A találmány tárgya hidroxi-benzoesav-származékok, eljárás előállításukra és ezeket tartalmazó antiplazmid hatású gyógyszerkészítmények, valamint a gyógyszerkészítmények előállítási eljárása.
A találmány szerinti vegyületek olyan hidroxibenzoesav-származékok, amelyek új vegyületek, és ezeknek antiplazmid hatását még nem ismertették.
A hidroxi-benzoesavak egyéb származékainak csupán antibakteriális hatását vizsgáló közlemények jelentek meg (például Himejima, Masaki; Kubo, Isako, J. Agric. 1991., 39/2,411-21.).
A GB 1 017 602 számú szabadalmi leírás antibakteriális hatású szubsztituált benzoesav-észter-származékokat ismertet.
Azonos összetételű, antiplazmid hatású vegyületek a szakirodalomban nem ismertek.
Célul tűztük ki antiplazmid hatású hidroxi-benzoesav-származékok és ezt tartalmazó gyógyszerkészítmények előállítását.
A találmány tárgya tehát az (I) általános képletű antiplazmid hatású vegyület, amelyre az jellemző, hogy az (I) általános képletben
Q jelentése β-pikolinil-metojodid- vagy 2-dimetilamino-etil-metojodid- vagy 3-dimetil-amino-metojodid-csoport és
Y jelentése 2,2-dimetil-2-szila-hexil-oxi- vagy 3-trimetil-szilil-propil-oxi-csoport.
A találmány tárgya továbbá eljárás az (I) általános képletű hidroxi-benzoesav-származékok előállítására.
Az eljárást az jellemzi, hogy
a) 4-hidroxi-benzoesav-észtert reagáltatunk megfelelő körülmények között olyan szerves halogénvegyülettel, mely reakcióba lépés után Y csoportot eredményez, majd adott esetben
b) a kapott 4-alkoxi-benzoesav-észtert hidrolizáljuk karbonsavvá,
c) az így kapott 4-alkoxi-benzoesavat ismert módon savkloriddá alakítjuk,
d) az így nyert savkloridot olyan amino-alkohollal reagáltatjuk, mely a reakcióba lépés után Q csoportot eredményez, vagy az a) lépésben előállított vegyületet átészterezzük, majd a kapott amino-alkohol-észtert metil-jodiddal kvatemerezzük.
A találmány tárgya továbbá antiplazmid hatású gyógyszerkészítmény, amelyre az jellemző, hogy hatóanyagként az (I) általános képletű hidroxi-benzoesav-származékot tartalmazza, amely képletben Q és Y jelentése a fenti, ismert gyógyszeripari segédanyagok mellett.
A találmány tárgyát képezi az eljárás a fenti antiplazmid hatású gyógyszerkészítmény előállítására, mely szerint a fenti (I) általános képletű vegyületet a szokásos gyógyszeripari segédanyagokkal készítménnyé alakítjuk.
Az antiplazmid hatású vegyületeknek az a jelentősége, hogy a baktériumoknak az antibiotikumokkal szemben kialakult rezisztenciáját képesek megszüntetni, ami gyakran életmentő hatású lehet.
A környezetben lévő baktériumok hatása az ember egészségére nem tűnik jelentősnek, amíg egészséges az ember.
Fontos kérdéssé válik azonban, amikor a velük való fertőződés következtében megbetegszünk.
A bakteriális betegségek nagy része antibiotikumok segítségével gyógyítható, de egyre szaporodnak az olyan fertőzések, amelyek fatális kimenetele a kórokozó rezisztenciájának rovására írandó.
Az antibiotikumokkal szembeni érzéketlenség, a rezisztencia jelensége szélesebb annál, hogy csak az ember kórokozó baktériumaira terjedjen ki.
Érinti a növényi és állatpatogén baktériumokat is.
A rezisztencia egyaránt előfordul az aerob és anaerob baktériumok között.
Ezek a törzsek rezisztensek sok antibiotikumra, olyanokra is, amelyeket általában súlyos fertőzések kezelésére tartunk fenn, például amino-glikozidok, penicillinek, cefalosporinok és tetraciklin.
Gyakran járványos fertőzéseket okozó baktériumok egy része egy vagy több antibiotikumot képes inaktiválni.
A baktériumok, antibiotikumrezisztenciájuk eredetét tekintve, három csoportba sorolhatók:
a) a faji rezisztencia, amely csak néhány baktériumfaj és néhány antibiotikum esetében érvényes, jól ismert jelenség,
b) a mutációs eredetű rezisztencia, amely egy antibiotikumra nézve alacsony valószínűségű, emiatt kis gyakorlati jelentőségű,
c) az érdeklődés középpontjában a legveszélyesebb, az úgynevezett plazmidokhoz kötött fertőzőrezisztencia áll, amely szinte járványszerűen terjed a baktériumok között.
A plazmidok a baktériumok kromoszómájától független genetikai információt hordozó, különleges szaporodási mechanizmussal rendelkező DNS-molekulák, amelyek különböző tulajdonságok, így például az antibiotikumrezisztencia, bizonyos esetekben a kórokozó képesség és egyéb tulajdonságok átörökítéséért felelősek.
A rezisztenciaplazmid biztosítja a baktériumok szaporodását antibiotikumok jelenlétében, és a baktérium ezen tulajdonságát nemcsak utódsejtjeinek örökíti át, hanem a környezetében lévő, más baktériumoknak is átadhatja.
Az antibiotikumrezisztencia ilyen járványszerű terjedése az ember vagy az állatok baktériumflórájában közel harminc éve ismert.
Korábbi kutatások eredményeként vált ismertté az akridinfestékek, az etidium-bromid és a nátrium-dodecil-szulfát plazmid replikációt gátló hatása, de toxicitásuk miatt ezek nem alkalmasak gyógyászati kezelésre.
A plazmidok eliminálására vonatkozó kísérletek megalapozottságát az a felismerés tette lehetővé, hogy két közismert gyógyszer, a klórpromazin és a prometazin megszüntette az Escherichia coli baktériumsejtek 10-30%-ának tetraciklin-, kloramfenikol-, streptomicinés szulfonamid-rezisztenciáját, in vitro.
A kísérletekbe az irodalomból ismert több baktériumtörzset vontunk be, illetve a különböző plazmidot
HU 224 216 Β1 vesztett sejtek kimutatása a megfelelő szelektív táptalajokon történt.
Vizsgáltuk a vegyületek R-plazmid-, F’lac-plazmidtörlését és az R-plazmidtranszfer átvitelének gátlását.
A találmány szerinti antiplazmid hatásokra vizsgált vegyületek közül leghatásosabbnak találtuk in vitro kísérletekben az FC-1181, FC-1186 és a Sila-439 jelű vegyületeket.
A Sila-439 jelű vegyület kifejezett antiplazmid hatása és alacsony MIC-értéke következtében került kipróbálásra három reprezentáns antibiotikumrezisztens baktériumtörzsön, úgymint: a polirezisztens Acinetobacter anitratus, a gentamicinrezisztens Staphylococcus aureus és Methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus törzseken.
Előzetesen toxikológiai vizsgálatot végeztünk, és megállapítottuk, hogy az alkalmazott 50 mg/kg dózisban a beoltott egerek (még 24 órával az oltás után is) életben voltak, ugyanúgy mozogtak, mint a kontrollcsoportban, amelyeket intraperitoneálisan csak fiziológiás konyhasó 0,2 ml-ével oltottunk.
Az oltásra alkalmazott volumen a szokásos 0,1 ml/per 10 g egérsúly volt kísérleteinkben: az anyag dózisait tízszeresére (500 mg/kg-ra) emelve az intraperitoneális oltás után két perccel az oltott 5 egérben görcsök léptek fel, és mind az öt elpusztult.
Az előzetes in vivő toxicitás kísérlet alapján feltételezhető, hogy a hatásos in vitro dózisnak 4-6 szorosa az LD50-érték.
A kísérletek eredményei és a vizsgált molekulákra vonatkozó kvantumkémiai számítások összefüggései alkalmasnak látszottak arra, hogy a biológiai hatások és a molekulák kémiai szerkezete között meglévő kapcsolatok alapján perspektívát adjanak az antiplazmid gyógyszer tervezését illetően.
A Sila-439 jelű vegyület, amely 4-(3-trimetil-szililpropil-oxi)-benzoesav-2-dimetil-amino-etil-észter-metojodid (olvadáspont: 158-159 °C), rendkívül jó eliminálóképességgel rendelkezik.
A vegyületet úgy állítjuk elő, hogy p-hidroxibenzoesav-metil-észterből trimetil-klór-propil-szilánnal történő reagáltatással 4-(3-trimetil-szilil-propil-oxi)benzoesav-metil-észtert kapunk, majd ezt hidrolizáljuk 4-(3-trimetil-szilil-propil-oxi)-benzoesawá. A vegyületet tiozil-kloriddal savkloriddá alakítjuk.
Az így előállított 4-(3-trimetil-szilil-propil-oxi)benzoesav-kloridot diamino-etanollal reagáltatjuk, majd metil-jodiddal kvaternerezzük.
Jó eliminálótulajdonságú az FC-2006/C jelű vegyület és az FC-2012 jelű vegyület is.
Az FC-2006/C jelű vegyület kémiai neve: 4-(dimetil-n-butil-szilil-metil-oxi)-benzoesav-(3-piridil)-metil-észter-metojodid (olvadáspont: 88-89 °C).
Az FC-2012 jelű vegyület kémiai neve: 4-(dimetil-n-butil-szilil-metil-oxi)-benzoesav-3-dimetil-aminopropil-észter-metojodid (olvadáspont: 160-161 °C).
In vitro kísérletekben a találmány szerinti vegyületek jelentős antiplazmid tulajdonságokkal rendelkeznek.
Kiemelkedően hatásos a Sila-439 és az FC-2006/C vegyület plazmidelimináló készségével (50 pg/ml koncentrációban).
Ezeknek a vegyületeknek az a jelentősége, hogy a baktériumoknak az antibiotikumokkal szemben kialakult rezisztenciáját képesek megszüntetni, ami életmentő hatású lehet.
A találmány szerinti vegyületek egyrészt képesek a rezisztenciát okozó plazmák kitörlésére, másrészt megakadályozzák, hogy a rezisztenciát okozó plazma a „fertőzött” baktériumról átkerüljön az „egészséges” baktériumra, és így az is rezisztens legyen.
Az FC-2006/C jelű vegyület csaknem 100%-ban eliminál, azonban csak egy E. coli R-plazmid esetén.
A találmány szerinti vegyületeket és azok hatását az alábbi példák kapcsán mutatjuk be.
1. példa
Az FC-2006/C jelű 4-(dimetil-n-butil-szilil-metiloxi)-benzoesav-(3-piridil)-metil-észter-metojodid előállítása
2,8 g (10 mmol) 4-(dimetil-n-butil-szilil-metil-oxi)benzoesav-metil-észtert (fp.: 170-172 °C) - amelyet p-hidroxi-benzoesav-metil-észterből állítunk elő NaH-del, majd klór-metil-dimetil-butil-szilánnal történő reagáltatás után - 50 ml abs. benzolban oldunk. Hozzáadunk 2,0 g (18 mmol) 3-hidroxi-metil-piridint és néhány csepp nátrium-metilát-oldatot, majd visszafolyáson melegítjük 2 órán át.
Ezt követően a lombikot desztillálófeltéttel látjuk el, és az oldószert atmoszferikus nyomáson ledesztilláljuk.
A maradék viszkózus anyagot választótölcsérben víz és éter között megosztjuk.
Az éterezésfázist 4*15 ml vízzel összerakva mossuk, izzított Na2CO3-on szárítjuk, és az étert ledesztilláljuk.
A maradék olajos részt 10 ml acetonban oldjuk, hozzáadunk 1,7 ml metil-jodidot, és 5 órán át szobahőmérsékleten állni hagyjuk, majd 4 órát visszafolyáson melegítjük.
Kihűléskor 10 ml abs. éterrel hígítjuk.
Állás közben kristályosodik. Ezután aceton/éterből átkristályosítjuk.
Az átkristályosítás eredményeként 2,5 g kissé sárgás kristályt kapunk, olvadáspont: 88-89 °C.
C2iH30INO3Si (499,479)-re számított C% 50,50, H% 6,05, J% 25,40, a talált C% 49,86, H% 6,34, J% 24,6.
HU 224 216 Β1
2. példa
Eliminációs kísértet FC-2006/C, FC-2012 jelű vegyületek alkalmazása esetében
Elimináló |
MIC |
Eliminálási koncentráció |
Eliminálási gyakoriság |
(%) |
mg/ml |
meg/ml |
TC |
ApTC |
LAC |
Etidium-bromid |
125 |
62,5 |
30 |
24 |
0 |
|
|
31,2 |
10 |
0 |
|
FC-2006/C |
25 |
18 |
0 |
0 |
0 |
|
|
14 |
0 |
0 |
0 |
FC-2012 |
39 |
33 |
58 |
27 |
0 |
|
|
25 |
10 |
2 |
0 |
Módszerek
A bakteriosztatikus hatás vizsgálata folyékony táptalajon, sorozathígításos módszerrel történt.
A vizsgált baktériumtörzsek exponenciális fázisban lévő (0,4 optikai denzitású) tenyészeteinek lO^-es hígításából oltottunk 0,05 ml-t, MTE leves táptalajok 5 ml-ébe.
Az E. coli 0,4 optikai denzitású tenyészete 4,1-5,2χ108, míg a hasonló sűrűségű Staphylococcus aureus tenyészete 2,2-8,2^107 telepképző egységet tartalmazott milliliterenként.
Az azonos baktériumszámmal fertőzött és különböző mennyiségű (0-30* 10-4 M) vizsgálni kívánt vegyületet tartalmazó táptalajokat 37 °C-on tartottuk 18 órán át. Azután megvizsgáltuk, hogy az egyes vegyieteknél melyik az a legkisebb koncentráció, amely még gátolja az adott számú baktérium szaporodását. Ezen adatok birtokában kezdhetők el az antiplazmidvizsgálatok, hiszen ezeket a hatásokat csak a MIC-értékek alatt lehet észlelni.
Az R-plazmid törlése
Az E. coli R-faktort hordozó törzsek 16 órás előtenyészetéből lO^-es hígítást készítettünk, amelyből 0,05 ml-t mértünk 5 ml MTE leves táptalajba.
A tenyészeteket a vizsgált vegyületek különböző koncentrációival egészítettük ki, majd levegőztetés nélkül 37 °C-on tartottuk 24-48 órán keresztül.
A tenyészetből különböző hígításokat készítettünk, amelyekből 0,1 ml-t szélesztettünk EP agarlemezekre.
Éjszakai inkubálás után a különböző telepeket tartalmazó lemezekről megfelelő antibiotikumot tartalmazó lemezekre replikát készítettünk.
Az antibiotikumtartalmú lemezeket 37 °C-on 24 óráig inkubáltuk, majd a telepeket összehasonlítottuk a mesterlemezeken lévő telepekkel, és a baktériumok tápigényét ellenőriztük.
Az F’lac plazmid törlése
Az E. coli K12 L1E140 törzs 16 órás tenyészetéből 10~4-es hígítást készítettünk, amelyből 0,05 ml-t (1-5χ103 sejt) oltottunk ml MTE levesbe.
A beoltás után a plazmidtörlő vegyületeket változó koncentrációban, 37 °C-on tartottuk 24 óráig.
Azokból a csövekből, amelyekben baktériumnövekedés volt, különböző hígításokat készítettünk, majd a hígítások 0,1 ml-ét EMB agarra szélesztettük.
A lemezeket 37 °C-on tartottuk 24 órán át, majd megszámoltuk a lac+ és lac~ baktériumtelepeket, amiből a %-os gátlás kiszámítható.
Az R-plazmidtranszfer gátlása
Az E. coli C600 R144 drd-3 donor és az E. coli K12 W1 az T vagy esetenként nalidxsavrezisztens recipiens friss baktériumkultúrákat 0,4 optikai denzitásnál (60 nm) tízszeresére hígítottunk, majd 1,0 ml donor és 1,0 ml recipiens baktériumtenyészetet összekevertünk, és az alkalmazott vegyületek jelenlétében 0-24 óráig tartottuk a mintákat 37 °C-on.
Kontrollként a fenti módon hígított donor- és recipiens baktériumok azonos arányú keverékét inkubáltuk.
A hatásmechanizmus tisztázása érdekében kétféle típusú kísérletet végeztünk.
Az egyik esetben a donorsejteket előkezeltük 5 percig a vizsgálandó vegyület megfelelő koncentrációjával, és csak ezután adtuk a rendszerhez a recipiens sejteket. így a konjugálópárok kialakulásának gátlása vizsgálható.
A másik típusú kísérletben a donor- és a recipiens sejtek összekeverése után 5 perccel adtuk a vizsgálandó vegyületeket.
A konjugációs transzfer gátlása volt vizsgálataink célja, a már kialakult párokon.
Különböző időpontokban a mintákat tízszeresére hígítottuk fiziológiás sóoldatban, majd 1 perces rázással a sejtpárokat szétráztuk, és további hígításokat készítettünk, ahol már újabb rezisztenciatranszfer nem történt (Beverley és munkatársai, 1981).
A hígításokból 0,1 ml-eket szélesztgettünk 50 pg/ml kanamycint és 500 pg/ml nátrium-azidot tartalmazó MTE lemezekre a rekombinánsok számának meghatározására.
HU 224 216 Β1
A donorbaktériumok számát csak kanamycint, a recipiensek számát csak nátrium-azidot tartalmazó táptalajon határoztuk meg.
A lemezeket 48 óráig tartottuk 37 °C-on.
3. példa
Az igen jó plazmideliminációs tulajdonságokkal rendelkező Sila-439-es anyaggal (az átadott 7,0 g anyag), miután nemcsak a fenti hatású, hanem jelentős antibakteriális hatású is, előzetes toxicitási vizsgálatokat is végeztünk.
Az előzőleg meghatározott MTC (minimális gátló koncentráció)-érték: Escherichia colin (klorocidrezisztens) 70 pg/ml.
Acinetobactes anitratus (klorocidrezisztens) pg/ml, Staphylococcus aureus (gentamicinrezisztens)
180 pg/ml.
Az antiplazmid hatás 40 pg/ml koncentrációnál jelentkezik.
Az anyaggal előzetes toxicitási kísérletet végeztünk, és megállapítottuk azt, hogy az alkalmazott 50 mg/kg dózisban a beoltott egerek még 24 órával az oltás után is életben voltak, ugyanúgy mozogtak, mint a kontrollcsoportban, amelyeket intraperitoneálisan csak fiziológiás konyhasó 0,2 ml-ével oltottunk.
Az oltásra alkalmazott volumen a szokásos 0,1 ml per lóg egérsúly volt kísérleteinkben.
Az anyag dózisát tízszeresére (500 mg/kg-ra) emelve az intraperitoneális oltás után 2 perccel az oltott 5 egérben görcsök léptek fel, és mind az 5 elpusztult.
Az előzetes in vivő toxicitási kísérlet alapján feltételezhető, hogy a hatásos in vitro dózisban 4-6-szorosa az LD50-érték.
Dózis |
Inkubáció (óra) |
ml/egér |
mg/kg |
2 |
6 |
9 |
12 |
24 |
0,00 kontroll |
0,00 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
0,01 |
50 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
5/5 |
0,1 |
500 |
0/5 |
- |
- |
- |
- |
Az alkalmazott egerek CELP 46-50 g súlyúak voltak.
4. példa 30
FC-2006/C és FC-2012 jelű vegyületek transzfergátló hatása
|
Transzfer frekvencia |
Anyag nélkül |
FC-2006/C* |
Anyag nélkül |
FC-2012 |
E. coli K12 Fiad
Smr, nals, lac+ |
E. coli 1037
F- lac- nalr |
0,6-10-6 |
2,2-10 |
0,8-10-® |
0** |
E. coli K12 F’lac2 |
E. coli 1037
F~ lac- nalr |
0,6-10-6 |
3-10-6 |
0,2-10-5 |
0 |
E. coli K12J5-3
(R386)
Inc: FIK Tcr, nals |
E. coli 1037
F- lac- nak |
0,5-10-5 |
0,9-10-2 |
0,4 |
0,6-10-3
*** |
E. coli K12 J5-3
(R16)
Inc: 0 Tcrm Apr |
E. coli 1037
F- lac- nak |
1,3-10-1 |
0,3-10-3 |
1,2-10-2 |
1-10-3
**★ |
E. coli K12J5-3
(R27)
Inc. H TCr |
E. coli 1037
F lac- nak |
0,2-10 |
0,2-10-1 |
2,5-10-4 |
2,3-104
*** |
* 24,7 pg ml koncentrációban; “ 15 pg ml koncentrációban; *** 30 pg ml koncentrációban.
HU 224 216 Β1
A vegyületek hatástanát ábrákon mutatjuk be.
A 2. ábrán az FC-2006/C és az FC-2012 jelű vegyületek hatását mutatjuk be R386, R16, R27 plazmidot tartalmazó E. coli K12 J5-3 törzzsel szemben.
Az ábra diagramjainak értelmezése FC-2006/C-vel kezelt:
-R386: -R16:--—
-R27:----FC-2012-vel kezelt:
-R386:----R16: —
- R27: —X—ΙΑ 3. ábrán az E. coli K12 F’lac (PBR322) plazmid eliminálási gyakoriságát ábrázoljuk FC-2012 jelű vegyületet és etidium-bromidot alkalmazva.
Az ábra diagramjainak értelmezése:
EB (Te elimináns): EB (ApTc elimináns): — — —·
FC-2012 (Te elimináns): —1—X—
FC-2012 (ApTc elimináns): ·—· ——
A 4. ábrán E. coli K12/317 plazmid eliminálási gyakoriságát ábrázoljuk FC-2012 jelű vegyületet és etidium-bromidot alkalmazva.
EB (Te elimináns): ~
FC-2012 (Te elimináns): —X-—X—
FC-2012 (ApTc elimináns):---Az 5. ábrán a transzfergyakoriságot mutatjuk be
FC-2006/C jelű vegyület alkalmazásának hatására.
A transzferált plazmid jelölése:
R386 —- R16 -M- R27
Az 5. ábrán a transzfergyakoriságot mutatjuk be FC-2012 jelű vegyület alkalmazásának hatására.
A transzferált plazmid jelölése:
_|e_ R386 -X-R16 — R27