EA031183B1 - Способы улучшения функции диафрагмы - Google Patents

Abstract

Предложен способ улучшения функции диафрагмы у пациента, нуждающегося в этом, включающий введение данному пациенту эффективного количества активатора тропонина скелетных мышц, где пациент страдает от заболевания или состояния, выбранного из группы, состоящей из нарушенного дыхания во сне, индуцированной искусственной вентиляцией легких, слабости или атрофии диафрагмы, индуцированной стероидами атрофии диафрагмы, паралича левого или правого купола диафрагмы, плеврального выпота, отравления органическими фосфатами, дисфункции диафрагмального нерва, астмы, тетраплегии, полиомиелита, сирингомиелии, опухолевого сдавливания, идиопатического чрезмерного расширения, ботулизма и недостаточности кислой мальтазы, и где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой соединение формулыили его фармацевтически приемлемую соль.

Description

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ (45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. С07К14/47 (2006.01)

2018.11.30 (21) Номер заявки

201491605 (22) Дата подачи заявки

2013.04.01 (54) СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ ФУНКЦИИ ДИАФРАГМЫ (31) 61/619,261 (32) 2012.04.02 (33) US (43) 2015.03.31 (86) PCT/US2013/034824 (87) WO 2013/151938 2013.10.10 (71)(73) Заявитель и патентовладелец:

САЙТОКИНЕТИКС, ИНК. (US) (72) Изобретатель:

Джаспер Джеффри Р., Малик Фейди,

Хвее Даррен Т. (US) (74) Представитель:

Липатова И.И., Рыбаков В.М., Хмара М.В., Новоселова С.В., Дощечкина В.В. (RU) (56) US-A1-20090029345

US-A9-20070173465 (57) Предложен способ улучшения функции диафрагмы у пациента, нуждающегося в этом, включающий введение данному пациенту эффективного количества активатора тропонина скелетных мышц, где пациент страдает от заболевания или состояния, выбранного из группы, состоящей из нарушенного дыхания во сне, индуцированной искусственной вентиляцией легких, слабости или атрофии диафрагмы, индуцированной стероидами атрофии диафрагмы, паралича левого или правого купола диафрагмы, плеврального выпота, отравления органическими фосфатами, дисфункции диафрагмального нерва, астмы, тетраплегии, полиомиелита, сирингомиелии, опухолевого сдавливания, идиопатического чрезмерного расширения, ботулизма и недостаточности кислой мальтазы, и где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой соединение формулы

031183 В1

031183 Bl

В данной заявке испрашивается приоритет заявки на патент США № 61/619261, поданной 2 апреля 2012 г., которая включена сюда посредством ссылки для всех целей.

Диафрагма разделяет грудную и брюшную полости и является основной мышцей дыхания. Диафрагма, главным образом, состоит из устойчивых к усталости миофибрилл типа I с медленным переключением и типа IIa с быстрым переключением. Болезненные процессы, которые препятствуют иннервации диафрагмы, сократительным свойствам или механическому связыванию со стенкой грудной клетки, могут приводить к дисфункции диафрагмы, которая, в свою очередь, может приводить к одышке, пониженной физической работоспособности, нарушенному дыханию во сне, системным симптомам, повышенной сонливости, пониженному качеству жизни, спадению легкого и дыхательной недостаточности.

Дисфункция диафрагмы варьирует от частичной потери способности генерировать давление (слабости) до полной потери функции диафрагмы (паралич). Вероятно, что пациенты с двухсторонним параличом диафрагмы или тяжелой слабостью диафрагмы имеют одышку или рецидивирующую дыхательную недостаточность. Они могут иметь значительную одышку в состоянии покоя, лежа на спине, в состоянии физического напряжения или при погружении в воду выше талии. Кроме того, пациенты с двухсторонним параличом диафрагмы подвержены повышенному риску прерывистого сна и пониженной вентиляции легких во время сна. Исходные симптомы могут включать слабость, повышенную сонливость, депрессию, утренние головные боли и частые ночные пробуждения. Другие осложнения двухстороннего паралича диафрагмы включают субсегментарный ателектаз и инфекции нижних дыхательных путей.

Дисфункция диафрагмы может быть вызвана и может сосуществовать с другими заболеваниями или состояниями, такими как боковой амиотрофический склероз (ALS), хроническая обструктивная болезь легких (COPD), астма, сердечная недостаточность, спинальная мышечная атрофия (SMA) и мышечная дистрофия.

У здоровых людей большинство скелетных мышц состоит как из быстрых, так и из медленных волокон, хотя доли каждых и варьируют в зависимости от типа мышц. Медленные скелетные волокна, часто именуемые волокнами типа I, имеют большее структурное сходство с сердечной мышцей и проявляют тенденцию к более частому использованию для точного и постурального управления. Они обычно имеют большую окислительную эффективность и являются более устойчивыми к утомлению при длительном использовании. Быстрые скелетные мышечные волокна, часто именуемые волокнами типа II, классифицируют на быстрые окислительные (IIa) и быстрые гликолитические (тип IIx/d) волокна. В то время как данные мышечные волокна имеют разные типы миозина, они имеют много общих компонентов, включая регуляторные белки тропонин и тропомиозин. Быстрые скелетные мышечные волокна имеют тенденцию к развитию большей силы, но утомляются быстрее, чем медленные скелетные мышечные волокна, и являются функционально полезными для резких крупномасшабных движений, таких как вставание с кресла или восстановление равновесия при падении. Здоровая диафрагма содержит приблизительно равные количества быстрых и медленных скелетных мышечных волокон, но пропорция может изменяться при болезненных состояниях.

Согласно данному изобретению предлолжен способ улучшения функции диафрагмы у пациента, нуждающегося в этом, включающий введение данному пациенту эффективного количества активатора тропонина скелетных мышц, где пациент страдает от заболевания или состояния, выбранного из группы, состоящей из нарушенного дыхания во сне, индуцированной искусственной вентиляцией легких слабости или атрофии диафрагмы, индуцированной стероидами атрофии диафрагмы, паралича левого или правого купола диафрагмы, плеврального выпота, отравления органическими фосфатами, дисфункции диафрагмального нерва, астмы, тетраплегии, полиомиелита, сирингомиелии, опухолевого сдавливания, идиопатического чрезмерного расширения, ботулизма и недостаточности кислой мальтазы, и где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой соединение формулы XII^)

R¹

m pn

Формула XI 1(о) или его фармацевтически приемлемую соль, где R¹ представляет собой водород;

- 1 031183

R² выбран из группы, состоящей из пирролила и фенила, каждый из которых возможно замещен -C(O)NH₂;

R³ представляет собой водород;

R⁴ представляет собой водород;

R⁸ и R⁹, каждый, представляет собой водород;

один из R^m и Rⁿ представляет собой водород, а другой представляет собой фтор;

R^f представляет собой фтор и r представляет собой 1.

В некоторых воплощениях пациент страдает от индуцированной искусственной вентиляцией легких слабости или атрофии диафрагмы или индуцированной стероидами атрофии диафрагмы.

В некоторых воплощениях пациент страдает от индуцированной искусственной вентиляцией легких атрофии диафрагмы.

В некоторых воплощениях пациент страдает от одного или более из атрофии диафрагмы, одышки, пониженной физической работоспособности, системных симптомов, повышенной сонливости, спадения легкого и дыхательной недостаточности.

В некоторых воплощениях пациент страдает от частичной потери способности генерировать давление или полной потери функции диафрагмы.

В некоторых воплощениях пациент подвергается искусственной вентиляции легких.

В некоторых воплощениях пациент подвергается высоким физическим нагрузкам или находится в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в воздухе.

В некоторых воплощениях пациент имеет форсированную жизненную емкость (FVC), меньшую чем примерно 75% от предсказываемой у здорового индивида при аналогичных условиях, или пациент проявляет признаки усиленной работы дыхания, указывающие на пониженную функцию диафрагмы.

В некоторых воплощениях активатор тропонина скелетных мышц представляет собой активатор тропонина быстрых скелетных мышц.

В некоторых воплощениях один из R^m и Rⁿ представляет собой водород, а другой представляет собой фтор, и фтор и пиридильное кольцо находятся в транс-конфигурации по отношению друг к другу на циклобутильном кольце.

Активатор тропонина скелетных мышц может представлять собой 1-(2-((3-фтор-1-(3-фторпиридин2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)-1Н-пиррол-3-карбоксамид или его фармацевтически приемлемую соль.

Активатор тропонина скелетных мышц может представлять собой 1-(2-(((транс)-3-фтор-1-(3фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5 -ил)-1Н-пиррол-3-карбоксамид или его фармацевтически приемлемую соль, где 1-(2-(((транс)-3-фтор-1-(3-фторпиридин-2-ил)циклобутил) метиламино)пиримидин-5-ил)-1Н-пиррол-3-карбоксамид определен следующей структурой:

NH

Активатор тропонина скелетных мышц может представлять собой 3-(2-((3-фтор-1-(3-фторпиридин2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)бензамид или его фармацевтически приемлемую соль.

Активатор тропонина скелетных мышц может представлять собой 3-(2-(((транс)-3-фтор-1-(3фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5 -ил)бензамид или его фармацевтически приемлемую соль.

Другие аспекты и воплощения будут очевидны специалистам в данной области из следующего подробного описания.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 показаны кривые концентрация-ответ для соединения А в препаратах очищенного волокна поясничной мышцы кролика и очищенного волокна диафрагмы крысы при постоянной концентрации кальция.

На фиг. 2 показана сила, продуцируемая очищенными волокнами диафрагмы крысы при разных концентрациях кальция при обработке соединением В в разных концентрациях.

На фиг. 3 показана сила, продуцируемая очищенными волокнами диафрагмы крысы при разных концентрациях кальция при обработке соединением С в разных концентрациях.

- 2 031183

На фиг. 4А показана средняя площадь поперечного сечения диафрагмы от крыс SHAM и LAD. Средняя площадь поперечного сечения диафрагмы была значимо меньше в мышце диафрагмы при HF (сердечная недостаточность).

На фиг. 4B показана средняя площадь поперечного сечения миофибриллы типа I диафрагмы от крыс SHAM и LAD.

На фиг. 4C показана средняя площадь поперечного сечения миофибриллы типа IIa диафрагмы от крыс SHAM и LAD. При HF в диафрагмах в волокнах типа IIa можно наблюдать значительную атрофию.

На фиг. 4D показана средняя площадь поперечного сечения миофибриллы типа IIb/х диафрагмы от крыс SHAM и LAD. При HF в диафрагмах в волокнах типа IIb/х можно наблюдать значительную атрофию.

На фиг. 5 показана генерация силы в мышце диафрагмы крысы SHAM и при HF, измеренная посредством стимуляции электрическим полем ex-vivo. Мышца диафрагмы при HF генерировала значимо меньшую силу по сравнению с диафрагмами SHAM.

На фиг. 6 показана генерация силы в мышце диафрагмы крысы, измеренная посредством стимуляции электрическим полем ex-vivo в присутствии и в отсутствие соединения В. Мышца диафрагмы, обработанная соединением В, генерировала значимо большую силу по сравнению с диафрагмами, обработанными только носителем, при частотах электрической стимуляции вплоть до 30 Гц.

На фиг. 7 показана генерация силы посредством стимуляции электрическим полем, измеренная на протяжении 600 сокращений, в мышце диафрагмы крысы ex vivo, в присутствии и в отсутствие соединения В. Мышца диафрагмы, обработанная соединением В, дозозависимо генерировала значимо большую силу по сравнению с диафрагмами, обработанными только носителем.

На фиг. 8А показана генерация силы в мышце диафрагмы крысы SHAM, измеренная посредством стимуляции электрическим полем ex-vivo в присутствии и в отсутствие соединения D. Соединение D значимо увеличивало силу в диафрагмах SHAM при околомаксимальных частотах электрической стимуляции.

На фиг. 8B показана генерация силы в мышце диафрагмы крысы LAD, измеренная посредством стимуляции электрическим полем ex-vivo в присутствии и в отсутствие соединения D. Соединение D значимо увеличивало силу в диафрагмах LED при околомаксимальных частотах электрической стимуляции.

На фиг. 9 показана сила, генерируемая очищенными волокнами диафрагмы крыс LAD и SHAM при разных концентрациях кальция в присутствии и в отсутствие соединения D. Соединение D значимо увеличивало чувствительность к Са²⁺ в волокнах диафрагмы и SHAM и при HF.

На фиг. 10 показана генерация силы в мышиных диафрагмах, отобранных у мышей WT (дикий тип) и SOD1, при разных концентрациях соединения С, измеренная посредством стимуляции электрическим полем ex-vivo. Мышца диафрагмы, WT и SOD1, обработанная соединением С, генерировала значимо большую силу по сравнению с диафрагмами, обработанными только носителем, при частотах электрической стимуляции вплоть до 30 Гц.

На фиг. 11 показаны параметры дыхания, проанализированные до, во время и после 30-минутного стимула 5% СО₂ посредством плетизмографии на всем незакрепленном теле у мышей SOD1. По сравнению с животными, обработанными носителем, животные, обработанные соединением С, имели значительно больший дыхательный объем в исходный момент времени и при восстановлении после 30минутного воздействия газовой смеси с 5% СО₂.

В общем, подразумевается, что следующие слова и фразы в том виде, в котором они используются в настоящей заявке, имеют значения, изложенные ниже, за исключением той степени, в которой контекст, в котором они используются, указывает иное.

Во всей данной заявке ссылки на соединение формулы, например формулы А или I, если контекст не указывает иное, включают все определенные здесь подгруппы формулы, включая все описанные здесь подструктуры, подроды, предпочтения, воплощения, примеры и конкретные соединения.

Ссылки на соединение формулы и его подгруппы включают ионные формы, полиморфы, псевдополиморфы, аморфные формы, сольваты, сокристаллы, хелаты, изомеры, таутомеры, оксиды (например, Nоксиды, S-оксиды), сложные эфиры, пролекарства, изотопы и/или их защищенные формы. Термины кристаллическая форма, полиморф и новая форма могут здесь использоваться взаимозаменяемо, и подразумевается, что они включают все кристаллические и аморфные формы соединения, включая, например, полиморфы, псевдополиморфы, сольваты (включая гидраты), сокристаллы, несольватированные полиморфы (включая ангидраты), конформационные полиморфы и аморфные формы, а также их смеси, если не дается ссылка на конкретную кристаллическую или аморфную форму. В некоторых воплощениях ссылки на соединение формулы (например, соединение формулы А, формулы В и/или формулы I) и его подгруппы включают полиморфы, сольваты, сокристаллы, изомеры, таутомеры и/или их оксиды. В некоторых воплощениях ссылки на соединение формулы (например, соединение формулы А, формулы В и/или формулы I) и его подгруппы включают полиморфы, сольваты и/или их сокристаллы. В некоторых воплощениях ссылки на соединение формулы (например, соединение формулы А, фформулы В и/или формулы I) и его подгруппы включают изомеры, таутомеры и/или их оксиды. В некоторых воплощениях

- 3 031183 ссылки на соединение формулы (например, соединение формулы А, формулы В и/или формулы I) и его подгруппы включают его сольваты. Аналогично термин соли включает сольваты солей соединений.

Под словом возможный или возможно подразумевается, что описанное далее явление или обстоятельство может иметь или может не иметь место, и что данное описание включает примеры, когда явление или обстоятельство имеет место, и примеры, в которых оно не имеет место. Например, фраза возможно замещенный алкил охватывает как алкил, так и замещенный алкил, как здесь определено. По отношению к любой группе, содержащей один или более чем один заместитель, специалисты в данной области поймут, что не подразумевается введение в такие группы какого-либо замещения или структур замещения, которые являются стерически непрактичными, синтетически невозможными и/или нестабильными по своему характеру.

При определении группировки как возможно замещенной она может быть замещена сама по себе или в виде части другой группировки. Например, если R^x определяется как С1_-6алкил или ОС1_-6алкил, где С_1-6алкил возможно является замещенным галогеном, тогда и одна С_1-6алкильная группа, и С_1-6алкил, который составляет часть ОС_1-6алкильной группы, может быть замещен галогеном.

Изомеры представляют собой разные соединения, которые имеют одинаковую формулу молекулы. Стереоизомеры представляют собой изомеры, которые отличаются только способом, которым атомы организованы в пространстве. Энантиомеры представляют собой пару стереоизомеров, которые являются ненакладываемыми зеркальными отражениями друг друга. Смесь 1:1 пары энантиомеров представляет собой рацемическую смесь. Термин (±) используется для обозначения рацемической смеси, когда это применимо.

Диастереоизомеры представляют собой стереоизомеры, которые имеют по меньшей мере два асимметрических атома, но которые не являются зеркальными отражениями друг друга. Абсолютная стереохимия определяется согласно системе R-S Кана-Ингольда-Прелога. Когда соединение представляет собой чистый энантиомер, стереохимия по каждому хиральному атому углерода может быть либо R, либо S. Разделенные соединения, абсолютная конфигурация которых не известна, могут быть обозначены (+) или (-) в зависимости от направления (право- или левовращающие), в котором они вращают плоскость поляризованного света при длине волны полосы D натрия. Определенные описанные здесь соединения содержат один или более чем один асимметрический центр и могут, таким образом, давать энантиомеры, диастереомеры и другие стереоизомерные формы, которые можно опредеять в показателях абсолютной стереохимии как (R)- или (S)-. Подразумевается, что настоящее изобретение включает все такие возможные изомеры, включая рацемические смеси, оптически чистые формы и промежуточные смеси. Оптически активные (R)- и (У)-изомеры можно получать с использованием хиральных синтонов или хиральных реактивов, или разделять с использованием традиционных методик. Когда описанные здесь соединения содержат олефиновые двойные связи или другие центры геометрической асимметрии, и если не определено иначе, подразумевается, что данные соединения включают и Е, и Z геометрические изомеры.

Стереохимия, представленная в структурах циклических мезосоединений не является абсолютной; скорее подразумевается, что стереохимия указывает положение заместителей относительно друг друга, например цис или транс. Например, подразумевается, что

обозначает соединение, в котором фторный и пиридильный заместители на циклобутильном кольце находятся в цис-конфигурации относительно друг друга, тогда как подразумевается, что обозначает соединение, в котором фторный и пиридильный заместители на циклобутильном кольце находятся в транс-конфигурации относительно друг друга.

Когда соединение может существовать в виде одного или более чем одного мезоизомера, подразумевается, что включены все возможные мезоизомеры. Например, подразумевается, что соединение {[3фтор-1-(3-фтор(2-ниридил))циклобутил]метил}ниримидин-2-иламин включает и цис-, и трансмезоизомеры

- 4 031183

и их смеси. Если не указано иное, описанные здесь соединения включают все возможные мезоизомеры и их смеси.

Таутомеры представляют собой структурно отличные изомеры, которые взаимопревращаются посредством таутомеризации. Таутомеризация представляет собой форму изомеризации и включает прототропную таутомеризацию или таутомеризацию с протонным сдвигом, которые рассматриваются в качестве разновидности кислотно-основной химии. Прототропная таутомеризация или таутомеризация с протонным сдвигом включает миграцию протона, сопровождаемую изменениями порядка связей, часто взаимообменом одинарной связи со смежной двойной связью. Когда возможна таутомеризация (например, в растворе), может достигаться химическое равновесие таутомеров. Примером таутомеризации является кето-енольная таутомеризация. Конкретным примером кето-енольной таутомеризации является взаимопревращение таутомеров пентан-2,4-диона и 4-гидрокси-3-ен-2-она. Другим примером таутомеризации является фенол-кето-таутомеризация. Конкретным примером фенол-кето-таутомеризации является взаимопревращение таутомеров пиридин-4-ола и пиридин-4(1Н)-она. Соединения определенных раскрытых формул являются таутомерными.

Уходящая группа или атом представляют собой любую группу или атом, которые при условиях реакции будут отщепляться от исходного вещества, таким образом, способствуя реакции в определенном сайте. Подходящие примеры таких групп включают атомы галогена, мезилокси, п-нитробензолсульфонилокси и тозилокси группы, но не ограничиваются ими.

Термин защитная группа имеет значение, традиционно связанное с ним в органическом синтезе, т.е. группа, которая селективно блокирует один или более чем один реакционноспособный сайт в соединении со многими функциональными группами, так что химическую реакцию можно проводить селективно на другом незащищенном реакционноспособном сайте, и так что данную группу можно легко удалять после завершения селективной реакции. Целый ряд защитных групп раскрыт, например, в Т.Н. Greene and P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, Third Edition, John Wiley & Sons, New York (1999). Например, форма с защитой гидрокси представляет собой форму, в которой по меньшей мере одна гидроксигруппа, присутствующая в соединении, защищена группой, защищающей гидрокси. Подобным образом, амины и другие реакционноспособные группы могут быть аналогичным образом защищенными.

Термин фармацевтически приемлемый носитель или фармацевтически приемлемый эксципиент включает любой и все такие растворители, диспергирующие среды, покрытия, антибактериальные и противогрибковые агенты, изотоничные и задерживающие поглощение агенты и тому подобное. Применение таких средств и агентов для фармацевтически активных веществ хорошо известно в данной области. За исключением той степени, в которой любые традиционные среды или агент являются несовместимыми с активным ингредиентом, рассматривается их применение в терапевтических композициях. В композиции также могут быть включены вспомогательные активные ингредиенты.

Термин фармацевтически приемлемая соль относится к солям, которые сохраняют биологическую эффективность и свойства описанных здесь соединений, и которые не являются биологически или иным способом нежелательными. Во многих случаях описанные здесь соединения способны образовать кислые и/или основные соли за счет присутствия амино и/или карбоксильных групп или групп, аналогичных им. Фармацевтически приемлемые соли присоединения кислоты могут быть образованы с неорганическими кислотами и органическими кислотами. Неорганические кислоты, из которых могут образоваться соли, включают, например, соляную кислоту, бромисто-водородную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту, фосфорную кислоту и тому подобное.

Органические кислоты, из которых могут образоваться соли, включают, например, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, гликолевую кислоту, пировиноградную кислоту, щевелевую кислоту, малеиновую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, фумаровую кислоту, винную кислоту, лимонную кислоту, бензойную кислоту, коричную кислоту, миндальную кислоту, метансульфоновую кислоту, этансульфоновую кислоту, п-толуолсульфоновую кислоту, салициловую кислоту и тому подобное. Фармацевтически приемлемые соли присоединения основания можно получать с неорганическими и органическими основаниями. Неорганические основания, из которых могут образоваться соли, включают, например, натрий, калий, литий, аммоний, кальций, магний, железо, цинк, медь, марганец, алюминий и тому подобное. Органические основания, из которых могут образоваться соли, включают, например, первичные, вторичные и третичные амины, замещенные амины, включающие встречающиеся в природе замещенные амины, циклические амины, основные ионообменные смолы и тому подобное, особенно такие как изопропиламин, триметиламин, диэтиламин, триэтиламин, трипропиламин и этаноламин. В некоторых воплощениях фармацевтически приемлемая соль

- 5 031183 некоторых воплощениях фармацевтически приемлемая соль присоединения основания выбрана из солей аммония, калия, натрия, кальция и магния.

Термин сольват относится к соединению (например, к соединению, выбранному из формулы А или I, или его фармацевтически приемлемой соли) в физической ассоциации с одной или более чем одной молекулой фармацевтически приемлемого растворителя. Будет понятно, что соединение формулы X охватывает соединение формулы X и сольваты данных соединений, а также их смеси.

Хелат образуется путем координации соединения с ионом металла в двух (или более чем двух) точках. Подразумевается, что термин соединение включает хелаты соединений. Аналогично соли включают хелаты солей, и сольваты включают хелаты сольватов.

Нековалентный комплекс образуется путем взаимодействия соединения и другой молекулы, при котором между соединением и молекулой не образуется ковалентная связь. Например, комплексообразование может происходить посредством вандерваальсовых взаимодействий, связывания водородными связями и электростатических взаимодействий (также называемых ионным связыванием). Такие нековалентные комплексы включены в термин соединение.

Термин пролекарство относится к веществу, вводимому в неактивной или менее активной форме, которое затем превращается (например, путем метаболического процессинга пролекарства в организме) в активное соединение. Основанием введения пролекарства является оптимизация поглощения, распределения, метаболизма и/или выделения лекарственного средства. Пролекарства могут быть получены путем создания производного активного соединения (например, соединения формулы А или другого описанного здесь соединения), которое будет подвергаться превращению в условиях применения (например, в организме) с образованием активного соединения. Превращение пролекарства до активного соединения может идти спонтанно (например, посредством реакции гидролиза), или оно может катализироваться или индуцироваться другим агентом (например, ферментом, светом, кислотой или основанием и/или температурой). Данный агент может быть эндогенным по отношению к условиям применения (например, фермент, присутствующий в клетках, в которые вводится пролекарство, или кислотные условия в желудке), или агент может подаваться экзогенно. Пролекарства можно получать превращением одной или более чем одной функциональной группы в активном соединении в другую функциональную группу, которая затем превращается обратно до исходной функциональной группы при введении в организм. Например, гидроксильную функциональную группу можно превращать до сульфонатной, фосфатной, сложноэфирной или карбонатной группы, которые, в свою очередь, могут гидролизоваться in vivo обратно до гидроксильной группы. Аналогично, функциональную аминогруппу можно превращать, например, в амидную, карбаматную, иминогруппу, функциональную группу мочевины, фосфенильную, фосфорильную или сульфенильную функциональную группу, которые могут гидролизоваться in vivo обратно до аминогруппы. Карбоксильную функциональную группу можно превращать, например, в сложноэфирную (включая силиловые эфиры и тиоэфиры), амидную или гидразидную функциональную группу, которые могут гидролизоваться in vivo обратно до карбоксильной группы. Примеры пролекарств включают фосфатные, ацетатные, формиатные и бензоатные производные функциональных групп (таких как группы спиртов и аминов), присутствующих в соединениях формулы А и других описанных здесь соединениях, но не ограничиваются ими.

Описанные здесь соединения можно обогащать изотопными формами, например обогащать по содержанию ²Н, ³Н, С. ¹³С и/или ¹⁴С. В некоторых воплощениях соединение содержит по меньшей мере один атом дейтерия. Такие дейтерированные формы можно получать, например, методикой, описанной в патентах США № 5846514 и 6334997. Такие дейтерированные соединения могут улучшать эффективность и увеличивать продолжительность действия описанных здесь соединений. Соединения, замещенные дейтерием, можно синтезировать с использованием разных способов, таких как способы, описанные в Dean, D., Recent Advances in the Synthesis and Applications of Radiolabeled Compounds for Drug Discovery and Development, Curr. Pharm. Des., 2000; 6(10); Kabalka, G. et al, The Synthesis of Radiolabeled Compounds via Organometallic Intermediates, Tetrahedron, 1989, 45(21), 6601-21 и Evans, E., Synthesis of radiolabeled compounds, J. Radioanal. Chem., 1981, 64(1-2), 9-32.

Термин активный агент используется для указания того, что соединение имеет биологическую активность. В некоторых воплощениях активный агент представляет собой соединение, имеющее терапевтическую пользу. В некоторых воплощениях соединение улучшает по меньшей мере один аспект функции или активности скелетных мышц, такой как выходная мощность, сила скелетной мышцы, выносливость скелетной мышцы, потребление кислорода, эффективность и/или чувствительность к кальцию.

Соединения также включают кристаллические и аморфные формы данных соединений, включающие, например, полиморфы, псевдополиморфы, сольваты, гидраты, несольватированные полиморфы (включая ангидраты), конформационные полиморфы и аморфные формы соединений, а также их смеси. Термины кристаллическая форма, полиморф и новая форма можно здесь использовать взаимозаменяемо, и подразумевается, что они включают все кристаллические и аморфные формы соединения, включая, например, полиморфы, псевдополиморфы, сольваты, гидраты, несольватированные полиморфы (включая ангидраты), конформационные полиморфы и аморфные формы, а также их смеси, если не на

- 6 031183 звана конкретная кристаллическая или аморфная форма.

Химические соединения включают соединения раскрытых формул и все их фармацевтически приемлемые формы, но не ограничиваются ими. Фармацевтически приемлемые формы перечисленных здесь соединений включают фармацевтически приемлемые соли, хелаты, нековалентные комплексы, пролекарства и их смеси. В определенных воплощениях описанные здесь соединения находятся в форме фармацевтически приемлемых солей. Следовательно, термины химическое соединение и химические соединения также охватывают фармацевтически приемлемые соли, хелаты, нековалентные комплексы, пролекарства и смеси.

Термины пациент и субъект относятся к животному, такому как млекопитающее, птица или рыба. В некоторых воплощениях пациент или субъект представляет собой млекопитающее. Млекопитающие включают, например, мышей, крыс, собак, кошек, свиней, овец, лошадей, коров и людей. В некоторых воплощениях пациент или субъект представляет собой человека, например, человека, который был или будет объектом лечения, наблюдения или эксперимента. Описанные здесь соединения, композиции и способы могут быть полезными и в терапии человека, и в ветеринарных приложениях.

Термин скелетная мышца в том виде, как он здесь используется, включает ткань скелетной мышцы, а также ее компоненты, такие как волокна скелетной мышцы, миофибриллы, содержащие волокна скелетной мышцы, саркомер скелетной мышцы, который содержит миофибриллы, и разные описанные здесь компоненты саркомера скелетной мышцы, включающие миозин, актин, тропомиозин, тропонин С, тропонин I, тропонин Т скелетной мышцы и их фрагменты и изоформы. В некоторых воплощениях скелетная мышца включает ткань быстрой скелетной мышцы, а также ее компоненты, такие как волокна быстрой скелетной мышцы, миофибриллы, содержащие волокна быстрой скелетной мышцы, саркомер быстрой скелетной мышцы, который содержит миофибриллы, и разные описанные здесь компоненты саркомера быстрой скелетной мышцы, включающие миозин, актин, тропомиозин, тропонин С, тропонин I, тропонин Т быстрой скелетной мышцы и их фрагменты и изоформы. Скелетная мышца не включает сердечную мышцу или комбинацию саркомерных компонентов, которые встречаются в такой комбинации в их совокупности в сердечной мышце.

Термин терапевтический в том виде, как он здесь используется, относится к способности модулировать сократимость быстрой скелетной мышцы. Термин модуляция (и родственные термины, такие как модулировать, модулированный, модулирующий) в том виде, как он здесь используется, относится к изменению функции или эффективности одного или более чем одного компонента саркомера быстрой скелетной мышцы, включая миозин, актин, тропомиозин, тропонин С, тропонин I тропонин Т из быстрой скелетной мышцы, включая их фрагменты и изоформы, в качестве прямого или опосредованного ответа на присутствие описанного здесь соединения относительно активности саркомера быстрой скелетной мышцы в отсутствие соединения. Изменение может представлять собой увеличение активности (потенцирование) или уменьшение активности (ингибирование) и может быть обусловлено прямым взаимодействием соединения с саркомером, или оно обусловлено взаимодействием соединения с одним или более чем одним другим фактором, который, в свою очередь, влияет на саркомер или один или более чем один из его компонентов. В некоторых воплощениях модуляция представляет собой потенцирование функции или эффективности одного или более чем одного компонента саркомера быстрой скелетной мышцы, включая миозин, актин, тропомиозин, тропонин С, тропонин I и тропонин Т из быстрой скелетной мышцы, включая их фрагменты и изоформы. Модуляция может быть опосредована любым механизмом и может происходить на любом физиологическом уровне, например через сенсибилизацию саркомера быстрой скелетной мышцы в отношении сокращения при меньших концентрациях Са²⁺. Термины эффективность или эффективность мышцы в том виде, как они здесь используются, означают отношение производительности механической работы к общим метаболическим затратам.

Термин терапевтически эффективное количество или эффективное количество относится к тому количеству соединения, выбранного из раскрытых формул, которое является достаточным для осуществления лечения, как определено ниже, при введении млекопитающему, нуждающемуся в таком лечении. Терапевтически эффективное количество будет варьировать в зависимости от субъекта и болезненного состояния, которое лечат, массы и возраста субъекта, тяжести болезненного состояния, конкретного соединения, выбранного из раскрытых формул и схемы дозировки, которой необходимо следовать, времени введения, способа введения и тому подобного, которые все могут быть легко определены обычным специалистом в данной области.

Термины лечение или проведение лечения означают любое лечение заболевания у пациента, включающее следующее:

(а) предупреждение заболевания, т.е. вызов того, что клинические симптомы заболевания не развиваются;

(б) подавление заболевания;

(в) замедление или остановка развития клинических симптомов; и/или (г) облегчение заболевания, т.е. вызов регрессии клинических симптомов.

Термин развиваемая мощность в том виде, как он здесь используется, означает время работы/цикла и может пересчитываться из единиц PoLo/времени цикла на основе свойств мышцы. Развивае

- 7 031183 мая мощность может модулироваться путем изменения, например, активирующих параметров во время циклических изменений длины, включая хронологию активации (фаза активации) и период активации (цикл использования).

Термин АТФаза относится к ферменту, который гидролизует АТФ. АТФазы включают белки, включающие молекулярные моторы, такие как миозины.

Термин селективное связывание или селективно связывать в том виде, как он здесь используется, относится к предпочтительному связыванию с белком-мишенью в одном типе мышцы или мышечного волокна в отличие от других типов. Например, соединение селективно связывается с тропонином С быстрой скелетной мышцы, если соединение предпочтительно связывается с тропонином С в тропониновом комплексе волокна или саркомера быстрой скелетной мышцы, по сравнению с тропонином С в тропониновом комплексе волокна или саркомера медленной мышцы или с тропонином С в тропониновом комплексе саркомера сердечной мышцы.

Предложены активаторы тропонина скелетной мышцы, которые могут эффективно улучшать функцию диафрагмы, в частности диафрагмы с дисфункцией. Дисфункция диафрагмы может включать частичную потерю способности генерировать давление (слабость) и полную потерю функции диафрагмы (паралич). Такое улучшение является особенно полезным с клинической точки зрения, когда диафрагма находится под напряжением или страдает от дисфункции, как, например, под воздействием нейромышечных расстройств и/или состояний, отмеченных мышечной слабостью.

Рассматривается, что активаторы тропонина скелетных мышц, в частности раскрытые здесь активаторы тропонина, селективно сенсибилизируют быструю скелетную мышцу в диафрагме по отношению к кальцию путем связывания с его комплексом с тропонином. Активаторы тропонина скелетных мышц улучшают генерацию силы мышцей посредством увеличения чувствительности к кальцию тропонинтропомиозинового регуляторного комплекса, который в пределах саркомера является кальциевым сенсором, который регулирует взаимодействие актина с миозином, генерирующее силу. Как следствие их активности в отношении тропонин-тропомиозинового комплекса, активаторы тропонина скелетных мышц усиливают ответ мышцы на нервномышечный входящий сигнал и также уменьшают утомляемость мышцы.

Предложены композиции и способы улучшения функции диафрагмы. В некоторых воплощениях данные способы влекут за собой введение пациенту или приведение волокна скелетной мышцы диафрагмы в контакт с эффективным количеством активатора тропонина скелетных мышц. Также предложены композиции и способы улучшения функции, активности, эффективности, чувствительности к кальцию или увеличения времени до утомления скелетной мышцы в диафрагме. В некоторых воплощениях скелетная мышца в диафрагме представляет собой быструю скелетную мышцу.

В некоторых воплощениях активатор тропонина скелетой мышцы вводят пациенту, нуждающемуся в улучшении функции диафрагмы. В некоторых воплощениях пациент страдает от дисфункции диафрагмы. В некоторых воплощениях пациент страдает от слабости или паралича диафрагмы. В некоторых воплощениях пациент страдает от односторонней или двухсторонней слабости или паралича диафрагмы.

Известно, что многие заболевания и состояния вызваны или сосуществуют с дисфункцией диафрагмы или со слабостью или параличом диафрагмы. Неограничивающие примеры таких заболеваний и состояний включают следующие: рассеянный склероз, инсульт, синдром Арнольда-Киари, тетраплегия, боковой амиотрофический склероз (ALS), полиомиелит, спинальная мышечная атрофия (SMA), сирингомиелия, синдром Гийена-Барре, опухолевое сдавливание, невралгическая нейропатия, полинейропатия критических состояний, хроническая воспалительная демиелинезирующая полинефропатия, болезнь Шарко-Мари-Тута, идиопатическое чрезмерное расширение, включающее хроническую обструктивную болезнь легких (COPD) и астму, тяжелая миастения, синдром Ламберта-Итона, ботулизм, воздействие органического фосфата, потребление наркотиков, мышечные дистрофии (включая мышечную дистрофию Дюшенна, мышечную дистрофию Беккера, тазово-плечевую мышечную дистрофию, наследственную мышечную дистрофию, плече-лопаточно-лицевую мышечную дистрофию, миотоническую мышечную дистрофию, окулофарингеальную мышечную дистрофию, дистальную мышечную дистрофию и мышечную дистрофию Эмери-Дрейфуса), миозит (инфекционный, воспалительный, метаболический), недостаточность кислой мальтазы, глюкокортикоидов и диффузная атрофия.

Предложены способы лечения пациентов, страдающих от дисфункции диафрагмы, вызванной любым одним или более чем одним из данных заболеваний или состояний, или также страдающих от любого одного или более чем одного из данных заболеваний или состояний.

В некоторых воплощениях пациент страдает от заболевания или состояния, выбранного из следующих: нарушенное дыхание во сне, индуцированная искусственной вентиляцией легких слабость или атрофия диафрагмы, индуцированная стероидами атрофия диафрагмы, паралич левого или правого купола диафрагмы, многоводие, плевральный выпот, отравление ботулотоксином, отравление органическим фосфатом, синдром Гийена-Барре, дисфункция диафрагмального нерва и астма.

В некоторых воплощениях пациент страдает от атрофии диафрагмы. Атрофия диафрагмы, например, может быть вызвана недоиспользованием. В некоторых воплощениях пациент находится на искусственной вентиляции легких. Сочетание полной неактивности диафрагмы и искусственной вентиляции

- 8 031183 легких может вызвать атрофию миофибрилл, вызванную недоиспользованием. Рассматривается, что описанные здесь соединения могут улучшать функцию диафрагмы или лечить, или предупреждать атрофию диафрагмы у пациентов, подвергающихся искусственной вентиляции легких.

Физическая активность у пациентов с застойной сердечной недостаточностью часто ограничивается слабостью и одышкой (диспноэ). Важно то, что волокна быстрых (типа 2) скелетных мышц, повидимому, атрофируются в диафрагме (Howell et al. J. Appl. Physiol. 1995 Aug; 79(2):389-97). Усиление функции диафрагмы, вызванное введением активаторов тропонина быстрых скелетных мышц, как здесь описано, будет увеличивать дыхательную функцию и улучшать симптомы диспное и увеличивать способность к физической активности у пациентов с сердечной недостаточностью. В некоторых воплощениях способ включает улучшение функции диафрагмы у пациента с сердечной недостаточностью путем введения активатора тропонина быстрых скелетных мышц.

Основной причиной заболеваемости и смертности у пациентов с ALS является дыхательная недостаточность. Качество жизни пациента с ALS будет улучшаться посредством улучшения функции диафрагмы и дыхательной функции путем введения активаторов тропонина быстрых скелетных мышц. В некоторых воплощениях способ включает улучшение функции диафрагмы у пациента, страдающего от ALS, путем введения активатора тропонина быстрых скелетных мышц.

Мышечная дистрофия представляет собой группу мышечных заболеваний, которые ослабляют скелетно-мышечную систему и затрудняют подвижность. Мышечные дистрофии характеризуются прогрессирующей слабостью скелетных мышц, дефектами в мышечных белках и гибелью мышечных клеток и ткани. Типы мышечных дистрофий включают мышечную дистрофию Дюшенна, мышечную дистрофию Беккера, тазово-плечевую мышечную дистрофию, наследственную мышечную дистрофию, плечелопаточно-лицевую мышечную дистрофию, миотоническую мышечную дистрофию, окулофарингеальную мышечную дистрофию, дистальную мышечную дистрофию и мышечную дистрофию ЭмериДрейфуса. В некоторых воплощениях данный способ включает улучшение функции диафрагмы у пациента, страдающего от мышечной дистрофии, путем введения активатора тропонина быстрых скелетных мышц. В некоторых воплощениях мышечная дистрофия выбрана из мышечной дистрофии Дюшенна, мышечной дистрофии Беккера, тазово-плечевой мышечной дистрофии, наследственной мышечной дистрофии, плече-лопаточно-лицевой мышечной дистрофии, миотонической мышечной дистрофии, окулофарингеальной мышечной дистрофии, дистальной мышечной дистрофии и мышечной дистрофии ЭмериДрейфуса.

Описанные здесь способы в некоторых воплощениях также могут давать пользу здоровым индивидам. Например, индивиды, которые подвергаются высоким физическим нагрузкам, или индивиды в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в воздухе (например, при подъеме на большую высоту), также могут получать пользу от обработки активатором тропонина скелетных мышц.

В некоторых воплощениях помимо или вместо улучшения функции диафрагмы у субъекта введение активатора тропонина скелетных мышц улучшает функцию одной или более чем одной мышцы, участвующей в дыхании, такой как наружная межреберная мышца или внутренняя межреберная мышца.

Пациенты, нуждающиеся в улучшении функции диафрагмы, могут быть идентифицированы способами, известными в данной области. Рентгенография груди, например, может выявить повышенный ателектаз половины диафрагмы и базального подсегмента. Кроме того, для оценки функции диафрагмы широко использовали флюороскопию диафрагмы.

Тесты функции легких, особенно измерения жизненной емкости легких в положении стоя и лежа на спине, представляют собой неинвазивные тесты функции диафрагмы. При одностороннем параличе диафрагмы общая ёмкость легких может быть умеренно ограничена (от 70 до 79% от предсказываемого значения). При тяжелой слабости диафрагмы или двухстороннем параличе диафрагмы типично имеет место ограничение от умеренного до тяжелого (от 30 до 50% предсказанного значения для общей емкости легких). И при одностороннем, и при двухстороннем параличе диафрагмы ограничивающая дисфункция становится более тяжелой, когда пациент находится в положении лежа на спине. Уменьшение жизненной емкости от 30 до 50%, когда пациент находится в положении лежа на спине, поддерживает диагноз двухстороннего паралича диафрагмы, тогда как уменьшение жизненной емкости от 10 до 30%, когда пациент находится в положении сидя, можно наблюдать при умеренной слабости диафрагмы или одностороннем параличе диафрагмы. В некоторых воплощениях пациент имеет односторонний паралич диафрагмы. В некоторых воплощениях пациент имеет тяжелую слабость диафрагмы или двухсторонний паралич диафрагмы.

В некоторых воплощениях пациент имеет форсированную жизненную емкость (FVC), меньшую чем примерно 75%, или, альтернативно, меньшую чем примерно 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25 или 20% от предсказываемой у здорового индивида при аналогичных условиях. В некоторых воплощениях пациент проявляет признаки усиленной работы дыхания, указывающие на пониженную функцию диафрагмы, например значительное тахипноэ, втяжения межреберных промежутков или другие физические признаки, которые, как полагают, являются признаками расстройства дыхания.

Двумя дополнительными мерами функции диафрагмы являются максимальное статическое давление при вдохе и давление при вдохе носом. В некоторых воплощениях пациент имеет максимальное ста

- 9 031183 тическое давление при вдохе или давление при вдохе носом, которые меньше чем примерно 75%, или, альтернативно, меньше чем примерно 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25 или 20% от предсказываемых у здорового индивидуума при аналогичных условиях.

Прямые измерения функции диафрагмы включают инвазивные способы, такие как измерение трансдиафрагматического давления [Pdi], или неинвазивные способы, такие как ультрасонография. Здесь Pdi при вдохе носом или максимальное Pdi, превышающее 80 см водного столба у мужчин и превышающее 70 см водного столба у женщин, исключает клинически значимую слабость диафрагмы. Спазматическое Pdi, превышающее 10 см водного столба при односторонней стимуляции диафрагмального нерва или превышающее 20 см водного столба при двухсторонней стимуляции диафрагмального нерва, также исключает клинически значимую слабость.

В некоторых воплощениях пациентом является мужчина, имеющий Pdi при вдохе носом или максимальное Pdi меньше чем примерно 80 см водного столба или, альтернативно, меньше чем примерно 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30 или 25 см водного столба. В некоторых воплощениях пациентом является женщина, имеющая Pdi при вдохе носом или максимальное Pdi меньше чем примерно 70 см водного столба или, альтернативно, меньше чем примерно 65, 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25 или 20 см водного столба. В некоторых воплощениях пациент имеет спазматическое Pdi меньше чем примерно 10 см или, альтернативно, меньше чем примерно 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 см водного столба при односторонней стимуляции диафрагмального нерва. В некоторых воплощениях пациент имеет спазматическое Pdi меньше чем примерно 20 см или, альтернативно, меньше чем примерно 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 см водного столба при двухсторонней стимуляции диафрагмального нерва.

В некоторых воплощениях описанные здесь способы улучшения функции диафрагмы, кроме того, включают введение пациенту второго терапевтического агента, подходящего для улучшения функции диафрагмы. Такой второй терапевтический агент при использовании в комбинации с описанными здесь соединениями и композициями можно использовать, например, в тех количествах, которые указаны в настольном справочнике для врача (PDR), или которые иным способом определяются обычным специалистом в данной области.

Описанные здесь химические соединения вводятся в терапевтически эффективной дозировке, например в достаточной дозировке для обеспечения лечения описанных ранее болезненных состояний. В то время как уровни человеческой дозировки для описанных здесь химических соединений еще должны быть оптимизированы, в общем, суточная доза варьирует от примерно 0,05 до 100 мг/кг массы тела, в определенных воплощениях - от примерно 0,10 до 10 мг/кг массы тела и в определенных воплощениях от примерно 0,15 до 1,0 мг/кг массы тела. Таким образом, в определенных воплощениях интервал дозировки для введения человеку массой 70 кг составлял бы примерно от 3,5 до 7000 мг в сутки, в определенных воплощениях примерно от 7,0 до 700,0 мг в сутки и в определенных воплощениях примерно от 10,0 до 100,0 мг в сутки. Количество вводимого химического соединения, естественно, будет зависеть от субъекта и болезненного состояния, которое лечат, тяжести заболевания, способа и схемы введения и решения врача, выписавшего рецепт; например вероятный интервал дозы для перорального введения составлял бы примерно 70-700 мг в сутки, тогда как для внутривенного введения вероятный интервал дозы составлял бы от примерно 70 до 700 мг в сутки в зависимости от фармакокинетики соединения.

Введение описанных здесь химических соединений может осуществляться посредством любого из принятых способов введения для агентов, которые служат для аналогичных применений, включая пероральное, подъязычное, подкожное, внутривенное, интраназальное, местное, чрескожное, внутрибрюшинное, внутримышечное, внутрилегочное, вагинальное, ректальное или внутриглазное, но не ограничиваясь ими. В некоторых воплощениях используется пероральное или парентеральное введение.

Фармацевтически приемлемые композиции включают твердые, полутвердые, жидкие и аэрозольные лекарственные формы, такие как, например, таблетки, капсулы, порошки, жидкости, суспензии, суппозитории, аэрозоли или тому подобное. Химические соединения также можно вводить в лекарственных формах с замедленным или контролируемым высвобождением, включая инъекции в виде депо, осмотические насосы, пилюли, чрескожные пластыри (включая пластыри, используемые для электропереноса) и тому подобное, для длительного введения и/или введения по расписанию, импульсного введения с заданной скоростью. В определенных воплощениях композиции предложены в стандартных лекарственных формах, подходящих для однократного введения точной дозы.

Описанные здесь химические соединения можно вводить либо одни, либо, более типично, в комбинации с традиционным фармацевтическим носителем, эксципиентом или тому подобным (например, маннит, лактоза, крахмал, стеарат магния, сахарин натрия, тальк, целлюлоза, кроскармеллоза натрия, глюкоза, желатин, сахароза, карбонат магния и тому подобное). Если это желательно, фармацевтическая композиция также может содержать минорные количества нетоксичных вспомогательных веществ, таких как увлажнители, эмульгаторы, солюбилизаторы, буферизующие агенты и тому подобное (например, ацетат натрия, цитрат натрия, производные циклодекстрина, сорбитана монолаурат, триэтаноламина ацетат, триэтаноламина олеат и тому подобное).

Обычно, в зависимости от намеченного способа введения фармацевтическая композиция будет содержать примерно 0,005-95%; в определенных воплощениях примерно 0,5-50 мас.% химического соеди

- 10 031183 нения. Реальные способы получения таких лекарственных форм известны или будут очевидными специалистам в данной области; например, см. Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton, Пенсильвания.

В определенных воплощениях композиции будут принимать форму пилюли или таблетки, и, таким образом, композиция будет содержать наряду с активным ингредиентом разбавитель, такой как лактоза, сахароза, дикальция фосфат или тому подобное; смазку, такую как стеарат магния или тому подобное; и связующее вещество, такое как крахмал, аравийская камедь, поливинилпирролидин, желатин, целлюлоза, производные целлюлозы или тому подобное. В другой твердой лекарственной форме в желатиновую капсулу инкапсулирован порошок, окатыши, раствор или суспензия (например, в пропиленкарбонате, растительных маслах или триглицеридах).

Жидкие фармацевтически вводимые композиции, например, можно получать путем растворения, диспергирования и т.д. по меньшей мере одного химического соединения и возможных фармацевтических адъювантов в носителе (например, в воде, физиологическом растворе, водной декстрозе, глицерине, гликолях, этаноле или тому подобном) с образованием раствора или суспензии. Инъекционные препараты можно получать в традиционных формах, либо в виде жидких растворов, либо суспензий, в виде эмульсий или в твердых формах, подходящих для растворения или суспендирования в жидкости до инъецирования. Процентное содержание химических соединений, содержащихся в таких парентеральных композициях, в значительной степени зависит от их конкретной природы, а также от активности химических соединений и потребностей субъекта. Однако применимыми являются процентные содержания активного ингредиента от 0,01 до 10% в растворе, и они будут выше, если композиция представляет собой твердое вещество, которое будет затем разводиться до указанных выше процентных содержаний. В определенных воплощениях композиция будет содержать от примерно 0,2 до 2% активного агента в растворе.

Фармацевтические композиции описанных здесь химических соединений также можно вводить в респираторный тракт в виде аэрозоля или раствора для небулайзера, или в виде микротонкого порошка для вдувания, одни или в комбинации с инернтным носителем, таким как лактоза. В таком случае частицы фармацевтической композиции имеют диаметр меньше чем 50 мкм, в определенных воплощениях меньше чем 10 мкм.

Следующие примеры служат для того, чтобы более подробно описать раскрытые соединения и способы. Понятно, что данные примеры ни в коей мере не служат для того, чтобы ограничивать истинный объем данного изобретения, но скорее представлены для иллюстративных целей.

Пример 1: общий способ анализа зависимости силы от рСа очищенного мышечного волокна.

Данный пример демонстрирует получение очищенных мышечных волокон и применение данных волокон для исследования влияния активаторов тропонина быстрых скелетных мышц на мышечные волокна (например, мышцы диафрагмы).

Мышечную ткань для исследований очищенных волокон in vitro получали с использованием протокола, основанного на Lynch and Faulkner (Am J. Physiol. 275:С1548-54 (1998)). Вкратце, мышцу диафрагмы крысы или поясничную мышцу кролика быстро анатомировали и промывали физиологическим раствором. Мышцы затем инкубировали в растворе для очищения (125 мМ К-пропионат, 20 мМ имидазол, 5 мМ EGTA, 2 мМ MgCl₂, 2 мМ АТФ, рН 7,0), дополненном 0,5% Brij 58 (Sigma Chemicals, St. Louis, МО) или 0,5% Triton X-100 (Sigma Chemicals, St. Louis, МО) в течение 30 мин при 4°С. Мышцы затем помещали в раствор для хранения (125 мМ К-пропионат, 20 мМ имидазол, 5 мМ EGTA, 2 мМ MgCl₂, 2 мМ АТФ, 50% глицерин, рН 7,0) при -20°С. Мышцы инкубировали в растворе для хранения при -20°С для последующего использования.

Для анализа очищенных волокон одиночные мышечные волокна анатомировали из больших сегментов ткани в буфере для поддержания оцепенения при 4°С (20 мкМ MOPS, 5 мкМ MgCl₂, 120 мкМ ацетат калия, 1 мкМ EGTA, рН 7,0). Затем их подвешивали между зажимами датчика силы 400А (Aurora Scientific, Онтарио, Канада), фиксировали неподвижно и закрепляли с использованием 2-4 мкл 5% раствора метилцеллюлозы в ацетоне. Волокна затем инкубировали при 10°С в буфере для расслабления (20 мкМ MOPS, 5,5 мкМ MgCl₂, 132 мкМ ацетат калия, 4,4 мкМ АТФ, 22 мкМ креатина фосфат, 1 мг/мл креатинкиназа, 1 мМ DTT (дитиотрейтол), 44 млн^-1 противовспенивающий агент, рН 7,0) и корректировали исходное натяжение. Натяжение генерировали в каждом волокне путем замены буфера для волокна на буфер для расслабления, дополненный 1 мМ EGTA и одной или более чем одной концентрацией водного хлорида кальция. Тестируемые вещества добавляли в данные буферы в 1% растворе DMSO (диметилсульфоксид).

Пример 2: анализ влияния соединения А на зависимость силы от рСа очищенного мышечного волокна.

Функциональные эффекты активатора тропонина быстрых скелетных мышц, соединения А (6-бром1-(этилпропил)имидазо[4,5-b]пиразин-2-ол), на силу скелетных мышц оценивали при изометрических условиях в пермеабилизированных одиночных волокнах из поясничной мышцы кролика и мышцы диафрагмы крысы согласно методике из примера 1. С использованием 15 мкМ раствора хлорида кальция достигали конечной концентрации свободных ионов кальция 3,16 мкМ (рСа равен 5,5) в случае с мыш

- 11 031183 цей диафрагмы, тогда как концентрация свободного кальция в случае с поясничной мышцей составляла 1,78 мкМ (рСа равен 5,75) (концентрации кальция рассчитывали с использованием веб-ресурса (www.stanfbrd.edu/~cpatton/webmaxc/webmaxcS.htm). Поясничная мышца практически целиком состоит из быстрых волокон. Поскольку при получении тканей мышечные мембраны удаляются, силу сокращения можно измерять после прямого нанесения кальция. Как показано на фиг. 1, обработка очищенных волокон поясничной мышцы или диафрагмы соединением А (10 нМ - 40 мкМ) выявила дозозависимые увеличения чувствительности волокна при постоянной концентрации кальция. Для поясничной мышцы обнаружили, что EC₅₀ (полумаксимальная эффективная концентрация) составляет 0,59 мкМ (n равно 3), и обнаружили, что ЕС₅₀ для диафрагмы крысы составляет 1,2 мкМ (n равно 4).

Как показано на фиг. 1, соединение А увеличивало натяжение в мышце диафрагмы крысы и поясничной мышце кролика.

Пример 3: анализ влияния соединения В на зависимость силы очищенного мышечного волокна от рСа.

Генерацию силы измеряли в очищенных волокнах диафрагмы крысы, подвергающихся воздействию возрастающих концентраций кальция в присутствии и в отсутствие активатора тропонина быстрых скелетных мышц - соединения В, (3-(2-(((транс)-3-фтор-1-(3-фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)бензамида), согласно методике из примера 1. Результаты данного эксперимента представлены на фиг. 2 и в табл. 1, приведенной ниже.

Таблица 1 рСа при 50% максимального натяжения

Как показано в табл. 1 и на фиг. 2, соединение В дозозависимо увеличивало чувствительность очищенных волокон диафрагмы крысы к кальцию. Мышечные волокна, обработанные 10 мкМ соединением В, демонстрировали 10-кратное увеличение чувствительности к кальцию по сравнению с мышечными волокнами, обработанными только носителем.

Пример 4: анализ влияния соединения С на зависимость силы очищенного мышечного волокна от рСа.

Генерацию силы измеряли в очищенных волокнах диафрагмы крысы, подвергающихся воздействию возрастающих концентраций кальция в присутствии и в отсутствие активатора тропонина быстрых скелетных мышц - соединения С, 1-(этилпропил)-6-этинилимидазо[4,5-Ь]пиразин-2-ола, согласно методике из примера 1. Результаты данного эксперимента представлены на фиг. 3 и в табл. 2, приведенной ниже.

Таблица 2 рСа при 50% максимального натяжения

Как показано в табл. 2 и на фиг. 3, соединение С дозозависимо увеличивало чувствительность очищенных волокон диафрагмы крысы к кальцию. Мышечные волокна, обработанные 10 мкМ соединением С, демонстрировали 10-кратное увеличение чувствительности к кальцию по сравнению с мышечными волокнами, обработанными только носителем.

Пример 5: характеристики диафрагмы в крысиной модели сердечной недостаточности (HF).

Сердечная недостаточность имеет пагубное влияние на дыхательную функцию. Выдвинули гипотезу о том, что диафрагма в качестве первичной мышцы, участвующей в дыхании, подвергалась бы влиянию сердечной недостаточности, и что активатор тропонина быстрых скелетных мышц мог бы улучшить ее функцию.

В данном эксперименте эффекты HF на диафрагму исследовали, используя крыс в крысиной модели, в которой левая передняя нисходящая (LAD) коронарная артерия была лигирована. Диафрагмы от крыс SHAM (имитация воздействия) и LAD вырезали, очищали, прикалывали к пробковой пластинке и замораживали в плавящемся изопентане. Нарезали серийные поперечные 10 мкм срезы и окрашивали на АТФазу миозина после предынкубации при рН 4,35. Получали цифровые изображения при общем увеличении 200х (Olympus BX41) и анализировали посредством программы Axiovision (Zeiss). Окрашенные

- 12 031183 волокна классифицировали на тип I, тип IIa или тип II b/х и измеряли на предмет площади поперечного сечения индивидуальной миофибриллы (мкм²). Распределение типов волокон у крыс SHAM и LAD обобщено в табл. 3 и на фиг. 4А-4D (примечание: на графиках * указывает р меньше 0,05).

______________________________________________________________________ Таблица 3

	SHAM	LAD
% Типа 1	35,3 ±2,5	40 ±2,5
% Типа На	34,1 ± 3,5	30,8 ± 1,9
% Типа II Ь/х	30,4 ±2,6	29,1 ±2,1

Данный эксперимент продемонстрировал, что средняя площадь поперечного сечения диафрагмы была значимо меньше в мышце диафрагмы HF. В пределах индивидуальных типов волокон в диафрагмах HF наблюдали значимую атрофию в волокнах типа IIa и типа IIb/х. Распределение типов волокон, характеризуемое активностью АТФазы миозина, не было значимо отличным между животными SHAM и HF.

Пример 6: анализ связи сила-частота в крысиной модели HF.

Сократительную силу диафрагмы измеряли посредством стимуляции электрическим полем в системе инкубатора органов (Radnoti) на основе стандартного протокола операций, адаптированного с вебсайта Treat NMD (http://www.treat-nmd.eu/downloads/file/sops/dmd/MDX/DMD_M.T2.002.pdf). У крыс SHAM и LAD вырезали диафрагму и последнее подвижное ребро, промывали в физиологическом растворе и помещали в камеру с водной рубашкой с контролируемой температурой (26-27°С), содержащую буфер Кребса-Хенселейта (118 мМ NaCl, 10 мМ глюкоза, 4,6 мМ KCl, 1,2 мМ KH₂PO₄, 1,2 мМ MgSO₄-7H₂O, 24,8 мМ NaHCO₃, 2,5 мМ CaCl₂, 50 мг/л тубокурарина, 50 U/л инсулина, рН 7,4), которую непрерывно аэрировали 95% О₂/5% О₂. После 10 мин уравновешивания из диафрагм вырезали вертикальные полоски, охватывающие область от подвижного ребра до центрального сухожилия. К центральному сухожилию и подвижному ребру привязывали плетеные шелковые нити и прикрепляли к датчику силы между двумя платиновыми электродами. Полоски диафрагмы доводили до длины, которая давала максимальное дергающее натяжение (Lo). Профиль силы мышцы в зависимости от частоты получали путем стимулирования мышцы при частотах 10-150 Гц (стимулятор Grass, продолжительность серии 800 мс, ширина импульса 0,6 мс).

На фиг. 5 показано, что диафрагмы от животных LAD демонстрировали меньшую выходную силу, чем диафрагмы от животных SHAM.

Пример 7: анализ влияния соединения В на связь сила-частота.

Генерацию силы измеряли в мышце диафрагмы крысы ex vivo путем стимуляции электрическим полем в присутствии и в отсутствие соединения В согласно методике из примера 6. Соединение В суспендировали в DMSO (диметилсульфоксид) и добавляли непосредственно в инкубатор.

Как показано на фиг. 6, мышца диафрагмы, обработанная соединением В, генерировала значимо большую силу по сравнению с диафрагмами, обработанными только носителем, при частотах электрической стимуляции вплоть до 30 Гц.

Пример 8: анализ усталости диафрагмы при повторном сокращении.

Следуя методике из примера 7, диафрагмы подвергали повторным электрическим стимуляциям (стимуляция при 20 Гц, продолжительность серии 330 мс, 1 серия/с) в течение периода 10 мин. Генерацию силы измеряли в мышце диафрагмы крысы ex vivo на протяжении 600 сокращений путем стимуляции электрическим полем в присутствии и в отсутствие соединения В (5 и 10 мкМ). Как показано на фиг. 7, мышца диафрагмы, обработанная соединением В, дозозависимо генерировала значимо большую силу по сравнению с диафрагмами, обработанными только носителем.

Пример 9: анализ влияния соединения D на связь сила-частота.

Генерацию силы измеряли в мышце диафрагмы крысы ex vivo путем стимуляции электрическим полем в присутствии и в отсутствие активатора тропонина быстрых скелетных мышц - соединения D, 1(2-(((транс)-3-фтор-1-(3-фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)-1Н-пиррол-3карбоксамида, согласно методике из примера 6. Соединение D суспендировали в DMSO и добавляли непосредственно в инкубатор.

Как показано на фиг. 8А и 8B, 30 мкМ соединение D значимо увеличивало силу в диафрагмах и SHAM, и HF при околомаксимальных частотах электрической стимуляции.

Пример 10: анализ влияния соединения D на зависимость силы от рСа очищенного мышечного волокна в крысиной модели HF.

Генерацию силы измеряли в очищенных волокнах диафрагмы от крыс SHAM и LAD, подвергающихся воздействию возрастающих концентраций кальция в присутствии и в отсутствие соединения D согласно методике из примера 1.

Как показано на фиг. 9, волокна диафрагмы HF имели значимо меньшую чувствительность к Са²⁺, чем волокна SHAM. Соединение D (3 мкМ) значимо увеличивало чувствительность к Са²⁺ в волокнах диафрагмы и SHAM, и HF.

Пример 11: анализ связи сила диафрагмы-частота в мышиной модели ALS.

- 13 031183

Дыхательная недостаточность является осложнением ALS (боковой амиотрофический склероз). Предположили, что активатор тропонина быстрых скелетных мышц мог бы увеличивать выходную силу диафрагмы субъекта, страдающего от ALS. Для проверки данной гипотезы в этом эксперименте использовали трансгенную мышь SOD1, модель ALS на основе грызунов.

Сократительную силу диафрагмы измеряли посредством стимуляции электрическим полем в системе инкубатора органов (Radnoti) на основе стандартного протокола операций, адаптированного с вебсайта Treat NMD (http://www.treat-nmd.eu/downloads/file/sops/dmd/MDX/DMD_M.1.2.002.pdf). У мышей дикого типа (WT) и SOD1 вырезали диафрагму и последнее подвижное ребро, промывали в физиологическом растворе и помещали в камеру с водной рубашкой с контролируемой температурой (26-27°С), содержащую буфер Кребса-Хенселейта (118 мМ NaCl, 10 мМ глюкоза, 4,6 мМ KCl, 1,2 мМ KH₂PO₄, 1,2 мМ MgSO₄-7H₂O, 24,8 мМ NaHCO₃, 2,5 мМ CaCl₂, 50 мг/л тубокурарин, 50 U/л инсулин, рН 7,4), которую непрерывно аэрировали 95% О₂/5% О₂. После 10 мин уравновешивания из диафрагм вырезали вертикальные полоски, охватывающие область от подвижного ребра до центрального сухожилия. К центральному сухожилию и подвижному ребру привязывали плетеные шелковые нити и прикрепляли к датчику силы между двумя платиновыми электродами. Полоски диафрагмы доводили до длины, которая давала максимальное дергающее натяжение (Lo). Профиль силы мышцы в зависимости от частоты получали путем стимулирования мышцы при частотах 10-150 Гц (стимулятор Grass, продолжительность серии 800 мс, ширина импульса 0,6 мс). Соединение С суспендировали в DMSO и непосредственно добавляли в инкубатор.

Как показано на фиг. 10, соединение С дозозависимо увеличивает субмаксимальную выходную силу в мышце диафрагмы мышей WT и SOD 1. В мышце диафрагмы SOD 1 наблюдали тенденцию на пониженную силу при более высоких частотах стимуляции. Мышца диафрагмы и WT и SOD1, обработанная соединением С, генерировала значительно большую силу по сравнению с диафрагмами, обработанными только носителем, при частотах электрической стимуляции вплоть до 30 Гц.

Пример 12: плетизмография на всем незакрепленном теле (UWBP).

Мышам дикого типа (WT) и SOD1 дозировали носитель или 10 мг/кг соединения С и помещали их в камеры для плетизмографии на 30 мин для акклиматизации. После акклиматизации в течение 10 мин в комнатной атмосфере отслеживали параметры дыхания, включающие дыхательный объем, скорость дыхания и минутный объем вентиляции легких. По завершении исходных измерений в условиях комнатной атмосферы животных подвергали воздействию газовой смеси 5% СО₂ в течение 30 мин. После воздействия 5% СО₂ животных подвергали повторному воздействию комнатной атмосферы и отслеживали.

Как показано на фиг. 11, животные, обработанные соединением С, имели значимо больший дыхательный объем в исходный момент времени и при восстановлении после 30-минутного воздействия газовой смеси 5% СО₂ по сравнению с животными, обработанными носителем.

В то время как были показаны и описаны некоторые воплощения, в них могут быть сделаны разные модификации и замены без отступления от сущности и объема изобретения. Например, в целях создания формулы изобретения подразумевается, что формулу изобретения, изложенную далее, не следует истолковывать каким-либо более узким способом, чем ее буквальные формулировки, и, таким образом, подразумевается, что типичные воплощения из описания изобретения не следует домысливать в формуле изобретения. Соответственно, следует понимать, что настоящее изобретение было описано посредством иллюстрации и не ограничивает объем формулы изобретения.

Claims (14)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ улучшения функции диафрагмы у пациента, нуждающегося в этом, включающий введение данному пациенту эффективного количества активатора тропонина скелетных мышц, где пациент страдает от заболевания или состояния, выбранного из группы, состоящей из нарушенного дыхания во сне, индуцированной искусственной вентиляцией легких слабости или атрофии диафрагмы, индуцированной стероидами атрофии диафрагмы, паралича левого или правого купола диафрагмы, плеврального выпота, отравления органическими фосфатами, дисфункции диафрагмального нерва, астмы, тетраплегии, полиомиелита, сирингомиелии, опухолевого сдавливания, идиопатического чрезмерного расширения, ботулизма и недостаточности кислой мальтазы, и где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой соединение формулы XII^)

   - 14 031183

   R¹ >m pn

   Формула XII (о) или его фармацевтически приемлемую соль, где

   R¹ представляет собой водород;

   R² выбран из группы, состоящей из пирролила и фенила, каждый из которых возможно замещен -C(O)NH2;

   R³ представляет собой водород;

   R⁴ представляет собой водород;

   R⁸ и R⁹, каждый, представляют собой водород;

   один из R^m и Rⁿ представляет собой водород, а другой представляет собой фтор;

   R^f представляет собой фтор и r представляет собой 1.
2. 2. Способ по п.1, где пациент страдает от индуцированной искусственной вентиляцией легких слабости или атрофии диафрагмы или индуцированной стероидами атрофии диафрагмы.
3. 3. Способ по п.1, где пациент страдает от индуцированной искусственной вентиляцией легких атрофии диафрагмы.
4. 4. Способ по п.1, где пациент страдает от одного или более из атрофии диафрагмы, одышки, пониженной физической работоспособности, системных симптомов, повышенной сонливости, спадения легкого и дыхательной недостаточности.
5. 5. Способ по п.4, где пациент страдает от частичной потери способности генерировать давление или полной потери функции диафрагмы.
6. 6. Способ по любому из пп.1-5, где пациент подвергается искусственной вентиляции легких.
7. 7. Способ по любому из пп.1-6, где пациент подвергается высоким физическим нагрузкам или находится в среде с пониженным парциальным давлением кислорода в воздухе.
8. 8. Способ по любому из пп.1-7, где пациент имеет форсированную жизненную емкость (FVC), меньшую, чем примерно 75% от предсказываемой у здорового индивида при аналогичных условиях, или пациент проявляет признаки усиленной работы дыхания, указывающие на пониженную функцию диафрагмы.
9. 9. Способ по любому из пп.1-8, где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой активатор тропонина быстрых скелетных мышц.
10. 10. Способ по любому из пп.1-9, где один из R^m и Rⁿ представляет собой водород, а другой представляет собой фтор, фтор и пиридильное кольцо находятся в транс-конфигурации по отношению друг к другу на циклобутильном кольце.
11. 11. Способ по любому из пп.1-9, где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой 1(2-((3-фтор-1-(3-фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)-1Н-пиррол-3-карбоксамид или его фармацевтически приемлемую соль.
12. 12. Способ по любому из пп.1-10, где активатор тропонина скелетных мыщц представляет собой 1(2-(((транс)-3-фтор-1-(3-фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)-1Н-пиррол-3карбоксамид или его фармацевтически приемлемую соль, где 1-(2-(((транс)-3-фтор-1-(3-фторпиридин-2ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)-1Н-пиррол-3-карбоксамид определен следующей структурой:

    - 15 031183
13. 13. Способ по любому из пп.1-9, где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой 3 (2-((3-фтор-1-(3-фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)бензамид или его фарма цевтически приемлемую соль.
14. 14. Способ по любому из пп.1-10, где активатор тропонина скелетных мышц представляет собой 3(2-(((транс)-3-фтор-1-(3-фторпиридин-2-ил)циклобутил)метиламино)пиримидин-5-ил)бензамид или его фармацевтически приемлемую соль.

    - 16 031183

    CSA (площадь поперечного сечения) миофибриллы диафрагмы

    Фиг. 4А

    CSA миофибриллы Типа Па диафрагмы

    Фиг. 4С

    - 17 031183

    Площадь миофибриллы

    Типа IIb/χ диафрагмы

    Фиг. 4D

    Связь силы диафрагмы с частотой * - 5 мкМ по сравнению носителем * -10 мкМ по сравнению носителем

    Фиг. 6

    В Носитель мкМ Соединение В

    В Ю мкМ Соединение В

    - 18 031183

    200·

    Сила во время теста на утомление

    0l ι ι ι

    200 400 600

    Время (с)

    Фиг. 7

    Частота стимуляции (Гц)

    Фиг. 8А

    - 19 031183

    1201 * WT (дикий тип) + 1 мкМ Соединение С ^· WT + носитель

    Д § к u5 <s

    S о s= o⁴g i g £

    о к

    100·

    80<

    60·

    40·

    20· · SOD + 3 мкМ Соединение С В SOD + 1 мкМ Соединение С Θ· SOD + носитель

    Частота стимуляции (Гц)

    Фиг. 10 ***

    Фиг. 11