N-трет-бутилнитрон (ФБН), витамин E, витамин C, полифенольные соединения, каротиноиды и т.п. К примерам антикоагулянтов относятся, помимо прочего, витамин K, варфарин, аценокумарол, гепарин, аспирин, клопидогрель, дипиридамол и т.п. Лекарственное средство или указанную фармацевтическую композицию готовят по приемлемым фармацевтическим методикам, например, по методикам, описанным в Remington's Pharmaceutical Sciences, 17-ое издание, под ред. Alfonoso R. Gennaro, Mack Publishing Company, Истон, Пенсильвания (1985). Фармацевтически приемлемыми веществами являются вещества, которые совместимы с другими ингредиентами, входящими в состав рецептуры, и являются биологически приемлемыми.
Соединения данного изобретения (например, соединение с формулой (I), показанной выше) могут быть введены путем приема внутрь, парентеральным, трансдермальным, ректальным способом или посредством ингаляции, по отдельности или в сочетании с традиционными фармацевтически приемлемыми вспомогательными веществами. В предпочтительных вариантах осуществления соединения данного изобретения вводят больному парентеральным способом.
Соединения настоящего изобретения могут быть составлены в жидких фармацевтических композициях, представляющие собой стерильные растворы или суспензии, которые могут быть введены, например, путем внутривенной, внутримышечной, подкожной или внутрибрюшинной инъекции. К подходящим разбавителям или растворителям для приготовления стерильных инъецируемых растворов или суспензий относятся, помимо прочего, 1,3-бутандиол, маннит, вода, раствор Рингера и изотонический раствор хлорида натрия. Жирные кислоты, такие как олеиновая кислота и ее глицеридные производные, также применяют при приготовлении инъецируемых препаратов (средств) в виде природных фармацевтически приемлемых масел, таких как оливковое или касторовое масло. Данные масляные растворы или суспензии могут также содержать спиртовой разбавитель или карбоксиметилцеллюлозу, или схожие диспергирующие вещества. Для приготовления состава могут также применяться и другие обычно используемые поверхностно-активные вещества, такие кактвины или спаны или другие схожие эмульгаторы или усилители биодоступности, которые обычно применяют при приготовлении фармацевтически приемлемых лекарственных форм. Прием композиции внутрь может осуществляться либо в виде жидкой, либо твердой лекарственной формы. К твердым лекарственным формам для приема внутрь относятся капсулы, таблетки, пилюли, порошки, гранулы, гели и пасты. В таких твердых лекарственных формах активное соединение смешивают, по меньшей мере, с одним традиционным инертным разбавителем, таким как целлюлоза, диоксид кремния, сахароза, лактоза, крахмал или модифицированный крахмал. Такая лекарственная форма может также содержать другие дополнительные вещества, помимо инертных разбавителей, что является обычной практикой, например, традиционные смазывающие вещества, такие какстеарат магния, или традиционные буферные вещества. Таблетки и пилюли могут, кроме того, быть приготовлены вместе с обычными энтеросолюбильными покрытиями.
Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия твердая лекарственная формула может быть составлена в виде болюса для использования в ветеринарии. В области ветеринарии болюс обычно соотносится с большой пилюлей (≥5 г) или твердого готового для глотания фармацевтического препарата, который может вводиться путем приема внутрь. В предпочтительном варианте осуществления болюс содержит достаточное количество соединения с формулой (I) или его фармацевтически приемлемую соль. Таким образом, болюс предпочтитетльно содержит не менее 100 мг, более предпочтительно - не менее 1000 мг, а еще более предпочтительно - не менее 1500 мг соединения с формулой (I). С практической точки зрения фармацевтическая композиция для использования в ветеринарии может содержать, например, от 1000 до 5000 мг соединения с формулой (I).
Лекарственное средство или указанная фармацевтическая композиция данного изобретения могут быть составлены в виде разнообразных лекарственных форм для местного применения. Могут быть использованы разнообразные дерматологически приемлемые инертные вспомогательные вещества, хорошо известные в данной области техники. Местные композиции могут включать жидкости, лосьоны, крема, мази, гели, спреи, аэрозоли, трансдермальные пластыри и т.п. Типичными инертными вспомогательными веществами могут являться, например, вода, этиловый спирт, поливинилпирролидон, пропиленгликоль, минеральное масло, стеариловый спирт и гелеобразующие вещества. Все вышеуказанные лекарственные формы и вспомогательные вещества хорошо известны в области фармацевтики. Выбор лекарственной формы не критичен в плане эффективности композиции, описанной в данном документе.
Лекарственное средство или указанная фармацевтическая композиция данного изобретения могут быть также составлены в виде разнообразных лекарственных форм для применения на слизистой оболочке, например, в виде стандартных лекарственных форм для трансбуккальной или подъязычной доставки лекарства через мембраны слизистой оболочки рта. Могут применяться разнообразные вспомогательные вещества на основе биоразлагаемых полимеров, которые являются фармацевтически приемлемыми, обеспечивают адгезию на подходящем уровне и желаемую схему высвобождения лекарственного вещества и совместимы с вводимыми активными веществами и любыми другими компонентами, которые могут присутствовать в трансбуккальных и/или сублингвальных лекарственных формах. Как правило, полимерное вспомогательное вещество включает гидрофильные полимеры, которые прилипают к влажной поверхности слизистой оболочки рта. К примерам полимерных вспомогательных веществ относятся, помимо прочего, полимеры и сополимеры акриловой кислоты, гидролизованный поливиниловый спирт, полиэтиленоксиды, полиакрилаты, виниловые полимеры и сополимеры, поливинилпирролидон, декстран, гуаровая камедь, пектины, крахмалы и полимеры на основе целлюлозы.
Соответственно, данное изобретение также обеспечивает способы лечения сердечной недостаточности или повреждения нервных клеток (нейрональное поражение). Способ включает введение лекарственного средства или указанной фармацевтической композиции данного изобретения, которая содержит соединения с формулой, показанной выше. Такое лекарственное средство или композицию вводят млекопитающему, предпочтительно, человеку, любым способом, который обеспечивает эффективный перенос активного(ых) ингредиента(ов) композиции в соответствующий или желаемый участок действия, например, путем приема внутрь, через нос, легкие, трансдермальным способом, путем пассивной или ионтофоретической доставки, парентеральным способом, например, ректальным способом, инъекцией вещества замедленного всасывания, подкожной, внутривенной, внутримышечной инъекцией, интраназальным, внутримозговым способом, в виде раствора или мази для глаз. Кроме того, введение соединения данного изобретения наряду с другими активными ингредиентами может проводиться совместно или одновременно.
Следует понимать, что дозировка соединений настоящего изобретения будет варьироваться от пациента к пациенту не только в зависимости от выбранного отдельного соединения или композиции, способа введения и способности соединения (вводимого либо по отдельности, либо в комбинации с одним или несколькими соединениями) вызывать желаемую реакцию у пациента, но также и таких факторов, как стадия заболевания или тяжесть смягчаемого расстройства, возраст, пол, вес пациента, состояние жизни больного и тяжесть излечиваемого патологического состояния, сопутствующая лекарственная терапия или особый режим питания, которому затем должен следовать пациент, и других факторов, которые будут установлены специалистом в данной области техники, при этом соответствующая дозировка в конечном итоге определяется по усмотрению лечащего врача. Схемы приема лекарственного средства могут быть скорректированы на обеспечение улучшенного коэффициента эффективности лекарства. Терапевтически эффективное количество - это такое количество, при котором любые токсические или вредные воздействия соединения или композиции сводятся на нет терапевтически благоприятными эффектами. Предпочтительно соединения или композиции настоящего изобретения вводят при такой дозе и в течение такого времени, при которых снижается количество и/или тяжесть симптомов.
Для удобства ниже собраны и разъяснены некоторые термины, используемые в контексте настоящего раскрытия. Если не оговорено иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют значения, как правило, понятные обычному специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение.
Термин "алкил" относится к неразветвленным или разветвленным одновалентным углеводородным группам, содержащим 1-20 атомов углерода (например, C1-C10). К примерам алкильных групп относятся, помимо прочего, метил, этил, н-пропил, изо-пропил, н-бутил, изо-бутил и трет-бутил. Термин "алкенил" относится к неразветвленным или разветвленным одновалентным углеводородным группам, содержащим 2-20 атомов углерода (например, C2-C10) и одну или несколько двойных связей. К примерам алкенильных групп относятся, помимо прочего, этенил, пропенил, аллил и 1,4-бутадиенил. Термин "алкинил" относится к неразветвленным или разветвленным одновалентным углеводородным группам, содержащим 2-20 атомов углерода (например, C2-C10) и одну или несколько тройных связей. К примерам алкинильных групп относятся, помимо прочего, этинил, 1-пропинил, 1- и 2-бутинил и 1-метил-2-бутинил. Термин "алкоксил" относится к -O-алкильному радикалу.
К примерам "алкоксильных групп" относятся, помимо прочего, метокси-, этокси-, н-пропокси, изопропокси, н-бутокси, изобутокси, втор-бутокси и трет-бутокси-группа.
Термин "арил" относится к одновалентной моноциклической ароматической системе из 6 атомов углерода, бициклической ароматической системе из 10 атомов углерода и трициклической ароматической системе из 14 атомов углерода. К примерам арильных групп относятся, помимо прочего, фенил, нафтил и антраценил. Термин "гетероарил" относится к одновалентной ароматической 5-8-членной моноциклической, 8-12-членной бициклической или 11-14-членной трициклической системе с одним или несколькими гетероатомами (такими как О, N, S или Se). К примерам гетероарильных групп относятся пиридил, фурил, имидазолил, бензимидазолил, пиримидинил, тиенил, хинолинил, индолил, тетразолил и тиазолил.
Вышеупомянутые алкильная, алкенильная, алкинильная, арильная и гетероарильные группы включают как замещенные, так и незамещенные компоненты. К возможным заместителям при арильной или гетероарильной группе относятся, помимо прочего, C1-C10-алкил, C2-C10-алкенил и C2-C10-алкинил.
Используемые в данном документе термин "лечение" включает превентивное (например, профилактическое), радикальное и паллиативное лечение, а используемый в данном документе термин "терапия" также включает превентивное (например, профилактическое), радикальное или паллиативное лечение.
Используемый в данном документе термин "терапевтически эффективное количество" относится к количеству, которое действует при таких дозировках и в течение такого необходимого времени, при которых достигается желаемый терапевтический результат в отношении лечения сердечной недостаточности или нейронального поражения.
Выражение "фармацевтически приемлемый" относится к молекулярным объектам и композициям, которые "обычно считаются безопасными", например, физиологически переносимыми, и, как правило, не вызывают аллергическую или схожую нежелательную реакцию, такую как недомогание в области желудка, головокружение и т.п., при введении в организм человека. Предпочтительно, используемый в данном документе термин "фармацевтически приемлемый" означает объект, который одобрен регуляторным органом Федерального правительства или правительством штата или указан в Фармакопее США или другой общепризнанной фармакопеи как объект для применения на животных и, более предпотительно, на людях.
Термины "соединения", "композиции", "активные соединения", "вещество" или "лекарственное вещество" используются в данном документе взаимозаменяемо, обозначая соединение или соединения, либо композицию соединений, введение которых больному (человеку или животному) вызывает желаемый фармакологический и/или физиологический эффект за счет местного и/или системного воздействия.
Термины "вводимый", "введение" или "прием" используются в данном документе взаимозаменяемо, обозначая либо непосредственное введение соединения или композиции настоящего изобретения, либо введение пролекарства, производного или аналога, которое внутри тела организма образует эквивалентное количество активного соединения.
Термин "больной" или "пациент" относится к животному, включая человеческий род, которое подвергается лечению композициями и/или по способам настоящего изобретения. Предполагается, что термин "больной" или "пациент" относится как к мужскому, так и к женскому полу, если конкретно не указан один пол. Соответственно, термин "больной" или "пациент" включает любое млекопитающее, которое может получить пользу от лечения нейронального поражения.
Выражение "улучшает сердечную функцию" означает, что комозиция вводится или способ проводится на больном в течение периода времени, достаточного для улучшения сердечных функций, что определяется путем сопоставления с сердечными функциями у больных, которым не вводили композицию или на которых не проводили воплощение способа. Более того выражение "улучшает" также подразумевает улучшение симптомов сердечной недостаточности.
Термин "восстановление" относится к долгосрочному улучшению (которое может измеряться неделями или месяцами) сердечных функций у больного, что определяется путем сопоставления с сердечными функциями у больных, которым не вводили композицию или на которых не проводили воплощение способа.
Настоящее изобретение далее будет описано более конкретно со ссылкой на следующие варианты осуществления, которые представлены с целью иллюстрации изобретения, а не для его ограничения.
Примеры
Пример 1. Соединение 1 снижает сердечный фиброз у больного с сердечной недостаточностью.
Для проверки того, способны ли соединения данного изобретения улучшать сердечные функции, животным подкожно вводили изопротеренол для провоцирования сердечной недостаточности, а затем обрабатывали их исследуемым соединением (например, соединением 1) или средой, и проводили наблюдение за влиянием исследуемого(ых) соединения(ий) на сердечную функцию методом эхокардиографии.
1.1 Приготовление животной модели сердечной недостаточности
В данном исследовании использовали взрослых самцов крыс линии Wistar (каждая особь весила около 240-270 г, крысы приобретались у компании BioLASCO Taiwan Co., Ltd). Животных подразделяли случайным образом на группу "CH + среда" и группу "CH + соединение 1". Крысам с сердечной недостаточностью (CH) вводили одну подкожную инъекцию изопротеренола дозой 100 мг/кг. Затем их выдерживали в помещении для животных в условиях температурного контроля (24-25°C) и светотемнового цикла (12:12). Крысам были доступны стандартный лабораторный рацион питания и водопроводная вода по желанию. Все эксперименты на животных проводились в соответствии с указаниями, установленными Институтской комиссией по уходу и обращению с животными Медицинского университета Тайбэя (город Тайбэй, Тайвань, Республика Китай).
1.2 Приготовление и введение лекарственного средства
Соединение 1 растворяли в 0,4% карбоксиметилцеллюлозе до конечной концентрации 100 мг/мл.
Через неделю после введения изопротеренола крысам с сердечной недостаточностью случайным образом назначали прием соединения 1 (100 мг/кг) или среды (0,4% карбоксиметилцеллюлоза) путем принудительного кормления один раз в день на протяжении 7 дней. Затем крыс анестезировали интраперитонеальной инъекцией этаминала натрия (100 мг/кг, Sigma). После чего проводили вскрытие грудной клетки по срединной линии, извлекали сердце, взвешивали и отсекали от каждой крысы для последующего анализа.
1.3 Эхокардиография
Эхокардиограммы записывали до эвтаназии животных с помощью системы HP Sonos 5500, используя зонд 15-6L probe (6÷15 МГц, SONOS 5500, Agilent Technologies, Пало Альто, Калифорния), или прибора для ультразвукового исследования сердечно-сосудистой системы Vivid I (GE Healthcare, Хайфа, Израиль). Проводили измерение конечно-диастолического диаметра левого желудочка (КДДЛЖ), конечно-систолического диаметра левого желудочка (КСДЛЖ) и толщины стенки, проводя запись в М-режиме. Фракцию укорочения левого желудочка рассчитывали по формуле ([КДДЛЖ-КСДЛЖ]/КДДЛЖ)-100. Фракцию выброса левого желудочка рассчитывали по формуле Тейхольца.
#
Результаты сведены в Таблицу 1. Все количественные данные выражены в виде среднего значения - стандартная ошибка среденго, для сравнения различий между группами использовали критерий Стьюдента для одной выборки. Данные представлены в виде среднего значения - С.О.С., *P<0,05 в сравнении со значениями перед и после лечения одной и той же группы, P<0,05 в сравнении с группой, получавшей среду и соединение 1 по одинаковому курсу лечения.
В физиологии сердечно-сосудистой системы фракция выброса - это показатель доли крови, выбрасываемой из правого и левого желудочков при каждом сокращении сердца. Повреждение сердечной мышцы, например, повреждение, испытываемое при инфаркте миокарда или при кардиомиопатии, нарушает способность сердца выбрасывать кровь и тем самым снижает фракцию выброса. Поэтому сокращение фракции выброса часто наблюдается у больных с сердечной недостаточностью. У крыс с сердечной недостаточностью, которые получали соединение 1 (100 мг/кг) наблюдалось заметное увеличение фракции выброса (ФВ=81%) в сравнении с крысами с сердечной недостаточностью, которые были обработаны средой (ФВ=59%). На текущей животной модели также применяли гидралазин -клинически доступное лекарство для лечения сердечной недостаточности. Через неделю после провоцирования сердечной недостаточности посредством одной подкожной инъекции изопротеренола (150 мг/кг) вводили гидралазин (10 мг/кг) интраперитонеально (и.п.) один раз в день на протяжении 7 дней. Результаты указывают на то, что гидралазин увеличивает фракцию выброса с 59±4% до 76±10% (данные не показаны).
Эти результаты указывают на то, что соединение 1 данного изобретения является эффективным в плане улучшения сердечных функций.
1.4 Гистологический анализ морфологии
На Фиг. 1 показана морфология сердца, извлеченного из контрольной крысы и крысы с CH, обработанной средой или соединением 1. На верхних фотоснимках показан вид сердца спереди. Изменения, показанные белым цветом, указывают на существование сердечного фиброза. Отмечено, что у крыс с CH, обработанных средой, наблюдается сердечный фиброз в сравнении с контрольной крысой или крысой, которая была обработана соединением 1. В нижней части представлены фотоснимки камер сердца со стороны межжелудочковой перегородки. У верхушки левого желудочка крыс из группы "CH + среда" обнаружены существенные изменения, отображенные белым цветом, чего не наблюдалось у контрольной крысы и крысы из группы "CH + соединение 1".
Верхушку левого желудочка от крыс с сердечной недостаточностью, обработанных или не обработанных соединением 1, фиксировали в формалине и заливали парафином. Ткани окрашивали трихромом по Массону для визуализации внутритканевых отложений коллагена. На Фиг. 2 показаны отложения коллагена у крысы с CH, обработанной средой или соединением 1, где синим цветом показан сердечный фиброз. При гистоморфологическом исследовании выявлено, что у крыс с CH, обработанных соединением 1, сердечный фиброз развивался в меньшей степени, чем у крыс, обработанных средой.
С учетом вышеизложенного соединение 1 данного изобретения существенно улучшает сердечные функции на животной модели сердечной недостаточности. В особенности, представленное соединение 1 эффективно в смысле увеличения фракции выброса сердца и уменьшения частоты возникновения сердечного фиброза. Данные наблюдения подтверждают наше предположение о том, что соединение 1 может улучшать или восстанавливать сердечные функции у больных, страдающих от сердечной недостаточности.
Пример 2. Соединение 1 снижает экспрессию предсердного натрийуретического пептида (ПНП).
В данном примере исследована экспрессия предсердного натрийуретического пептида (ПНП) с целью прояснения влияния соединений данного изобретения на его экспрессию.
-ΔΔCt
Приготовление и введение лекарственного средства проводилось так, как описано выше. Общую РНК экстрагировали из тканей с помощью реагента TRIzol. Общая РНК подвергалась обратной транскрипции посредством случайных праймеров (Invitrogen, Карлсбад, США) и набора для синтеза кДНК superscript III (Invitrogen) согласно инструкциям производителя (Invitrogen, Карлсбад, США). РНК экспрессию ПНП и глицеральдегидфосфатдегид-рогеназы (ГАФДГ) проводили посредством количественной ПЦР на основе зеленого красителя SYBR с помощью системы ABI PRISM7300 (Applied Biosystems, Foster City, США). Праймеры и зонды разработаны с помощью программы Primer Express 2.0 (Applied Biosystems). Значения порогового цикла (Ct) для всех генов нормировали с помощью соответствующих значениий Ct к РНЕ экспрессии ГАФДГ методом 2(). Результаты показаны на Фиг. 3.
ПНП - это полипептидный гормон, секретируемый клетками сердечной мышцы. Он выделяется мышечными клетками в миоциты предсердий в ответ на высокое кровяное давление. Поэтому ПНП представляет собой клинический и функциональный параметр сердечной недостаточности. Результаты, показанные на Фиг. 3, указывают на то, что пероральный прием соединения 1 (100 мг/кг) в течение недели приводит к существенному снижению уровня и РНК сердечного ПНП у крыс с сердечной недостаточностью в сравнении с крысами, обработанными средой. Соответственно, соединение 1 данного изобретения существенно улучшает сердечные функции на животной модели сердечной недостаточности.
Пример 3. Соединение 1 обеспечивает защитное действие в отношение нервных клеток у больных, страдающих от травмы головного мозга.
3.1 Приготовление животной модели травматического повреждения мозга (ТПМ)
Для проверки того, обладают ли соединения данного изобретения каким-либо защитным действием в отношении нервных клеток, у животных искусственным образом создавалось ТПМ, а затем их обрабатывали исследуемым соединением (например, соединением 1 или вальпроевой кислотой) или средой, после чего измеряли влияние исследуемого(ых) соединения(ий) на область ушиба головного могза и на поведенческий дефицит по окрашиванию хлоридом 2,3,5-трифенилтетразолия (ТТХ) и проведением теста на поведение (например, задание на вытягивание передних конечностей).
В данном исследовании использовали взрослых самцов крыс линии Спраг Доули (каждая особь весила около 250-270 г, крысы приобретались у компании BioLASCO Taiwan Co., Ltd). Крыс распределяли случайным образом на три группы, (i) ТПМ + исследуемое соединение (например, соединение 1 или вальпроевая кислота (ВПК)), (ii) ТПМ + среда (т.е. крысы с ТПМ, обработанные средой) и (iii) симуляция (контрольные крысы с имитацией обработки). Их выдерживали в помещении для животных в условиях температурного контроля (24-25°C) и светотемнового цикла (12:12). Крысам были доступны стандартный лабораторный рацион питания и водопроводная вода пожеланию. Все эксперименты на животных проводились в соответствии с указаниями, установленными Институтской комиссией по уходу и обращению с животными Медицинского университета Тайбэя (город Тайбэй, Тайвань, Республика Китай).
Хирургическую стадию наркоза проводили кетамином (90 мг/кг веса тела) и ксилазином (10 мг/кг веса тела), которые вводили интраперитонеально (и.п.). После анестезии животных помещали в стереотаксическую форму и проветривали их механически. Кортикальный ушиб был получен в результате воздействия на кору головного мозга с помощью регулируемого ударного устройства TBI-0200-модельной системы ТПМ (Precision Systems and Instrumentation). Стягивали кожу черепа и сухожильный шлем и проводили циркулярную краниотомию диаметром 3 мм с помощью дрильбора сбоку от срединного сагиттального шва (с противоположной стороны от выбранной конечности), при этом центр находится в следующих координатах: АР=+1 мм, ML=±2,5 мм от брегмы. Вкратце, протягивали ударный стержень, проводили центровку ударяющего кончика и опускали его над участком краниотомии до тех пор, пока он не коснется твердой мозговой оболочки. Затем стержень оттягивали и ударный кончик продвигал и подальше для образования у крыс травмы головного мозга средней тяжести (диаметр кончика 3 мм; глубина кортикального ушиба 2 мм; скорость удара 4 м/с). Ударный кончик протирали начисто стерильный спиртовым раствором после каждого удара и дополнительно очищали/дезинфицировали раствором Cidex после хирургического вмешательства. Во время хирургической операции внутреннюю температуру поддерживали на уровне 37±0,5°C с помощью нагревательной подушки. Сразу после повреждения кожный разрез закрывали швами из найлона.
3.2 Приготовление и введение лекарственного средства Соединение 1 растворяли в 5% этаноле, 35% полиэтиленгликоле и 60%
физиологическом растворе до концентрации 15 мг/мл. Все испытываемые животные получали внутривенную инъекцию либо соединения 1 (30 мг/кг), вальпроевой кислоты (ВПК, 30 мг/кг), либо среды (5% этанол, 35% полиэтиленгликоль и 60% физиологический раствор) на 0-7 день после ТПМ.
3.3 Приготовление пробы
Проводили глубокую анестезию животных хлоральгидратом (400 мг/кг) и опрыскивали их как физиологическим раствором, так и 4% параформом. Что касается извлеченного мозга, то биопсию (толщиной 2 мм), проведенную в рострально-каудальном направлении, разрезали для последующего измерения потери кортикальной ткани. Изображения срезов мозга, расположенных в определенном порядке, получали на сканере (HP photosmart В 110а, 600 точек на дюйм).
3.4 Измерение объема контузии
уч
уч
перед
зад
1
2
2
3
N-1
N
Учитывая возможное различное сжатие при удалении и фиксации, размер кортикального поражения может быть оценен в виде доли от общего объема коры. В данном исследовании под "контузионным отношением" понимается соответствие между объемом контузии и ипсилатеральным полушарием головного мозга. Для получения контузионного соотношения для каждого среза обводят в ручную участок объема контузии (к) и ипсилатерального полушария головного мозга (м), который характеризуется количеством включенных пикселей. Фиг. 4 - это схематическое представление того, как проводилась оценка объема контузии. Вкратце для описания всего объема контузии с целью последующего анализа по отдельности анализировали площади участка контузии. Объем контузии на одиночном срезе толщиной 2 мм определяется по формуле 0,5×(Площадь+Площадь)×2, отсюда полный объем контузии выражается как 0,5×(А+А)×2+0,5×(А+А)×2+…+0,5×(A+A)×2. Данное выражение можно записать в виде следующего уравнения.
N
1
N
Объем контузии=(2×ΣA)-(A+A)
3.5 Окрашивание хлоридом 2,3,5-трифенилтетразолия (ТТХ)
Окрашивание ТТХ использовали для оценки размера очага поражения путем сопоставления тканей нервных клеток с различной жизнеспособностью. Изъятый головной мозг разрезали на срезы толщиной 2 мм, которые выдерживали в 1% растворе ТТХ в течение 30 минут при 37°C. В жизнеспособных нервных тканях фермент дегидрогеназа превращает ТТХ в красный формазановый пигмент, который окрашивает ткань в темно-красный цвет. Пораженные ткани окрашиваются в бледный белый цвет, поскольку в них отсутствует фермент дегидрогеназа, с которым реагирует ТТХ.
На Фиг. 5 показано влияние исследуемых соединений, таких как соединение 1 или вальпроевая кислота, на уменьшение площади контузии, вызванной ТПМ. Из Фиг. 5 видно, что соединение 1 данного изобретения более эффективно в плане уменьшения площади пораженных тканей головного мозга в сравнении с вальпроевой кислотой (ВПК), которая, как известно, по химическим свойствам выступает в качестве ингибитора гистондеацетилазы (ГДАЦ) и используется для регуляции пароксизма.
3.6 Тест на обучение/поведенческий тест
Всех животных обучали с целью оценки того, как будет выполняться задание на вытягивание передних конечностей. После этого животных подвергали хирургическому вмешательству на предмет ТПМ, после которого их распределяли по трем экспериментальным группам, как описано выше. Каждое животное испытывали на выполнение задания по вытягиванию передних конечностей на первый, третий и седьмой день после операции, а затем еженедельно в течение 6 недель. В тот день, когда проводилось введение исследуемого соединения (например, соединения 1 или вальпроевой кислоты), т.е. на 1, 3 или 7 день, все поведенческие испытания проводились перед инъекцией лекарственного средства. Тест на достижение цели вытягиванием передней конечности проводился, как описано ранее. Вкратце, животных помещали в прозрачную камеру из оргстекла (30 см × 36 см × 30 см) и обучали на вытягивание конечности через окошко (1,5 см × 3 см) для взятия маленьких таблеток с сахарозой (45 мг, Bilaney Consultants, Frenchtown, Нью-Джерси), помещенных на платформу на расстояние 1 см. В первые дни обучения определяли предпочтительность выбора конечности, после чего регулировали положение таблеток так, чтобы оно соответствовало использованию предпочтительной передней конечности. Перед хирургическим вмешательством устанавливали основные показатели, которые определялись как среднее из последних трех предоперационных испытаний. Результат считается успешным, если животное хватает таблетку с первой попытки и помещает ее в рот (т.е. "успех с первой попытки"). Каждый сеанс испытания состоит из 20 попыток по достижению цели с использованием предпочтительной передней конечности. В анализ не включены попытки с использованием непредпочтительной передней конечности. Предоперационным критерием считается, как минимум, 16 успешных попыток из 20 в течение 3 дней подряд. Максимальное время на один сеанс испытания задавали на уровне 5 мин.
3.7 Результаты
Лекарственные средства, приготовленные по стадиям, описанным в примере 3.2, вводили 3 группам животных с ТПМ из примера 3.1, после чего этих животных подвергали исследованию на выполнение задания по вытягиванию передней конечности. Результаты показаны на Фиг. 6. Опять же, соединение 1 данного изобретения, а также ВПК существенно улучшали расстройство поведения, обусловленное ТПМ; при этом данные наблюдения подтверждают наше предположение о том, что соединение 1 может обеспечивать защитное действие в отношении нервных клеток у больных, страдающих от травмы головного мозга.
Пример 4. Соединение 1 обеспечивает защитное действие в отношение нервных клеток у больных с ишемическим инсультом.
В данном примере оценивались эффекты соединений данного изобретения с использованием животной модели ишемического инсульта. Подобно методикам, описанным в примере 3, у животных искусственным образом провоцировали ишемический инсульт, а затем их обрабатывали исследуемым соединением (например, соединением 1 или вальпроевой кислотой) или средой, после чего измеряли влияние исследуемого(ых) соединения(ий) на область инфаркта и повышающую регуляцию белка, связывающего реакционный элемент цАМФ (CREB), посредством окрашивания ТТХ и вестерн-блоттингом соответственно.
4.1 Приготовление животной модели закупорки средней мозговой артерии (ЗСМА) (или модели ишемического инсульта на крысе)
Закупорка средней мозговой артерии (ЗСМА) достигнута на данной животной модели путем наложения лигатуры на нижние вены головного мозга испытываемых крыс с целью симуляции условий ишемического инсульта. Вкратце, к правой СМА подходят, делая временный разрез, и проводят обработку правой СМА на уровне задней мозговой вены. Отделяли общие сонные артерии с двух сторон, делая разрез шеи, и закупоривали аневризматическими клипсами. Затем СМА закупоривали наложением лигатуры 10-0 из нейлона прямо с дистальной стороны на нижнюю мозговую вену. Через 60 минут крыс повторно анестезировали, сняли клипсы с сонной артерии и закрыли разрез на шее. Крыс возвращали в домашнюю клетку после полного восстановления от анестезии. Хирургическое вмешательство в группе симуляции схоже с ЗСМА и включало стадию открытия твердой мозговой оболочки, но без стадии выделения, наложения клипс или коагулирования СМА или сонной артерии.
4.2 Приготовление и введение лекарственного средства
Соединение 1 растворяли в 5% этаноле, 35% полиэтиленгликоле и 60% физиологическом растворе до концентрации 15 мг/мл. Все испытываемые животные получали внутривенную инъекцию либо соединения 1 (30 мг/кг), вальпроевой кислоты (ВПК, 30 мг/кг), либо среды (5% этанол, 35% полиэтиленгликоль и 60% физиологический раствор) на 0-7 день после ЗСМА.
4.3 Вестерн-блоттинг CREB
Отобранные пробы белка смешивали с буфером Лэммли. Буфер Лэммли для образца разлагали на полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия и переносили на нитроцеллюлозные мембраны, которые обрабатывали 5% раствором молока, 0,05% раствором Твин-20 в ЗФФР с последующим выдерживанием на протяжении ночи вместе с соответствующими первичными антителами и буферами. После промывки в ЗФФР/Твин-20 и ЗФФР были обнаружены белковые зоны с имунными метками, в том числе ингибитор гистондеацетилазы 1 (ГДАЦ1), ингибитор гистондеацетилазы 2 (ГДАЦ2), ацетилированный гистон Н2А (Ас-Н2А), ацетилированный гистон Н2В (Ас-Н2В), фосфорилирование белка, связывающего реакционный участок цАМФ (ф-CREB), и общий белок белка, связывающего реакционный участок цАМФ, который экспрессировался на правом переднем участке головного мозга (ПП), правом заднем участке головного мозга (ПЗ), левом переднем участке головного мозга (ЛП) и левом заднем участке головного мозга (ЛЗ), с использованием антикроличьих, антимышинных или антикозьих антител, конъюгированных с пероксидазой хрена (Santa CruzBiotechnology; разведение 1:5000) с помощью хемилюминесцентной системы (ECL, GE Healthcare Bioscience, Бакингемшир, Великобритания) и авторадиографического воздействия на Hyperfilm TMECL (GE Healthcare Bioscience). Количественное определение методом иммуноблоттинга проводилось с помощью программного обеспечения Quantity One TM (Bio-Rad).
4.4 Результаты
Лекарственные средства, приготовленные по стадиям, описанным в примере 4.2, вводили 3 группам крыс с ЗСМА из примера 4.1 (N=5 для каждой группы), после чего окрашивали область инфаркта у этих животных и проводили оценку по схожим стадиям, описанным в примерах 3.4 и 3.5. Результаты показаны на Фиг. 7 и 8. Измеряли объем области инфаркта в три момента времени, т.е. через 30 мин, 2 часа и 4 часа после инсульта; отмечено существенное уменьшение объема области инфаркта через 3 дня лечения соединением 1 и/или ВПК у крыс с ЗСМА (Фиг. 7). В другом примере после провоцирования ЗСМА крысам вливали соединение 1 на 30 мин, через 2 ч, 4 ч и 24 ч соответственно, и рассчитывали объем области инфаркта через 3 дня после ЗСМА. Результаты подтвердили, что лечение с использованием соединения 1 приводит к существенному уменьшению объема области инфаркта даже через 24 часа после ЗСМА (Фиг. 8).
Как сказано выше, церебральная ишемия инициирует устойчивое фосфорилирование белка, связывающего реакционный участок цАМФ (СРЕВ), и CREB-опосредованную экспрессию гена, кодирующего нейропротективные молекулы в нервных клетках (Kitagawa K., FEBS J. 2007 274(13):3210-7); следовательно, соединения, способные активировать фосфорилирование CREB, являются потенциальными соединениями-лидерами, которые могут смягчать последствия от ишемического инсульта. Уровень фосфорилирования CREB измеряли вестерн-блоттингом по стадиям, описанным в примере 4.3. Результаты показаны на Фиг. 9. Как видно из Фиг. 9, наблюдалась повышающая регуляция CREB, включая фосфорилированный CREB (ф-CREB) и общий CREB (o-CREB), как на правом и левом передних (ПП, ЛП) участках головного мозга, так и на правом и левом задних (ПЗ, ЛЗ) участках головного мозга у крыс, получавших соединение 1.
Несмотря на то, что количественные диапазоны и параметры, изложенные для показа широкого объема изобретения, являются приблизительными, числовые значения, изложенные в отдельных примерах, представлены наиболее точно. Любые численные величины все же содержат некоторые ошибки, которые неизбежно возникают из-за стандартных отклонений, наблюдаемых при соответствующих опытных измерениях.
Следует понимать, что вышеизложенное описание вариантов осуществления дано только в качестве примера и что специалистом в данной области техники могут быть проделаны различные модификации. Вышеуказанные описание, примеры и данные обеспечивают полное описание структур и применения примерных вариантов осуществления изобретения. Хотя различные варианты осуществления изобретения описаны с определенной степенью подробности или со ссылкой на один или несколько вариантов осуществления, специалисты в данной области техники могут провести многочисленные видоизменения в раскрытых вариантах осуществления без отклонения от сути или объема изобретения.