PL213697B1 - Substancje czynne do stosowania w leczeniu chorób, zwlaszcza chorób neurodegeneracyjnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku są substancje czynne do stosowania w leczeniu chorób, zwłaszcza chorób neurodegeneracyjnych, takich jak neurodegeneracja bez zaburzeń funkcji poznawczych, degeneracja nerwowo-mięśniowa bez zaburzeń funkcji poznawczych, neurodegeneracja ruchowo-czuciowa albo dysfunkcja lub utrata receptorów.

Zaburzenia funkcji poznawczych są charakterystyczne dla stanów i zespołów otępiennych, takich jak choroba Alzheimera (AD), otępienie starcze typu alzheimerowskiego (SDAT), otępienie z ciałami Lewy'ego i otępienie naczyniopochodne. Mniejszego stopnia zaburzenia funkcji poznawczych są również charakterystyczne dla pewnych stanów i zespołów bez występującego otępienia, takich jak łagodne zaburzenie funkcji poznawczych (MCI), związane z wiekiem osłabienie pamięci (AAMI), autyzm i upośledzenie nerwowe.

Neurodegeneracja bez zaburzeń funkcji poznawczych (tj. neurodegeneracja gdy nie występują zaburzenia funkcji poznawczych), degeneracja nerwowo-mięśniowa bez zaburzeń funkcji poznawczych (tj. degeneracja nerwowo-mięśniowa gdy nie występują zaburzenia funkcji poznawczych) i neurodegeneracja ruchowo-czuciowa są charakterystyczne dla stanów i zespołów takich jak choroba Parkinsona, dystrofia mięśniowa obejmująca dystrofię twarzowo-łopatkowo-ramienną (FSH), dystrofię mięśniową Duchenne'a, dystrofię mięśniową Beckera i dystrofię mięśniową Bruce'a, dystrofię Fuchsa, dystrofię miotoniczną, dystrofię rogówki, zespół odruchowej dystrofii współczulnej (RSDSA), dystrofię nerwowonaczyniową, miastenia, choroba Lamberta Eatona, choroba Huntingtona, stwardnienie zanikowe boczne (ALS) i stwardnienie rozsiane.

Dysfunkcja lub utrata receptorów - w szczególności dysfunkcja lub utrata receptorów acetylocholinowych nikotynowych i/lub muskarynowych i/lub receptorów dopaminowych i/lub receptorów adrenergicznych - jest charakterystyczna dla niektórych lub wszystkich wspomnianych wyżej stanów i zespołów. Dysfunkcja lub utrata receptorów przy braku zaburzeń funkcji poznawczych, upośledzenia nerwowego i nerwowo-mięśniowego są również charakterystyczne dla stanów i zespołów, takich jak hipotonia ortostatyczna, zespół przewlekłego zmęczenia, astma, podatność na wystąpienie niewydolności serca i zwyrodnienie plamki żółtej.

Wyżej wymienione stany i zespoły stanowią poważny i rosnący problem we wszystkich społeczeństwach, gdzie z powodu wydłużenia oczekiwanego czasu życia i opanowywaniu przypadków chorób, profil demograficzny coraz bardziej zmienia się w kierunku starzenia się ludności. Istnieje pilne zapotrzebowanie na środki, które będą mogły być stosowane do leczenia lub będą mogły pomóc w postępowaniu lub profilaktyce takich zaburzeń.

W DE-A-4303214 sugerowano zastosowanie saponin i sapogenin w leczeniu chorób wirusowych, ale nie przedstawiono danych, które mogłyby pozwolić fachowcom na wybranie konkretnej grupy związków dla którejkolwiek konkretnej choroby wirusowej.

W WO-A-99/16786 sugerowano zastosowanie pewnych saponin i sapogenin do leczenia otępienia.

WO-A-99/48482, WO-A-99/48507, WO-A-01/23406, WO-A-01/23407 i WO-A-01/23408 dotyczą zastosowania pewnych saponin, sapogenin i ich pochodnych do leczenia zaburzeń funkcji poznawczych i stanów pokrewnych.

W chińskim zgłoszeniu patentowym nr CN-A-1096031 sugerowano aktywność biologiczną sapogenin spirostanowych, sarsasapogenin w dwukierunkowej regulacji receptorów β-adrenergicznych i M-cholinergicznych. Nie sugerowano żadnej konkretnej aktywności farmaceutycznej. Jednakże w „Synthesis and Applications of Isotopically Labelled Compounds, 1998, strony 315-320, Yi i in., opisują zastosowanie sarsasapogenin do leczenia otępienia starczego.

Istnieje wiele tak zwanych zaburzeń typu „spektrum, w których występuje szeroki zakres kombinacji objawów, o względnym nasileniu mieszczącym się w szerokim zakresie wartości. Ciężkość każdego objawu i konkretne połączenie objawów są różne u poszczególnych osobników i w różnych stopniach zaawansowania postępu zaburzenia. Przykładowo w przypadku choroby Parkinsona, miastenii, choroby Lamberta Eatona, hipotonii ortostatycznej i zespołu przewlekłego zmęczenia zaburzenia funkcji poznawczych nie są objawem pierwotnym, choć mogą być obecne jako jedne z wielu możliwych objawów wtórnych. Ponadto te stany nie są chorobami wirusowymi ani nie należą do otępień. Wiele z tych zaburzeń należy także do tak zwanych zaburzeń typu „spektrum”. Dlatego w wielu przypadkach, leczenie zaburzeń funkcji poznawczych (np. otępienia) nie jest konieczne.

PL 213 697 B1

Takie schorzenia są typowo leczone modulatorem cholinergicznych receptorów muskarynowych, jak opisano to w WO 0183472 A.

Wynalazek opiera się na ustaleniu, że niektóre sapogeniny i ich pochodne, w tym saponiny, wykazują nieoczekiwaną aktywność modyfikującą przebieg choroby skierowaną przeciw neurodegeneracji bez zaburzeń funkcji poznawczych, degeneracji nerwowo-mięśniowej bez zaburzeń funkcji poznawczych, neurodegeneracji ruchowo-czuciowej, jak również przeciw dysfunkcji i utracie receptorów przy braku zaburzeń funkcji poznawczych i upośledzenia nerwowego i nerwowo-mięśniowego, a zatem aktywnie zapobiegają tym stanom lub je odwracają. Ustalenie to pozwala na poprawę leczenia niektórych niewirusowych, typu spektrum i innych niż typu spektrum zaburzeń, w których zaburzenie funkcji poznawczych nie jest objawem pierwotnym.

Wynalazek dotyczy substancji czynnej wybranej spośród związków o ogólnym wzorze I

w którym R^a oznacza podstawnik wybrany z grupy obejmującej atom wodoru; alkilokarbonyl; alkoksykarbonyl; alkilokarbamoil; arylokarbonyl; grupę sulfonową (HO2S); grupę fosfonową ((HO)2P(O)-); mono-, di- lub trisacharyd; przy czym każda z grup alkilowych jest ewentualnie podstawiona grupą arylową, aminową, mono- lub dialkiloaminową, grupą kwasu karboksylowego (-COOH) lub kombinacją tych podstawników;

oraz ich wszystkie mieszaniny racemiczne, ich wszystkie farmaceutycznie dopuszczalne sole oraz ich wszystkie mieszaniny i połączenia do stosowania w leczeniu lub profilaktyce którejkolwiek z chorób u ludzi lub zwierząt nie będących ludźmi chorych lub podatnych na te choroby wybranych spośród:

depresji, schizofrenii, dystrofii mięśniowej obejmującej dystrofię twarzowo-łopatkowo-ramienną (FSH), dystrofię mięśniową Duchenne'a, dystrofię mięśniową Beckera i dystrofię mięśniową Bruce'a, dystrofii Fuchsa, dystrofii miotonicznej, dystrofii rogówki, zespołu odruchowej dystrofii współczulnej (RSDSA), dystrofii nerwowo-naczyniowej, choroby Huntingtona, chorób neuronów ruchowych obejmujących stwardnienie zanikowe boczne (ALS), neurodegeneracji pourazowej np. po udarze lub po wypadku (na przykład uraz głowy lub uraz rdzenia kręgowego), choroby Battena, zespołu Cockayne'a, zespołu Downa, zwyrodnienia zwojów korowo-podstawnych, zaniku wieloukładowego, zaniku mózgu, zaniku oliwkowo-mostowo-móżdżkowego, zaniku jąder zębatych i czerwiennych, zaniku gałek bladych i ciał podwzgórzowych Luysa, zaniku rdzeniowo-opuszkowego, zapalenia nerwu wzrokowego, stwardniającego zapalenie mózgu (SSPE), zespołu zaburzeń uwagi, powirusowego zapalenia mózgu, zespołu po zapaleniu istoty szarej rdzenia, zespołu Fahra, zespołu Jouberta, zespołu Guillaina-Barrego, lizencefalii, choroby moya-moya, zaburzenia migracji neuronów, choroby poliglutaminowej, choroby Niemanna-Picka, postępującej wieloogniskowej leukoencefalopatii, guza rzekomego mózgu, choroby Refsuma, zespołu Zellwegera, porażenia nadjądrowego, ataksji Friedreicha, rdzeniowomóżdżkowej ataksji typu 2, zespołu Rhetta, zespołu Shy'a-Dragera, stwardnienia guzowatego, choroby Picka, neuropatii obejmujących dziedziczną neuropatię, neuropatię cukrzycową i neuropatię miotoniczną, neurodegeneracji wywołanej przez priony, obejmującej chorobę Creutzfeldta-Jakoba (CJD), odmianę CJD, nową odmianę CJD, encefalopatię gąbczastą bydła (BSE), chorobę Gerstmanna-Strausslera-Scheinkera (GSS), śmiertelną bezsenność rodzinną (FFI), chorobę kuru i zespół Alpera, choroby Josepha, ostrego rozsianego zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego, zapalenia pajęczynówki, zmian naczyniowych w ośrodkowym układzie nerwowym, utraty neuronalnej funkcji kończyn, choroby Charcota-Mariego-Tootha, podatności na wystąpienie niewydolności serca, i zwyrodnienia plamki żółtej.

PL 213 697 B1

Korzystnie substancję czynną stanowi jeden lub większa liczba związków wybranych z grupy obejmującej:

sarsasapogeninę etoksykarbonyloksysarsasapogeninę octan sarsasapogeniny bursztynian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole episarsasapogeninę etoksykarbonyloksyepisarsasapogeninę octan episarsasapogeniny bursztynian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole smilageninę etoksykarbonyloksysmilageninę octan smilageniny bursztynian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole epismilageninę etoksykarbonyloksyepismilageninę octan epismilageniny bursztynian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole; oraz pochodne saponinowe sarsasapogeniny, episarsasapogeniny, smilageniny i epismilageniny, w których w każdym przypadku, do atomu węgla w pozycji 3 dołączone jest ugrupowanie cukrowe typu O-cukier zawierające resztę cukrową pochodzącą z grupy obejmującej glukozę, mannozę, fruktozę, galaktozę, maltozę, celobiozę, sacharozę, ramnozę, ksylozę, arabinozę, fukozę, chinowozę, apiozę, laktozę, galaktozo-glukozę, glukozo-arabinozę, fukozo-glukozę, ramnozo-glukozę, glukozo-glukozo-glukozę, glukozo-ramnozę, mannozo-glukozę, glukozo-(ramnozo)-glukozę, glukozo-(ramnozo)ramnozę, glukozo-(glukozo)-glukozę, galaktozo-(ramnozo)-galaktozę i ich acylowane postacie; oraz ich farmaceutycznie dopuszczalne sole.

Korzystniej substancję czynną stanowi jeden lub większa liczba związków wybranych sposród sarsasapogeniny i smilageniny.

W szczególności substancja czynna, którą stanowi jeden lub większa liczba związków jest obecna w kompozycji farmaceutycznej.

PL 213 697 B1

Tak więc wynalazek dostarcza substancje czynne (zgodnie z definicją podaną w opisie) do stosowania w leczeniu i profilaktyki lub do wytwarzania kompozycji farmaceutycznych do leczenia i profilaktyki (i) neurodegeneracji bez zaburzeń funkcji poznawczych, (ii) degeneracji nerwowo-mięśniowej bez zaburzeń funkcji poznawczych, (iii) neurodegeneracji ruchowo-czuciowej, (iv) dysfunkcji i utraty receptorów przy braku zaburzeń funkcji poznawczych, upośledzenia nerwowego i nerwowo-mięśniowego, u ludzi i zwierząt, cierpiących z powodu wystąpienia powyższych zaburzeń lub podatnych na ich wystąpienie.

Określenie „substancje czynne” dotyczy związków o ogólnym wzorze I, pochodnych sapogenin, zgodnie z powyższą definicją, pochodnych takich związków z podstawnikiem cukrowym, zgodnie z powyższą definicją, wszystkich ich stereoizomerów i mieszanin racemicznych, wszystkich ich farmaceutycznie dopuszczalnych soli, oraz wszystkich ich mieszanin i połączeń.

Substancje czynne będące pochodnymi sapogenin, zawierające grupy cukrowe, są ogólnie zwane saponinami. Stosowane w opisie określenie „węglowodan” dotyczy w szczególności takich grup cukrowych.

Substancje czynne stosowane zgodnie z wynalazkiem są korzystnie nieestrogenowymi sapogeninami steroidowymi, saponinami i ich pochodnymi zgodnymi z powyższą definicją, obejmującymi wszystkie ich fizjologicznie dopuszczalne sole.

Substancje czynne mogą występować w naturze lub mogą być wytwarzane syntetycznie. Niewystępujące w naturze substancje czynne mogą być odpowiednio wytwarzane przez modyfikację bocznych grup i/lub atomów w naturalnie występujących związkach, jak opisano poniżej i co jest znane.

Substancje czynne według wynalazku można, w razie potrzeby, podawać łącznie z jednym lub większą liczbą dodatkowych substancji czynnych, np. z jednym lub większa liczbą środków wybranych spośród, lecz nie wyłącznie, inhibitorów cholinesterazy, agonistów dopaminy (np. L-dopa), inhibitorów COMT, inhibitorów MAO-B, środków przeciwcholinergicznych, agonistów acetylocholiny, agonistów serotoniny, agonistów receptora AMPA, agonistów receptora GABA, agonistów receptora NMDA, agonistów receptora β-adrenergicznego, digoksyny, dobutaminy, środków przeciwzapalnych, czynników neurotroficznych, statyn, antagonistów receptora adenozynowego A2a, inhibitorów reduktazy aldozy, immunomodulatorów, agonistów kanabinoidów, interferonu β i tricyklicznych leków przeciwdepresyjnych.

Substancje czynne mogą być podawane leczniczo lub profilaktycznie ludziom i zwierzętom, cierpiącym z powodu lub podatnym na wystąpienie stanów i chorób, dla których charakterystyczna jest neurodegeneracja bez zaburzeń funkcji poznawczych, degeneracja nerwowo-mięśniowa bez zaburzeń funkcji poznawczych, neurodegeneracja ruchowo-czuciowa, lub dysfunkcja lub utrata receptorów. Przykłady takich stanów i chorób przedstawiono poniżej.

W definicjach powyższych związków:

Ewentualne podstawniki grup alkilowych, takie jak podstawnik aminowy, monoalkiloaminowy i dialkiloaminowy - o ile występują - korzystnie stanowią pojedynczy podstawnik w pozycji a grupy alkilowej.

Ewentualne podstawniki grup alkilowych, takie jak grupa -COOH mogą zajmować pozycję końcową w grupie alkilowej lub 30 dowolną inną.

„Alkil” oznacza alifatyczną grupę węglowodorową, prostą lub rozgałęzioną, zawierającą około 1-20 atomów węgla w łańcuchu.

Korzystnie grupy alkilowe mają od 1 do około 12 atomów węgla w łańcuchu. Określenie „rozgałęzione” oznacza, że do liniowego łańcucha alkilowego dołączona jest jedna lub większa liczba niższych grup alkilowych, jak grupa metylowa, etylowa lub propylowa.

„Niższy alkil” oznacza grupę mającą 1 do około 4 atomów węgla w łańcuchu prostym lub rozgałęzionym. Przykładowe grupy alkilowe obejmują metyl, etyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, t-butyl, s-butyl, n-pentyl, 3-pentyl.

„Aryl” oznacza dowolną grupę zawierającą pierścień aromatyczny lub system skondensowanych pierścieni, korzystnie zawierającą do 12 atomów węgla. Przykładowa grupa arylowa to grupa fenylowa. Grupa arylowa może ewentualnie zawierać jeden lub większą liczbę podstawników, np. wybranych niezależnie z grupy obejmującej atom chlorowca (np. chloru lub bromu), alkil, cykloalkil, hydroksyl, alkoksyl, grupę aminową, grupę nitrową, grupę acyloaminową, karboksyl i grupę alkoksykarbonylową.

„Grupa kwasu karboksylowego” oznacza grupę -COOH.

„Acyl” oznacza grupę o wzorze H-CO- lub alkil-CO-, w którym alkil ma wyżej podane znaczenie.

PL 213 697 B1

Korzystnie acyl zawiera niższe alkile. Przykładowe grupy acylowe obejmują formyl, acetyl, propanoil, 2-metylopropanoil, butanoil i palmitoil.

Określenie „ewentualnie podstawiona” oznacza, że wspomniana grupa może być podstawiona jednym lub większą liczbą określonych podstawników, takich samych lub różnych, korzystnie jednym lub większą liczbą podstawników.

„Farmaceutycznie dopuszczalne” oznacza, że w rozumieniu rozsądnej oceny medycznej i weterynaryjnej, substancje są odpowiednie do stosowania w kontakcie z komórkami ludzi i niższych zwierząt, bez powodowania nadmiernej toksyczności, podrażnienia, odpowiedzi alergicznej i tym podobnych, i że charakteryzują się racjonalnym stosunkiem korzyści do zagrożeń.

„Farmaceutycznie dopuszczalne sole” oznaczają stosunkowo nietoksyczne sole addycyjne związków według wynalazku z kwasami nieorganicznymi i organicznymi oraz sole addycyjne związków według wynalazku z zasadami. Te sole mogą być wytwarzane w warunkach in situ, podczas ostatecznego wydzielania i oczyszczania związków. W szczególności, sole addycyjne z kwasami mogą być wytwarzane przez użycie w odrębnej reakcji oczyszczonego związku w postaci wolnej zasady z odpowiednim kwasem organicznym lub nieorganicznym i wydzielenie otrzymanej w ten sposób soli. Patrz na przykład S. M. Berge, i in., Pharmaceutical Salts, J. Pharm. Sci., 66: str. 1-19 (1977).

Sole addycyjne z zasadami mogą być także wytwarzane w odrębnej reakcji oczyszczonego związku w postaci kwasu z odpowiednią zasadą organiczną lub nieorganiczną i wydzielenie otrzymanej w ten sposób soli. Sole addycyjne z zasadami obejmują farmaceutycznie dopuszczalne sole metali i sole amin.

Przykładami odpowiednich soli addycyjnych z kwasami są sole utworzone z kwasami wybranymi z grupy obejmującej kwas chlorowodorowy, siarkowy, fosforowy i azotowy.

Przykładami odpowiednich soli addycyjnych z zasadami są sole utworzone z zasadami wybranymi spośród wodorotlenku sodu, potasu i amonu.

W niektórych związkach o wzorze I grupa metylowa C25 ma konfigurację S; tego typu związki według wynalazku to sarsasapogenina i episarsasapogenina lub ich pochodne. W innych związkach o wzorze I grupa metylowa C25 ma konfigurację R; tego typu związki według wynalazku to smilagenina i epismilagenina lub ich pochodne.

W powyższym wzorze I podstawnik -OR^a może oznaczać (o ile nie wykluczono celowo) podstawnik wybrany z grupy obejmującej:

hydroksyl, etoksykarbonyloksyl, ugrupowania takich estrów jak octan, bursztynian, cynamonian, ferulan, propionian, maślan, walerianian, izowalerianian, heksanian, izoheksanian, dietylooctan, oktanian, dekanian, laurynian, mirystynian, palmitynian, stearynian, benzoesan, fenylooctan, fenylopropionian, cynamonian i p-nitrobezoiloksyl, 3,5-dinitrobenzoiloksyl, p-chlorobenzoiloksyl, 2,4-dichlorobenzoiloksyl, p-bromobenzoiloksyl, m-bromobenzoiloksyl, p-metoksybenzoiloksyl, ftalii, ugrupowania takich estrów jak glicynian, alaninian, walinian, fenyloalaninian, izoleucynian, metioninian, argininian, asparaginian, cysteinian, glutaminian, histydynian, lizynian, prolinian, serynian, treoninian, tryptofanian, tyrozynian, fumaran lub maleinian.

Spośród saponin - związków o ogólnym wzorze I, w których R^a = cukier, szczególnie korzystne są następujące:

sarsasapogenina, episarsasapogenina, smilagenina i epismilagenina, przy czym w każdym z nich przy atomie węgla w pozycji 3 podstawione jest ugrupowanie cukrowe typu O-cukier zawierające resztę cukrową pochodzącą z grupy obejmującej glukozę, mannozę, fruktozę, galaktozę, maltozę, celobiozę, sacharozę, ramnozę, ksylozę, arabinozę, fukozę, 6-dezoksy-D-glukozę, apiozę, laktozę oraz galaktozo-glukozę, glukozo-arabinozę, fukozo-glukozę, ramnozo-glukozę, glukozo-glukozoglukozę, glukozo-ramnozę, mannozo-glukozę, glukozo-(ramnozo)-glukozę, glukozo-(ramnozo)ramnozę, glukozo-(glukozo)-glukozę, galaktozo-(ramnozo)-galaktozę i ich acylowane (np. acetylowane) pochodne.

Inne przykładowe odpowiednie substancje czynne to 16,22-epoksykoprostan-33-ol, smilagenon, koprosterol oraz ich farmaceutycznie dopuszczalne sole.

Kompozycje i zastosowania

Substancje według wynalazku umożliwiają leczenie lub zapobieganie neurodegeneracji bez zaburzeń funkcji poznawczych, degeneracji nerwowo-mięśniowej bez zaburzeń funkcji poznawczych, neurodegeneracji ruchowo-czuciowej lub dysfunkcji lub utracie receptorów przy braku zaburzeń funkcji poznawczych, upośledzenia nerwowego i nerwowo-mięśniowego (w szczególności, lecz nie wyłącznie, w związku z konkretnymi stanami chorobowymi wspomnianymi powyżej) u ludzi i zwierząt, poPL 213 697 B1 trzebujących takiego postępowania, które obejmuje podawanie człowiekowi lub zwierzęciu, skutecznej dawki czynnego środka (zgodnie z definicją w opisie) lub jego farmaceutycznie dopuszczalnej soli.

Substancja czynna może być podawana w postaci kompozycji zawierającej substancję czynną i jakikolwiek odpowiedni dodatkowy składnik. Kompozycja ta stanowi kompozycję farmaceutyczną (lek). Taka kompozycja może zawierać mieszaninę konkretnych związków i/lub ich farmaceutycznie dopuszczalnych soli.

Substancje według wynalazku można stosować w kompozycji wykazującej działanie przeciwko, i do stosowania w leczeniu neurodegeneracji bez zaburzeń funkcji poznawczych, degeneracji nerwowo-mięśniowej bez zaburzeń funkcji poznawczych, neurodegeneracji ruchowo-czuciowej, dysfunkcji lub utracie receptorów przy braku zaburzeń funkcji poznawczych, upośledzenia nerwowego i nerwowomięśniowego u ludzi i zwierząt, która zawiera skuteczną ilość związku będącego substancją czynną.

Określenie „kompozycja farmaceutyczna” w kontekście wynalazku oznacza kompozycję zawierającą substancję czynną i zawierającą dodatkowo farmaceutycznie dopuszczalne nośniki, rozpuszczalniki, środki wspomagające, zaróbki lub podłoża, takie jak środki konserwujące, substancje wypełniające, środki rozsadzające, środki zwilżające, środki emulgujące, środki suspendujące, środki słodzące, środki smakowo/zapachowe, środki aromatyzujące, środki przeciwbakteryjne, środki przeciwgrzybicze, środki poślizgowe i środki dozujące, w zależności od charakteru sposobu podawania i postaci dawkowania.

Dawki substancji czynnej będą się znacznie różnić, w zależności od ciężkości objawów, które będą leczone, lub którym będzie się zapobiegać. Wybranie odpowiednich dawek leży w zakresie umiejętności osoby będącej fachowcem w tej dziedzinie i nie stanowi nadmiernego obciążenia. Dawka czynnego środka może, na przykład, być większa niż około 0,1 mg/kg masy ciała, na przykład większa niż około 0,3 mg/kg masy ciała, korzystnie podawana raz na dobę. Bardziej typowo, dawka będzie mieściła się między około 1 a około 25 mg/kg, np. między około 1 i około 10 mg/kg, i korzystnie będzie podawana raz na dobę. Przy zastosowaniu u ludzi, dawka może dogodnie mieścić się między około 70 a około 700 mg na dobę.

„Farmaceutycznie dopuszczalne postacie dawkowania” oznacza postacie dawkowania związków lub kompozycji według wynalazku, i obejmują na przykład tabletki, drażetki, proszki, eliksiry, syropy, preparaty płynne, w tym zawiesiny, środki do rozpylania, środki do inhalacji, tabletki, pastylki do ssania, emulsje, roztwory, granulki, kapsułki i czopki, jak również preparaty płynne do wstrzykiwań, w tym preparaty Iiposomowe. Techniki i preparaty można ogólnie znaleźć w Remington, Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA, ostatnie wydanie.

Ogólnie odniesienie w opisie do obecności jednego z konkretnej grupy związków obejmuje swoim zakresem obecność mieszaniny dwóch lub większej liczby takich związków.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem dostarcza się substancje czynne do stosowania w leczeniu (i) neurodegeneracji bez zaburzeń funkcji poznawczych, (ii) degeneracji nerwowo-mięśniowej bez zaburzeń funkcji poznawczych, (iii) neurodegeneracji ruchowo-czuciowej, (iv) dysfunkcji i utraty receptorów przy braku zaburzenia funkcji poznawczych, upośledzenia nerwowego i nerwowo-mięśniowego, u ludzi i zwierząt cierpiących z powodu lub podatnych na wystąpienie dowolnej spośród: choroby Parkinsona, zespołu Parkinsona po zapaleniu mózgu, depresji, schizofrenii, dystrofii mięśniowej obejmującej dystrofię twarzowo-łopatkowo-ramienną (FSH), dystrofię mięśniową Duchenne'a, dystrofię mięśniową Beckera i dystrofię mięśniową Bruce'a, dystrofię Fuchsa, dystrofię miotoniczną, dystrofię rogówki, zespół odruchowej dystrofii współczulnej (RSDSA), dystrofię nerwowo-naczyniową, choroby Huntingtona, chorób neuronu ruchowego obejmujących stwardnienie zanikowe boczne (ALS), hipotonii ortostatycznej, neurodegeneracji pourazowej np. po udarze lub po wypadku (na przykład uraz głowy lub uraz rdzenia kręgowego), choroby Battena, zespołu Cockayne'a, zespołu Downa, zwyrodnienia zwojów korowo-podstawnych, zaniku wieloukładowego, zaniku mózgu, zaniku oliwkowo-mostowo-móżdżkowego, zaniku jąder zębatych i czerwiennych, zaniku gałek bladych i ciał podwzgórzowych Luysa, zaniku rdzeniowo-opuszkowego, zapalenia nerwu wzrokowego, stwardniającego zapalenie mózgu (SSPE), zespołu zaburzeń uwagi, powirusowego zapalenia mózgu, zespołu po zapaleniu istoty szarej rdzenia, zespołu Fahra, zespołu Jouberta, zespołu Guillain-Barre, Iizencefalii, choroby moya-moya, zaburzenia migracji neuronów, choroby poliglutaminowej, choroby Niemann-Picka, postępującej wieloogniskowej leukoencefalopatii, guza rzekomego mózgu, choroby Refsuma, zespołu Zellwegera, porażenia nadjądrowego, ataksji Friedreicha, rdzeniowo-móżdżkowej ataksji typu 2, zespołu Rhetta, zespołu Shy-Dragera, stwardnienia guzowatego, choroby Picka, neuropatii obejmujących dziedziczną neuropatię, neuropatię cukrzycową i neuropatię mitochondrialną, neurodegeneracji wywołanej

PL 213 697 B1 przez priony, obejmującej chorobę Creutzfeldta-Jakoba (CJD), odmianę CJD, nową odmianę CJD, encefalopatię gąbczastą bydła (BSE), GSS, FFI, kuru i zespół Alpera, choroby Josepha, ostrego rozsianego zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego, zapalenia pajęczynówki, zmian naczyniowych w ośrodkowym układzie nerwowym, utraty neuronalnej funkcji kończyn, choroby Charcot-Marie-Tooth, podatności na wystąpienie niewydolności serca, astmy i zwyrodnienia plamki żółtej.

Tak więc zgodnie z wynalazkiem dostarcza się substancje czynne do stosowania w leczeniu lub profilaktyce wyżej wymienionych chorób i stanów u ludzi i zwierząt, cierpiących z powodu lub podatnych na ich wystąpienie, przy czym temu człowiekowi lub zwierzęciu podaje się skuteczną ilość substancji czynnej, zgodnie z definicją w opisie, a ponadto te substancje czynne można stosować do wytwarzania kompozycji do takiego leczenia lub profilaktyki.

W przypadku stosowania substancji według wynalazku do leczenia i/lub profilaktyki wszystkich stanów należących do grupy stanów chorobowych, których dotyczy wynalazek, które są ujawnione lub są oczywiste na podstawie sposobów leczenia udostępnionych lub ujawnionych wcześniej w tej dziedzinie, opisanych powyżej, może występować warunek, że osobnik nie ma objawów zaburzeń funkcji poznawczych, lub zaburzenia funkcji poznawczych występujące u osobnika, który będzie leczony, są wtórne lub drugorzędne w stosunku do objawów neurodegeneracji bez zaburzeń funkcji poznawczych, degeneracji nerwowo-mięśniowej bez zaburzeń funkcji poznawczych, neurodegeneracji ruchowoczuciowej lub dysfunkcji, lub utraty receptorów przy braku zaburzeń funkcji poznawczych, upośledzenia nerwowego i nerwowo-mięśniowego.

Wytwarzanie substancji według wynalazku do stosowania w leczeniu lub profilaktyce wyżej wymienionych chorób i stanów opisano poniżej.

Smilagenina, epismilagenina i sarsasapogenina są produktami dostępnymi w handlu, dostarczanymi np. przez firmy Sigma Aldrich, Research Plus Inc. i Steraloids Inc. Sposoby ich wytwarzania można znaleźć w literaturze (np. wytwarzanie episarsasapogeniny podano w JACS str. 5225 (1959)). Episarsasapogeninę wytwarza się przez redukcję sarsasapogenonu przy użyciu wodorku metalu jako czynnika redukującego. Sarsasapogenon wytwarza się sposobem opisanym przez Lajisa i in., w Steroids, 1993, 58, 387-389.

Ponadto substancje wyjściowe, jakimi są niepodstawione saponiny i sapogeniny, mogą występować w stanie naturalnym w niektórych gatunkach roślin, zwłaszcza w roślinach z rodzaju Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca lub Agave. Smilageninę lub sarsasapogeninę można stosować w postaci ekstraktu roślinnego lub suchego sproszkowanego materiału pochodzenia roślinnego, uzyskanego z roślin rodzaju Smilax, Asparagus, Anemarrhena, Yucca lub Agave.

Sposoby wytwarzania składników czynnych są dobrze znane fachowcom. Przykładowe sposoby podano w WO-A-02/079221 (w zamieszczonych tam przykładach 5-16, w których opisano wytwarzanie etoksykarbonyloksysarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny, bursztynianu episarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepismilageniny, chlorowodorku glicyniami episarsasapogeniny, chlorowodorku glicyniami sarsasapogeniny, chlorowodorku glicynianu epismilageniny, chlorowodorku L-alaninianu epismilageniny, chlorowodorku L-walinianu epismilageniny, chlorowodorku L-izoleucynianu epismilageniny, chlorowodorku L-fenyloalaninianu epismilageniny i chlorowodorku L-metioninianu epismilageniny). Związki o wzorze I, w którym podstawnik R^a ma znaczenie inne niż H, wytwarza się znanymi sposobami ze związków, w których R^a = H.

Korzystnie stosuje się w tym celu reakcję podstawienia nukleofilowego, w której związek zawierający w pozycji 3 grupę OH poddaje się reakcji ze związkiem o wzorze

L-R w którym R jest wybrany z grupy obejmującej alkilokarbonyl; alkoksykarbonyl; alkilokarbamoil lub arylokarbonyl; przy czym dowolna grupa alkilowa może być ewentualnie podstawiona podstawnikiem arylowym, aminowym, monoalkiloaminowym, dialkiloaminowym, grupą kwasu karboksylowego (COOH) lub ich dowolną kombinacją; a L oznacza grupę opuszczającą, w warunkach odpowiednich dla przeprowadzenia reakcji podstawienia nukleofilowego.

Jako związek L-R można stosować np. kwas karboksylowy, lub jeśli to właściwe bezwodnik kwasowy lub halogenek acylowy (np. chlorek acylowy). I tak np. gdy R oznacza ugrupowanie etoksykarbonylowe, jako związek o wzorze L-R można stosować chloromrówczan etylu.

Reakcję dogodnie prowadzi się w środowisku zasady takiej jak pirydyna, ewentualnie w obecności kwasu jak np. kwas solny.

Szczegółowe warunki reakcji podstawienia nukleofilowego są powszechnie znane. Podano je np. w RC Larock, Comprehensive Organie Transformations, wyd. VCH, 1989.

PL 213 697 B1

Dihydrosarsasapogeninę wytwarza się sposobem opisanym przez Markera i Rohrmanna (1939), Sterols LIII; The structure of the side chain of sarsasapogenin, J. Am. Chem. Soc. 61, str. 846-851.

16,22-epoksykoprostan-33-ol wytwarza się sposobem opisanym przez Scheera i in., (1955), w The C-25 isomerism of smilagenin and sarsasapogenin: J. Am. Chem. Soc. 77, str. 641-646.

W opisywanych powyżej reakcjach konieczne może być zabezpieczenie reaktywnych grup funkcyjnych, takich jak np. hydroksylowa, karboksylowa lub aminowa, aby zapobiec ich niepożądanemu udziałowi w reakcji, o ile ich obecność w produkcie końcowym jest niezbędna. Zgodnie ze znanymi sposobami stosuje się typowe grupy zabezpieczające, jak opisali np. TW Greene i PGM Wuts w „Protective Groups in Organic Chemistry, John Wiley & Sons, 1991; JFW McOmie w „Protective Groups in Organic Chemistry, Plenum Press, 1973. W celu zabezpieczenia grup aminowych w związkach o wzorze L-R, w którym R zawiera podstawnik aminowy, korzystnie jako grupę zabezpieczającą stosuje się grupę alkoksykarbonylową; wówczas grupa aminowa jest obecna w postaci grupy alkoksykarbonyloaminowej (korzystnie t-butoksykarbonyloaminowej) podczas kolejnych etapów syntezy, po czym poddaje się ją odbezpieczeniu w warunkach kwasowych, w bezwodnym rozpuszczalniku.

Tak wytworzony związek wydziela się z mieszaniny reakcyjnej znanymi sposobami, np. przez oddestylowanie z niej rozpuszczalnika lub, o ile to konieczne, po oddestylowaniu rozpuszczalnika z mieszaniny reakcyjnej wylewa się pozostałość do wody, poddaje ekstrakcji mieszającym się z wodą rozpuszczalnikiem, po czym z ekstraktu oddestylowuje się rozpuszczalnik. Ponadto w miarę potrzeby produkt można poddać dalszemu oczyszczaniu znanymi sposobami, takimi jak rekrystalizacja, ponowne wytrącanie lub rozmaite techniki chromatograficzne, zwłaszcza chromatografia kolumnowa lub preparatywna chromatografia cienkowarstwowa.

Poniżej omówiono podstawy działania stosowanych substancji.

Zastosowania terapeutyczne leżące u podstaw wynalazku są pochodną wielu nowych obserwacji, które są poniżej szczegółowo udokumentowane w Przykładach. Żeby zrozumieć uzasadnienie wynalazku, użyteczne jest podsumowanie obserwacji i wyjaśnienie, w jaki sposób umożliwiają one przewidzenie aktywności terapeutycznych zastrzeżonych w wynalazku dla szeregu czynnych związków zdefiniowanych powyżej.

Smilagenina, epismilagenina, sarsasapogenina i episarsasapogenina prowadzą do odbudowy utraconych muskarynowych receptorów acetylocholinowych i adrenoceptorów w komórkach, w których te receptory ulegają ekspresji w warunkach in vitro. Powyższe wyniki pokazują, że te związki prowadzą do odbudowy utraconych receptorów komórkowych w kierunku wartości prawidłowych (przykład I).

Sarsasapogenina, etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina, episarsasapogenina, epismilagenina i smilagenina zapobiegają indukowanej chemicznie neurodegeneracji neuronów korowych u szczura w warunkach in vitro. Powyższe wyniki pokazują, że te związki mają działanie neuroprotekcyjne i zapobiegają neurodegeneracji i uszkodzeniu neuronów w warunkach in vitro (przykład 2).

Sarsasapogenina, smilagenina, 16,22-epoksykoprostan-33-ol, smilagenon, chlorowodorek glicynianu smilageniny i koprosterol odwracają wywoływaną chemicznie neurodegenerację neuronów korowych u szczura w warunkach in vitro. Powyższe wyniki pokazują, że te związki odwracają neurodegenerację czuciową i uszkodzenie neuronów w warunkach in vitro (przykład 3).

Smilagenina odwraca wywołaną chemicznie apoptozę neuronów, pokazując, że ten związek ma działanie antyapoptotyczne i neuroprotekcyjne w warunkach in vitro (przykład 4).

Smilagenina i sarsasapogenina zwiększają wzrost neurytów (liczbę neurytów i rozgałęzienia neurytów) neuronów korowych u szczura w warunkach in vitro, wykazując ich działanie neurotroficzne w warunkach in vitro (przykład 5).

Smilagenina i sarsasapogenina zapobiegają i odwracają neurodegenerację wywołaną neurotoksynami (neurotoksyczna 1-metylo-4-fenylopirydyna (MPP⁺) w neuronach dopaminergicznych śródmózgowia w warunkach in vitro. Powyższe wyniki pokazują, że te związki zapobiegają i odwracają neurodegenerację i upośledzenie nerwowe w warunkach in vitro (przykłady 6 i 7).

Sarsasapogenina i smilagenina odwracają wywołaną chemicznie neurodegenerację neuronów ruchowych rdzenia kręgowego u szczura w warunkach in vitro. Powyższe wyniki pokazują, że te związki zapobiegają i odwracają neurodegenerację i upośledzenie nerwowe neuronów ruchowych w warunkach in vitro (przykład 8).

Sarsasapogenina, etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina i smilagenina zmniejszają liczbę nieprawidłowych odpowiedzi w teście zdolności poznawczych w warunkach in vivo u starych szczurów, co koreluje ze wzrostem gęstości muskarynowych receptorów acetylocholinowych w mózgach

PL 213 697 B1 starych szczurów po leczeniu badanymi związkami. Powyższe wyniki pokazują, że te związki odwracają upośledzenie nerwowe w warunkach in vivo (przykład 9).

Smilagenina i sarsasapogenina odwracają spadek liczby muskarynowych receptorów acetylocholinowych i receptorów dopaminowych i spadek mózgowego czynnika wzrostu neuronów (BDNF) u starych zwierząt. Powyższe wyniki pokazują, że te związki odwracają neurodegenerację ruchowoczuciową i upośledzenie nerwowe i mają działanie neurotroficzne w warunkach in vivo (przykład 9).

Etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina, etoksykarbonyloksysarsasapogenina, episarsasapogenina i epismilagenina zmniejszają liczbę nieprawidłowych odpowiedzi w teście zdolności poznawczych w warunkach in vivo u młodych szczurów poddanych działaniu środków neurotoksycznych (kwas ibotenowy i amyloid β) i zwiększają gęstość muskarynowych receptorów acetylocholinowych w mózgach. Powyższe wyniki pokazują, że te związki odwracają upośledzenie nerwowe w warunkach in vivo (przykład 10).

Smilagenina i sarsasapogenina poprawiają przeżycie, neurodegenerację ruchowo-czuciową i upośledzenie nerwowe w mysim modelu stwardnienia zanikowego bocznego (ALS) i choroby Charcota-Mariego-Tootha (przykład 11).

Podsumowując wykazano, że związki spowalniają lub odwracają pewne aspekty degeneracji neuronów. Obejmuje to odwracanie niekorzystnych zmian we wnętrzach komórek, zaniku wypustek neuronalnych (neurytów), zmniejszenia uwalniania czynników neurotroficznych, takich jak neurotrofiny (np. BDNF, NGF, NT-3, NT4/5), nadrodziny czynników neurotroficznych TGF-β (np. GDNF) i neurokin (np. CNTF, LIF) oraz uszkodzenia lub śmierci neuronów (apoptozy). Związki wykazują silne działanie neuroprotekcyjne, pobudzające wzrost neurytów i zapobiegające uszkodzeniu neuronów. Wykazano również, że związki spowalniają lub odwracają upośledzenie czynności cholinergicznej i do paminergicznej, na przykład zmniejszenie gęstości muskarynowych receptorów acetylocholinowych i receptorów dopaminowych. Ponadto stwierdziliśmy, że działania neuroprotekcyjne i odwracające utratę receptorów są działaniami regulowanymi aktywnie, w których upośledzenie w przeszłości jest odwracane w kierunku stanu prawidłowego lub występującego w młodości z zabezpieczeniem przeciwko dalszemu uszkodzeniu. Ponadto wykazaliśmy, że odwrócenie działania apoptotycznego przez związki wydaje się być regulowane w nienowotworowej domenie cyklu komórkowego i wydaje się, że raczej nie uruchamia procesu nowotworzenia.

Wszystkie powyższe dane wskazują na działanie przeciwko stanom chorobowym wymienionym powyżej. Ponadto powyższe dane wskazują raczej na brak ciężkich lub zagrażających życiu działań ubocznych, takich jak nowotwór. Typowo substancje czynne nie wykazują działania estrogenowego.

Wcześniejsza wiedza w tej dziedzinie, omówiona powyżej, stwarza solidne podstawy dla poszerzenia powyższych obserwacji oraz solidne podstawy dla przewidywania aktywności terapeutycznej w odniesieniu do pokrewnych związków chemicznych i pochodnych objętych określeniem „substancje czynne” w wynalazku.

Dobrze wiadomo w tej dziedzinie i w farmakologii, że grupy cukrowe, estrowe i inne grupy w odpowiednich położeniach w cząsteczkach steroidów, szczególnie w pozycji 3 i/lub 26, mogą być z łatwością odszczepiane w procesie hydrolizy w warunkach in vivo i można oczekiwać takich samych efektów przy innych atomach węgla takich cząsteczek. Dodatkowo dobrze wiadomo w tej dziedzinie i w farmakologii, że postacie soli, wolnych kwasów i wolnych zasad związków zgodnych w wyrażeniem „substancje czynne” stosowanym w opisie są z łatwością przekształcane w warunkach in vivo jedna w drugą w zależności od pH płynów w organizmie, w którym dana substancja czynna jest obecna. Dodatkowo dobrze wiadomo, że w złożonym szkielecie węglowym mogą być obecne podstawniki grup bocznych o bardzo różnej postaci, nie wywierając istotnego niekorzystnego wpływu na aktywność farmakologiczną struktury, w szczególności gdy grupy boczne są małe w porównaniu z całkowitą wielkością cząsteczki.

Z tych wszystkich powodów zapowiedzi korzystnego działania farmakologicznego uważa się za uzasadnione i oparte na solidnych i wiarygodnych podstawach umożliwiających przewidywanie na podstawie danych zestawionych i przedstawionych w opisie.

Bez wiązania się teorią uważa się, że jednym działaniem fizjologicznym substancji czynnych jest zdolność do nasilania syntezy lub uwalniania, lub zmniejszania degradacji czynników neurotroficznych, takich jak mózgowy czynnik neurotroficzny i/lub czynnik wzrostu nerwów lub ich receptorów. Te działania na czynniki wzrostu mogą wynikać z wpływu związku na receptory cytosolowe lub jądrowe lub wiązania związku z regionem promotora, a w konsekwencji z bezpośrednim działaniem na

PL 213 697 B1 szybkość wytwarzania mRNA dla czynnika wzrostu lub jako konsekwencja wzrostu wytwarzania innego materialnego czynnika.

Dodatkowo wydaje się, że związki regulują receptory. Na przykład wykazano, że niektóre związki zapobiegają lub odwracają utratę muskarynowych receptorów acetylocholinowych lub receptorów dopaminowych w mózgu. Uważa się, że związki działają przez normalizację niedoboru liczby lub czynności, lub obrotu metabolicznego receptorów.

Poniżej opisano figury rysunku powołane w opisie wynalazku.

Fig. 1 przedstawia wpływ octanu epismilageniny na gęstość receptorów m3 i adrenergicznych β2 w dniu 5 w linii komórkowej współtransfekowanej CHO-e2/m3;

Fig. 2 przedstawia wpływ sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny i smilageniny na neurodegenerację wywołaną glutaminianem w pierwotnych neuronach korowych szczura;

Fig. 3 przedstawia wpływ sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny i smilageniny na zdolność do uczenia się i sprawność pamięci u starych szczurów;

Fig. 4 przedstawia wpływ sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny i smilageniny na liczbę receptorów muskarynowych;

Fig. 5 przedstawia profil przeżycia myszy SOD-1 po doustnym podaniu smilageniny; i

Fig. 6 przedstawia profil przeżycia myszy pmn po doustnym podaniu sarsasapogeniny.

Wynalazek ilustrują następujące przykłady.

P r z y k ł a d 1

Przywrócenie gęstości receptorów po ich utracie w warunkach in vitro

Badano wpływ etoksykarbonyloksyepismilageniny, etoksykarbonyloksysarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny, bursztynianu episarsasapogeniny, octanu epismilageniny i sarsasapogeniny na ekspresję muskarynowych receptorów acetylocholinowych (m) w komórkach CHO lub receptorów β2 i m3 w komórkach CHO transfekowanych wektorem dla receptorów m lub współtransfekowanych wektorem dla receptorów β2 i m3.

Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli 1 i na fig. 1. W okresie hodowli komórek CHO transfekowanych wektorem dla receptorów m podawanie każdego z następujących związków: etoksykarbonyloksyepismilageniny, etoksykarbonyloksysarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny, bursztynianu episarsasapogeniny i sarsasapogeniny zapobiega spadkowi liczby receptorów m. W okresie hodowli komórek CHO współtransfekowanych wektorem dla receptorów β2 i m3 gęstość receptorów m3 nie uległa zmianie, podczas gdy gęstość receptorów adrenergicznych β2 zmniejszyła się. Inkubacja z octanem epismilageniny (fig. 1) nie wpłynęła znacząco na gęstość receptorów m3, ale znacząco zapobiegła spadkowi liczby receptorów adrenergicznych β2.

T a b e l a 1

Wpływ etoksykarbonyloksyepismilageniny, etoksykarbonyloksysarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny, bursztynianu episarsasapogeniny i sarsasapogeniny na przywrócenie gęstości receptorów acetylocholinowych m

Związek	Stężenie (mikroM)	Aktywność
Etoksykarbonyloksyepismilagenina	10	++
Etoksykarbonyloksysarsasapogenina	10	++
Etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina	10	++
Bursztynian episarsasapogeniny	10	++
Sarsasapogenina	10	++

W ten sposób eksperymenty wskazują, że każdy związek z grupy obejmującej: etoksykarbonyloksyepismilageninę, etoksykarbonyloksysarsasapogeninę, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeninę, bursztynian episarsasapogeniny i sarsasapogeninę może zapobiegać spadkowi liczby receptorów w czasie i wykazuje także tendencję w kierunku przywracania liczby receptorów do prawidłowych poziomów, gdy zostanie podany komórkom, w których poziom receptorów jest obniżony.

PL 213 697 B1

P r z y k ł a d 2

Działanie neuroprotekcyjne sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny, episarsasapogeniny, epismilageniny i smilageniny w neuronach

Celem badania było zbadanie wpływu sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny, episarsasapogeniny, epismilageniny i smilageniny na przeżycie pierwotnych neuronów korowych szczura wystawionych na działanie glutaminianu, o którym wiadomo, że wywołuje neurodegenerację.

Neurony korowe szczura hodowano przez 10 dni; w dniu 10 podłoże zmieniano na określone podłoże wolne od surowicy. W dniu 12, 24 godziny przed wystawieniem na działanie glutaminianu, hodowle płukano i zastępowano podłoże świeżym podłożem zawierającym dodatnią kontrolę (β-estradiol), badane związki (sarsasapogeninę, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeninę, episarsasapogeninę, epismilageninę i smilageninę) lub kontrolny nośnik (DMSO, 0,25%) lub diosgeninę jako ujemną kontrolę.

W dniu 13 hodowle wystawiono na działanie glutaminianu. Po okresie inkubacji, 24 godziny po wystawieniu na działanie glutaminianu, hodowle płukano i umieszczano w świeżym podłożu wzbogaconym odpowiednimi związkami lub nośnikiem, aby ocenić ich wpływ ochronny.

Przeżycie neuronów oceniano mierząc aktywność dehydrogenazy mleczanowej (LDH) uwalnianej do podłoża 24 godziny po podaniu badanego związku lub wystawieniu na działanie glutaminianu + badanego związku, przy użyciu nieradioaktywnego zestawu CytoTox 96 i oznaczano ilościowo mierząc absorbancję przy długości fali 450 nm.

godziny po wystawieniu hodowli pierwotnych neuronów korowych na działanie glutaminianu wystąpiła znacząca degeneracja neuronów korowych, wykazana na podstawie wzrostu uwalniania dehydrogenazy mleczanowej do podłoża hodowlanego.

W hodowlach pierwotnych neuronów korowych traktowanych wstępnie związkami przez 24 godziny wystąpiło znaczące zmniejszenie neurodegeneracji wywołanej glutaminianem (fig. 2; tabela 2).

T a b e l a 2

Wpływ sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny, episarsasapogeniny, epismilageniny i smilageniny na zapobieganie neurodegeneracji wywołanej glutaminianem

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%)
Kontrola	100
+ glutaminian	66 ± 3
+ glutaminian + sarsasapogenina (30 nM)	79 ± 3
Kontrola	100
+ glutaminian	65 ± 3
+ glutaminian + etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina (30 nM)	74 ± 3
Kontrola	100
+ glutaminian	68 ± 4
+ glutaminian + episarsasapogenina (30 nM)	88 + 3
Kontrola	100
+ glutaminian	71 ± 2
+ glutaminian + epismilagenina (30 nM)	79 ± 2
Kontrola	100
+ glutaminian	68 ± 4
+ glutaminian + smilagenina (30 nM)	91 ± 4
Kontrola	100
+ glutaminian	68 ± 4
+ glutaminian + diosgenina (30 nM) ujemna kontrola	72 ± 4

PL 213 697 B1

Sarsasapogenina, etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina, episarsasapogenina, epismilagenina i smilagenina wykazywały istotne działanie neuroprotekcyjne wobec neurodegeneracji wywołanej glutaminianem w pierwotnych neuronach korowych szczura w warunkach in vitro.

P r z y k ł a d 3

Odwrócenie neurodegeneracji neuronów przez sarsasapogeninę, smilageninę, 16,22-epoksykoprostan-3P-ol, smilagenon, chlorowodorek glicynianu smilageniny i koprosterol

Jak wspomniano wyżej, wystawienie hodowli pierwotnych neuronów korowych na działanie glutaminianu (100 μΜ; 10 min) powodowało wzrost aktywności dehydrogenazy mleczanowej (LDH) mierzonej po 24 godzinach wskazując na istotną neurodegenerację. Podawanie 17p-estradiolu po wystawieniu na działanie glutaminianu wywoływało istotny spadek aktywności LDH w porównaniu z neuronami wystawionymi na działanie glutaminianu, co sugeruje istotne działanie neuroprotekcyjne. Podobnie podawanie sarsasapogeniny, smilageniny, 16,22-epoksykoprostan-3p-olu, smilagenonu, chlorowodorku glicynianu smilageniny i koprosterolu wywoływało istotny spadek aktywności LDH w porównaniu z neuronami eksponowanymi na glutaminian, co sugeruje istotne działanie neuroprotekcyjne (tabela 3).

T a b e l a 3

Wpływ różnych związków na neurony korowe wystawione wcześniej na działanie glutaminianu

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%)
Kontrola	100 ± 4
Glutaminian [100 μΜ]	66 ± 2
Glutaminian + 17p-estradiol [3 nM]	69 ± 2
Glutaminian + 17p-estradiol [30 nM]	75 ± 5
Kontrola	100 ± 1
Glutaminian [100 μΜ]	67 ± 3
Glutaminian + Sarsasapogenina [3 nM]	101 ± 3
Glutaminian + Sarsasapogenina [30 nM]	112 ± 1
Glutaminian + Smilagenina [3 nM]	109 ± 6
Glutaminian + Smilagenina [30 nM]	104 ± 1
Kontrola	100 ± 8
Glutaminian [100 μΜ]	40 ± 1
Glutaminian + Diosgenina [30 nM, ujemna kontrola]	49 ± 6
Kontrola	100 ± 5
Glutaminian [100 μΜ]	64 ± 4
Glutaminian + 16,22-epoksykoprostan-3p-ol [3 nM]	114 ± 7
Glutaminian + 16,22-epoksykoprostan-3p-ol [30 nM]	134 ± 5
Glutaminian + Smilagenon [3 nM]	119 ± 7
Glutaminian + Smilagenon [30 nM]	119 ± 4
Kontrola	100 ± 4
Glutaminian [100 μΜ]	58 ± 3
Glutaminian + chlorowodorek glicynianu smilageniny [3 nM]	117 ± 4
Glutaminian + chlorowodorek glicynianu smilageniny [30 nM]	141 ± 6
Glutaminian + Koprosterol [3 nM]	126 ± 5
Glutaminian + Koprosterol [30 nM]	116 ± 4

PL 213 697 B1

Podsumowując, w pierwotnych neuronach korowych szczura sarsasapogenina, smilagenina,

16,22-epoksykoprostan-33-ol, smilagenon, chlorowodorek glicynianu smilageniny i koprosterol odwracały neurodegenerację wywołaną glutaminianem, co sugeruje potencjał terapeutyczny tych związków w schorzeniach neurodegeneracyjnych.

P r z y k ł a d 4

Działanie przeciwapoptotyczne smilageniny w neuronach

Celem badania było zbadanie przeciwapoptotycznego wpływu smilageniny na aktywność kaspazy-3, wskaźnika apoptozy, w hodowlach pierwotnych neuronów korowych wystawionych na działanie glutaminianu.

Pierwotne hodowle neuronów korowych

Neurony korowe szczurów hodowano przez 6 dni. W 6 dniu dodawano glutaminian (100 μΜ, 10 min). Następnie hodowle płukano i zastępowano podłoże świeżym podłożem zawierającym smilageninę lub kontrolny nośnik (DMSO, 0,25%) na 6 godzin. Po 6 godzinach takiego traktowania oceniano apoptozę, mierząc aktywność kaspazy-3. Aktywność kaspazy-3 wykrywano przez odszczepianie p-nitroaniliny z kolorymetrycznego substratu kaspazy-3, acetylo-Asp-Glu-Val-Asp p-nitroanilidu. p-Nitroalanina ma wysoką absorbancję przy 405 nM. Względną aktywność kaspazy-3 mierzono jako gęstość optyczną. Dodatkowo standaryzowano względną aktywność kaspazy-3 na stężenie białka w próbce, które także mierzono jako gęstość optyczną (Du i in., J Neurochem., 69, 1382-1388, 1997; Sawada i in., Faseb J., 14, 1202-1214, 2000).

Smilagenina odwraca wywołany glutaminianem wzrost aktywności kaspazy-3 w pierwotnych neuronach korowych szczura, co wskazuje na przeciwapoptotyczne działanie smilageniny (tabela 4).

T a b e l a 4

Wpływ smilageniny na wywołaną glutaminianem aktywności kaspazy-3 w neuronach korowych

Warunki	Aktywność kaspazy (% kontroli)
Kontrola	100
+ Glutaminian	131
+ Glutaminian + smilagenina [300 nM]	105

P r z y k ł a d 5

Dla schorzeń neurodegeneracyjnych charakterystyczna jest postępująca utrata neuronów i degradacja wypustek neuronalnych (neurytów). Środki, które indukują wzrost neurytów, mogą promować tworzenie nowych połączeń między neuronami i zmniejszać objawy stanów neurodegeneracyjnych (Katzman i in., Faseb J., 5, 278-286, 1991).

Wystawienie na działanie 173-estradiolu (0,3, 3, 30 pM) znacząco zwiększyło długość istniejących neurytów w pierwotnych neuronach korowych (tabela 5). Wystawienie na działanie Πβ-estradiolu (3, 30 pM) znacząco zwiększyło odsetek neuronów wykazujących neuryty w pierwotnych neuronach korowych szczura (tabela 6). Wystawienie na działanie smilageniny i sarsasapogeniny (0,3, 3, 30 pM) znacząco zwiększyło długość istniejących neurytów i odsetek neuronów wykazujących neuryty w pierwotnych neuronach korowych szczura (tabele 5 i 6).

Podsumowując, smilagenina i sarsasapogenina wykazują działanie neurotroficzne w warunkach in vitro.

T a b e l a 5

Wpływ 17β-estradiolu, smilageniny i sarsasapogeniny na długość neurytów mierzoną przy użyciu mikrometrii optycznej

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%)
1	2
Kontrola	100 ± 4
17p-estradiol (0,3 pM)	154 ± 5
17p-estradiol (3 pM)	163 ± 4
17p-estradiol (30 pM)	183 ± 5

PL 213 697 B1

c.d. tabeli 5

1	2
Smilagenina (0,3 pM)	159 ± 5
Smilagenina (3 pM)	190 ± 8
Smilagenina (30 pM)	204 ± 6
Sarsasapogenina (0,3 pM)	177 ± 5
Sarsasapogenina (3 pM)	197 ± 5
Sarsasapogenina (30 pM)	211 ± 6

T a b e l a 6

Wpływ 17e-estradiolu, smilageniny i sarsasapogeniny na liczbę neuronów wykazujących neuryty

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%)
Kontrola	47 ± 2
17p-estradiol (0,3 pM)	48 ± 2
17β-estradiol (3 pM)	60 + 2
17p-estradiol (30 pM)	59 ± 2
Smilagenina (0,3 pM)	63 ± 2
Smilagenina (3 pM)	63 ± 2
Smilagenina (30 pM)	66 ± 2
Sarsasapogenina (0,3 pM)	55 ± 2
Sarsasapogenina (3 pM)	61 ± 1
Sarsasapogenina (30 pM)	62 + 2

P r z y k ł a d 6

Smilagenina i sarsasapogenina zapobiegają neurodegeneracji spowodowanej wystawieniem na działanie neurotoksyny, 1-metylo-4-fenylopirydyny (MPP⁺) w neuronach dopaminergicznych śródmózgowia - modelu choroby Parkinsona w warunkach in vitro.

Uszkodzenie spowodowane neurotoksyną MPP⁺, metabolitem 1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropirydyny (MPTP) naśladuje degenerację nigrostriatalnych neuronów dopaminergicznych, obserwowaną w schorzeniach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona (Mytinlineou i in., Science, 225, 529-531, 1984). Najbardziej widocznymi zmianami biochemicznymi wywoływanymi przez tę toksynę jest spadek stężenia dopaminy i jej metabolitów w części zbitej istoty czarnej i w jądrze ogoniastym (Burns i in., Proc Natl Acad Sci U.S.A., 80, 4546-4550, 1983) i zmniejszenie wychwytu dopaminy w preparatach synaptosomów nigrostriatalnych (Heikkila i in., J Neurochem., 44, 310-313, 1985).

Wstępne traktowanie neuronów dopaminergicznych smilageniną i sarsasapogeniną istotnie zmniejszyło śmiertelność neuronów po wystawieniu na działanie neurotoksyny swoistej wobec neuronów dopaminergicznych MPP⁺ (2 μΜ) w porównaniu z wystawieniem na działanie samej MPP⁺. Jako dodatnie kontrole zastosowano glejopochodny czynnik neurotroficzny (GDNF) i mózgowy czynnik neurotroficzny (BDNF), cząsteczki biorące udział we wzroście neuronów. Wstępne traktowanie smilageniną i sarsasapogeniną wywołało istotny wzrost przeżycia neuronów w porównaniu z neuronami eksponowanymi na samą MPP⁺, co sugeruje istotne działanie neuroprotekcyjne (tabela 7).

PL 213 697 B1

T a b e l a 7

Wpływ wstępnego traktowania neuronów dopaminergicznych BDNF i GDNF, smilageniną i sarsasapogeniną po wystawieniu na działanie MPP⁺ (2 μΜ)

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%))
Kontrola	100 ± 3
+ MPP+ (2 μΜ)	55 ± 3
+ MPP+ (2 μΜ) + BDNF (1,85 nM) i GDNF (0,17 nM)	122 ± 7
+ MPP+ (2 μΜ) + smilagenina (30 nM)	98 ± 4
+ MPP+ (2 μΜ) + sarsasapogenina (30 nM)	89 ± 3

W tym modelu choroby Parkinsona in vitro, wstępne traktowanie smilageniną i sarsasapogeniną znacząco zapobiegło degeneracji neuronów po wystawieniu na działanie neurotoksyny swoistej wobec neuronów dopaminergicznych MPP⁺ (2 μΜ), wykazując działanie neuroprotekcyjne tych związków.

P r z y k ł a d 7

Smilagenina i sarsasapogenina odwracają także neurodegenerację spowodowaną wystawieniem na działanie neurotoksyny, 1-metylo-4-fenylopirydyny (MPP⁺) w neuronach dopaminergicznych śródmózgowia szczura - modelu choroby Parkinsona w warunkach in vitro.

Traktowanie neuronów dopaminergicznych smilageniną i sarsasapogeniną znacząco zmniejszyło śmiertelność neuronów po wystawieniu na działanie neurotoksyny swoistej wobec neuronów dopaminergicznych MPP⁺ (2 μΜ) w porównaniu z wystawieniem na działanie samej MPP⁺. Jako dodatnie kontrole zastosowano glejopochodny czynnik neurotroficzny (GDNF) i mózgowy czynnik neurotroficzny (BDNF), cząsteczki biorące udział we wzroście neuronów, i 17p-estradiol. Traktowanie smilageniną i sarsasapogeniną wywołało znaczący wzrost przeżycia neuronów w porównaniu z neuronami wystawionymi na działanie samej MPP⁺ (tabela 8).

T a b e l a 8

Wpływ traktowania neuronów dopaminergicznych BDNF i GDNF, smilageniną, sarsasapogeniną i 17p-estradiolem po wystawieniu na działanie MPP+ (2 μΜ)

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%)
Kontrola	100 ± 6
+ MPP+ (2 μΜ)	76 ± 4
+ MPP+ (2 μΜ) + BDNF (1,85 nM) i GDNF (0,17 nM)	98 ± 5
+ MPP+ (2 μΜ) + smilagenina (0,03 nM)	111 ± 6
+ MPP+ (2 μΜ) + sarsasapogenina (0,03 nM)	112 ± 6
+ MPP+ (2 μΜ) + 17p-estradiol (0,03 nM)	106 ± 5

Wystawienie na działanie MPP⁺ spowodowało nie tylko istotne zmniejszenie liczby neuronów dopaminergicznych, ale także odsetka neurytów. Przedstawione badanie wykazuje, że smilagenina i sarsasapogenina prowadzą do istotnego wzrostu liczby neurytów w neuronach w warunkach in vitro (tabela 9). Powyższe wyniki wykazują, że związki odwracają neurodegenerację neuronów ruchowych.

T a b e l a 9

Wpływ smilageniny i sarsasapogeniny na odsetek neurytów w neuronach dopaminergicznych po wystawieniu na działanie MPP⁺ (2 μΜ)

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%)
Kontrola	41 ± 4
+ MPP+ (2 μΜ)	27 ± 5
+ MPP+ (2 μΜ) + smilagenina (0,03 nM)	41 ± 4
+ MPP+ (2 μΜ) + sarsasapogenina (0,03 nM)	43 ± 4

PL 213 697 B1

P r z y k ł a d 8

Wpływ neuroprotekcyjny sarsasapogeniny i smilageniny na neurony ruchowe rdzenia kręgowego

Celem badania było zbadanie wpływu sarsasapogeniny i smilageniny na przeżycie pierwotnych neuronów ruchowych rdzenia kręgowego szczura, wystawionych na działanie glutaminianu, o którym wiadomo, że wywołuje neurodegenerację w tym modelu neurodegeneracji ruchowej. Jako dodatnich kontroli użyto 17β-estradiolu i BDNF.

Pierwotne hodowle neuronów ruchowych rdzenia kręgowego

Szczurze neurony ruchowe preparowano zgodnie z metodą opisaną przez Martinou i in., (Neuron, 8, 737-744, 1992). W dniu 10 usuwano podłoże i hodowle wystawiano na działanie glutaminianu (4 μΜ) przez 10 minut w 37°C w określonym podłożu. Po wystawieniu na działanie glutaminianu hodowle płukano podłożem Eagle według modyfikacji Dulbecco, w temperaturze 37°C, a następnie umieszczano w świeżym podłożu hodowlanym zawierającym badane związki. Po 48 godzinach oceniano zaawansowanie degeneracji neuronów ruchowych rdzenia kręgowego, mierząc ilość dehydrogenazy mleczanowej (LDH) uwolnionej do podłoża hodowli, jak wyżej.

Wyniki

Po wystawieniu na działanie glutaminianu, 48-godzin po traktowaniu, wystąpiła istotna degeneracja pierwotnych neuronów ruchowych rdzenia kręgowego szczura, co wykazano na podstawie wzrostu uwalniania dehydrogenazy mleczanowej do podłoża hodowli.

W pierwotnych neuronach ruchowych rdzenia kręgowego szczura traktowanych sarsasapogeniną lub smilageniną przez 48 godzin, wystąpiło znaczne zmniejszenie wywołanej glutaminianem neurodegeneracji (tabela 10).

T a b e l a 10

Wpływ sarsasapogeniny i smilageniny na wywołaną glutaminianem neurodegenerację neuronów ruchowych rdzenia kręgowego

Warunki	Średnia ± błąd standardowy (%)
Kontrola + DMSO [0,25%]	100 ± 1
Glutaminian [4 μΜ] + DMSO [0,25%]	94 ± 1
Glutaminian + BDNF [3 nM]	148 ± 8
Glutaminian + 17p-estradiol [0,03 pM]	102 ± 2
Glutaminian + 17p-estradiol [3 nM]	110 ± 1
Glutaminian + 17p-estradiol [300 nM]	116 ± 6
Glutaminian + Sarsasapogenina [0,03 nM]	123 ± 2
Glutaminian + Sarsasapogenina [3 nM]	137 ± 1
Glutaminian + Sarsasapogenina [300 nM]	136 ± 6
Glutaminian + Smilagenina [0,03 nM]	128 ± 4
Glutaminian + Smilagenina [3 nM]	154 ± 1
Glutaminian + Smilagenina [300 nM]	144 ± 4

Sarsasapogenina i smilagenina odwracały wywołaną glutaminianem neurodegenerację w neuronach ruchowych rdzenia kręgowego szczura w modelu neurodegeneracji ruchowej w warunkach in vitro.

P r z y k ł a d 9

W drugiej połowie życia (u ludzi po 40 roku życia) dochodzi do spadku gęstości neuronów w mózgu (Selkoe, D J, Sci. Am. 267, 134-142, 1992). Zmiany czynności kory mózgu mogą być spowodowane zmniejszeniem liczby neuronów, ich połączeń, spadkiem poziomu neutrofin, takich jak mózgowy czynnik neutroficzny (BDNF; Bothwell, M, Functional interactions of neurotrophins and neurotrophin receptors, Annu. Rev. Neurosci., 18, 223-253, 1995), zmniejszeniem gęstości receptorów acetylocholinowych (muskarynowych i nikotynowych) i/lub zmniejszeniem ich działania sprzęgającego w obszarach korowych (Rinne i in., Brain Res., 336, 19-25, 1985; Selkoe, D J, Sci. Am. 267, 134-142, 1992). Dodatkowo w czasie starzenia się wiązanie z muskarynowymi receptorami acetylocholinowymi

PL 213 697 B1 jest znacząco zmniejszone w hipokampie (Narang, N, Mech. Ageing Dev., 78, 221-239, 1995) oraz w prążkowiu starszych szczurów (Biegon i in., Neurobiol. Aging., 10, 305-310, 1989) i ludzi (Rinne i in., Brain Res., 336, 19-25, 1985). Dodatkowo w chorobie Alzheimera spadek aktywności cholinergicznej jest związany z odkładaniem się płytek z amyloidu β (von der Kammer i in., Biochem. Soc. Symp. 131-140, 2001). W innych schorzeniach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona, występuje charakterystyczny spadek aktywności dopaminergicznej (Drukarch i in., Expert. Opin. Investig. Drugs, 10, 1855-1868, 2001).

Doustne podawanie sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny lub smilageniny szczurom w podeszłym wieku (szczury Sprague-Dawley w wieku 20 miesięcy) przez dwa do trzech miesięcy odwraca osłabienie zdolności do uczenia się i pamięci, spadek poziomu muskarynowych receptorów acetylocholinowych i receptorów dopaminowych oraz spadek neurotrofiny BDNF, zmiany, które są charakterystyczne dla procesu starzenia się.

Szczury Sprague-Dawley w podeszłym wieku podzielono na różne grupy terapeutyczne, jedną kontrolną i grupy traktowane przez 2-3 miesiące sarsasapogeniną, etoksykarbonyloksyepisarsasapo-1 -1 geniną lub smilageniną (18 mg kg^-1 dobę^-1, n = 10). W badaniu uwzględniono także grupę kontrolną (n = 14) nietraktowanych młodych szczurów. Dobową dawkę leku mieszano z niewielką ilością karmy i podawano codziennie rano każdemu szczurowi oddzielnie.

W celu badania uczenia się i pamięci zastosowano labirynt Y. Na podłodze każdego ramienia labiryntu Y znajduje się szereg miedzianych prętów, do których w razie potrzeby podłączany jest prąd elektryczny o zmiennym napięciu. Każde ramię ma 4-5 cm długości i na końcu zawiera lampę 15W, która jest włączana w razie potrzeby. Po 3 miesiącach podawania leku każdy szczur był trenowany przez 7 kolejnych dni w następujący sposób. Na każdej sesji treningowej szczur był wkładany do jednego ramienia labiryntu Y, po dwóch minutach odpoczynku włączano prąd elektryczny w miedzianych prętach i zapalano lampę w umieszczonym zgodnie ze wskazówkami zegara ramieniu, wskazując obszar nie pobudzany prądem. Jeżeli szczur wszedł do tego ramienia, rejestrowano jedną prawidłową odpowiedź; w przeciwnym przypadku rejestrowano jedną nieprawidłową odpowiedź. Ten test pobudzenie-odpowiedź powtarzano każdego dnia dwudziestokrotnie, zachowując 5 sekundową przerwę między kolejnymi testami. Do wyrażenia zdolności uczenia się użyto liczby prawidłowych odpowiedzi po dwudziestu testach siódmego dnia (im wyższa liczba, tym lepsza zdolność uczenia się). Następnie pozwolono szczurom odpoczywać przez 30 dni i ponownie powtarzano procedurę. Liczby prawidłowych odpowiedzi w testach po 30 dniach odpoczynku używano do wyrażenia sprawności pamięci.

Mierzono gęstość receptorów muskarynowych w mózgu. Tkankę wypreparowano w następujący sposób: mózgi wyjmowano szybko po dekapitacji, zamrażano w suchym lodzie i przenoszono do lodówki. Mózgi homogenizowano, a osad na koniec umieszczano w zawiesinie w buforze.

Do pomiaru gęstości muskarynowych receptorów acetylocholinowych stosowano test dwumiejscowego konkurencyjnego wiązania ligandu.

Wyniki przedstawiono na fig. 3 i 4. Eksperymenty w labiryncie Y wykazały, że zarówno zdolność uczenia się, jak i sprawność pamięci ulegają osłabieniu u starych szczurów. Podawanie sarsasapogeniny, etoksykarbonyloksyepisarsasapogeniny i smilageniny prowadziło do przywrócenia zdolności uczenia się i sprawności pamięci u starych szczurów. U starych szczurów gęstość muskarynowych receptorów acetylocholinowych była znacznie zmniejszona. Sarsasapogenina, etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina i smilagenina znacząco przywracały gęstość muskarynowych receptorów acetylocholinowych.

Młode szczury wykazywały znacząco wyższą gęstość receptorów dopaminowych (D) 1 i 2 (odpowiednio 157,5 ± 33,2; 200,6 ± 50,9 fmol/mg białka) w porównaniu ze starymi szczurami (odpowiednio receptory D1 i D2 129,2 ± 36,8 i 153,8 ± 40,5 fmol/mg białka). Natomiast traktowanie starych szczurów smileganiną i sarsasapogeniną przez 3 miesiące przywracało gęstość receptorów D1 i D2 (odpowiednio smilagenina 177 ± 10,9 i 217 ± 45,7 fmol/mg białka; sarsasapogenina 172,0 ± 44,0; 206,4 ± 60,5).

Młode szczury wykazywały znacząco wyższe poziomy BDNF (1,647 ± 0,277 ng/g tkanki) w porównaniu ze starymi szczurami (1,205 ± 0,219 ng/g tkanki). Natomiast traktowanie starych szczurów smilageniną i sarsasapogeniną przez 3 miesiące częściowo przywracało poziomy BDNF (odpowiednio

1,342 ± 0,07 i 1,410 ± 0,232 ng/g tkanki).

Dlatego związki odwracają osłabienie czynności neuronów, spadek poziomów BDNF i spadek gęstości muskarynowych receptorów acetylocholinowych i receptorów dopaminowych, które występują u starych szczurów.

PL 213 697 B1

P r z y k ł a d 10

Model choroby Alzheimera jako model neurodegeneracji

Do naśladowania neurodegeneracji posłużono się modelem choroby Alzheimera w warunkach in vivo. W tym modelu czynniki neurotoksyczne (amyloid β i kwas ibotenowy) są wstrzykiwane do mózgu szczura. To prowadzi do utraty neuronów, utraty receptorów i upośledzenia funkcji poznawczych. Wcześniejsze badania pokazały, że miejscowe wstrzyknięcie amyloidu β do jądra podstawnego mózgu szczura powodowało osłabienie czynności cholinergicznej i zaburzenia zachowania w okresie do dwóch miesięcy po operacji (Giovannelli i in., 1995: Neuroscience, 66, 781-792). Dodatkowo łączne wstrzyknięcie amyloidu β z niewielką ilością kwasu ibotenowego do hipokampa szczura synergistycznie powodowało utratę neuronów z naciekiem komórek glejowych nie tylko w sąsiedztwie miejsca podania, ale również daleko od miejsca wstrzyknięcia (Morimoto i in., 1998: Neuroscience, 84, 479-487).

W badaniach zastosowano metodę Morimoto (Morimoto i in., 1998: Neuroscience, 84, 479-487) z pewnymi modyfikacjami (wstrzyknięcie jednostronne zamiast dwustronnego). Szczury SpragueDawley w wieku trzech miesięcy zostały w sposób losowy podzielone na różne grupy. Amyloid β1-40 i kwas ibotenowy (oba z firmy Sigma) wstrzykiwano za pomocą instrumentu stereotaktyczngo (Stoelting Co.), a współrzędne wynosiły AP = -0,5 mm (na prawo od linii przyśrodkowej), L = -2,8 mm (do tyłu od ciemienia dużego), H = -7,0 mm (brzusznie w stosunku do opony twardej). Dawka dla każdego szczura wynosiła 4 ąg amyloidu β_1-40 i 1 ąg kwasu ibotenowego w 1 μg roztworu fizjologicznego soli. Wstrzyknięcie kończono w ciągu 20 min, a igłę usuwano 10 min później. Następnie zszywano skórę.

grup stanowiło:

Badana grupa kontrolna po wstrzyknięciu normalnego roztworu soli fizjologicznej (kontrola)

Model (kontrola po wstrzyknięciu amyloidu β + kwasu ibotenowego)

Model + Etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina (18 mg/kg/dobę)*

Model + Etoksykarbonyloksysarsasapogeniny (18 mg/kg/dobę)*

Model + Etylobursztynian episarsasapogeniny (18 mg/kg/dobę) (porównanie)

Model + Episarsasapogenina (18 mg/kg/dobę)*

Model + Epismilagenina (18 mg/kg/dobę)*

Model + Diosgenina (tj. ujemna kontrola, 18 mg/kg/dobę) *Związki zgodne z wynalazkiem

Etoksykarbonyloksyepisarsasapogeninę, etoksykarbonyloksysarsasapogeninę, etylobursztynian episarsasapogeniny (związek porównawczy), episarsasapogeninę, epismilageninę i diosgeninę (wszystkie w dawce 18 mg/kg/dobę) podawano zwierzętom w trwałych zawiesinach w CMC-Na (0,5%) raz na dobę przez sondę żołądkową. Grupa kontrolna i grupy modelu otrzymywały taką samą objętość CMC-Na (0,5%) raz na dobę. Leki i nośniki podawano przez okres dwóch miesięcy, rozpoczynając 20 dni przed operacją.

Oceniano gęstość muskarynowych receptorów acetylocholinowych. Próbki mózgu homogenizowano, wirowano i osad z wirowania z przyspieszeniem 27000 g ponownie homogenizowano i wyko₃ rzystywano do pomiaru. Wybrano stężenie ^{* * 3}H-QNB w zakresie wysycenia. Po inkubacji i rozdziale związaną część mierzono cieczowym licznikiem scyntylacyjnym.

Test wkraczania: uczenie się i pamięć. Wpływ badanych związków na uczenie się i pamięć oceniano przy użyciu testu wkraczania. Pudełko o wymiarach 60 x 15 x 15 cm podzielono na dwie równe części, jedną ciemną z podstawą z prętów miedzianych, które były podłączone do prądu elektrycznego (40 V, prąd zmienny) w czasie użytkowania, natomiast druga była oświetlona, ale niepodłączona do prądu. Pomiędzy dwiema częściami znajduje się przejście (dziura), przez które może przedostać się szczur. Dla każdego szczura przeprowadza się eksperyment w dwa kolejne dni. Pierwszy dzień przeznaczony jest na trening; gdy szczur przystosuje się do przebywania w pudełku przez pierwsze 3 minuty, jest następnie umieszczany w oświetlonej części, tyłem do dziury, a miedziane pręty w ciemnej części są podłączane do prądu elektrycznego na 5 minut. Drugi dzień jest przeznaczony na badanie: rejestrowana jest liczba przejść szczura przez dziurę w ciągu 5 minut. Miarą poprawy pamięci jest zmniejszenie liczby przejść przez dziurę.

Gęstość muskarynowych receptorów acetylocholinowych w mózgach modelu neurodegeneracji była znacząco niższa niż w kontrolach. Etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina, etoksykarbonyloksysarsasapogenina, episarsasapogenina i epismilagenina wywołały znaczące zwiększenie gęstości

PL 213 697 B1 muskarynowych receptorów acetylocholinowych w mózgu, podczas gdy diosgenina i etylobursztynian episarsasapogeniny nie zmieniły znacząco gęstości muskarynowych receptorów acetylocholinowych. Zatem te powyższe eksperymenty wskazują, że związki według wynalazku wykazują działanie normalizujące liczbę receptorów, tj. mają tendencję do przywracania liczby receptorów do wartości normalnych, gdy zostaną podane zwierzętom, u których liczba receptorów jest obniżona.

Liczba błędnych odpowiedzi (liczba błędów) w ciągu 5 minut była znacząco wyższa w grupie modelu neurodegeneracji niż w grupie kontrolnej, wskazując na upośledzenie pamięci (patrz tabela 11). Epismilagenina, etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina, episarsasapogenina i etoksykarbonyloksysarsasapogenina znacząco zmniejszyły liczbę błędnych odpowiedzi, podczas gdy zarówno diosgenina, jak i etylobursztynian episarsasapogeniny były nieskuteczne pod względem zmniejszania liczby błędnych odpowiedzi.

T a b e l a 11

Grupa	Gęstość receptorów M	Uczenie się i pamięć Test wkraczania
(fmol/mg białka)	Liczba błędów
Kontrola (n = 10)	859±101	0,60 ± 0,70
Model (n = 10)	713 ± 48	4,00 ± 2,40
+ Etoksykarbonyloksyepisarsasapogenina (n = 10)	877 ± 89*	1,36 ± 0,92*
+ Etoksykarbonyloksysarsasapogenina (n = 11)	916 ±158*	1,36 ± 1,03*
+ Etylobursztynian episarsasapogeniny (n = 11)	774 ± 79	3,73 ± 1,35
+ Episarsasapogenina (n = 10)	869 ±104*	1,50 ± 1,18*
+ Epismilagenina (n = 11)	877 ± 90*	1,73 ± 0,91*
+ Diosgenina (ujemna kontrola n = 8)	770 ±168	3,75 ± 1,49

Analiza statystyczna przy użyciu niesparowanego testu t-Studenta. * oznacza p<0,05

P r z y k ł a d 11

Stwardnienie zanikowe boczne (ALS) jest postępującym prowadzącym do śmierci schorzeniem neurodegeneracyjnym, które powoduje zwyrodnienie neuronów ruchowych, zanik kości, porażenie i zgon. Etiologia tej choroby jest różnorodna: mutacje genu dysmutazy ponadtlenkowej Cu/Zn (SOD-1) są odpowiedzialne za niektóre postacie ALS u ludzi. Modele zwierzęce tej choroby obejmują transgeniczne myszy SOD-1, z nadekspresją genu SOD-1 i oraz myszy z postępującą neuropatią ruchową (pmn, model Charcot-Marie-Tooth). Smilagenina i sarsasapogenina wydłużają czas życia i zmniejszają zaburzenia zachowania myszy z nadekspresją dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) (fig. 5) i myszy pmn (fig. 6), w dwóch modelach stwardnienia zanikowego bocznego (ALS) i choroby Charcota-Mariego-Tootha.

Claims (4)

1. Substancja czynna wybrana spośród związków o ogólnym wzorze I,

PL 213 697 B1 w którym R^a oznacza podstawnik wybrany z grupy obejmującej atom wodoru; alkilokarbonyl; alkoksykarbonyl; alkilokarbamoil; arylokarbonyl; grupę sulfonową (HO2S); grupę fosfonową ((HO)2P(O)-); mono-, di- lub trisacharyd; przy czym każda z grup alkilowych jest ewentualnie podstawiona grupą arylową, aminową, mono- lub dialkiloaminową, grupą kwasu karboksylowego (-COOH) lub kombinacją tych podstawników;

oraz ich wszystkie mieszaniny racemiczne, ich wszystkie farmaceutycznie dopuszczalne sole oraz ich wszystkie mieszaniny i połączenia do stosowania w leczeniu lub profilaktyce którejkolwiek z chorób u ludzi lub zwierząt już chorych lub podatnych na te choroby, wybranych spośród: depresji, schizofrenii, dystrofii mięśniowej obejmującej dystrofię twarzowo-łopatkowo-ramienną (FSH), dystrofię mięśniową Duchenne'a, dystrofię mięśniową Beckera i dystrofię mięśniową Bruce'a, dystrofii Fuchsa, dystrofii miotonicznej, dystrofii rogówki, zespołu odruchowej dystrofii współczulnej (RSDSA), dystrofii nerwowo-naczyniowej, choroby Huntingtona, chorób neuronów ruchowych obejmujących stwardnienie zanikowe boczne (ALS), neurodegeneracji pourazowej np. po udarze lub po wypadku (na przykład uraz głowy lub uraz rdzenia kręgowego), choroby Battena, zespołu Cockayne'a, zespołu Downa, zwyrodnienia zwojów korowo-podstawnych, zaniku wieloukładowego, zaniku mózgu, zaniku oliwkowo-mostowo-móżdżkowego, zaniku jąder zębatych i czerwiennych, zaniku gałek bladych i ciał podwzgórzowych Luysa, zaniku rdzeniowo-opuszkowego, zapalenia nerwu wzrokowego, stwardniającego zapalenie mózgu (SSPE), zespołu zaburzeń uwagi, powirusowego zapalenia mózgu, zespołu po zapaleniu istoty szarej rdzenia, zespołu Fahra, zespołu Jouberta, zespołu Guillaina-Barrego, lizencefalii, choroby moya- moya, zaburzenia migracji neuronów, choroby poliglutaminowej, choroby Niemanna-Picka, postępującej wieloogniskowej leukoencefalopatii, guza rzekomego mózgu, choroby Refsuma, zespołu Zellwegera, porażenia nadjądrowego, ataksji Friedreicha, rdzeniowo-móżdżkowej ataksji typu 2, zespołu Rhetta, zespołu Shy'a-Dragera, stwardnienia guzowatego, choroby Picka, neuropatii obejmujących dziedziczną neuropatię, neuropatię cukrzycową i neuropatię miotoniczną, neurodegeneracji wywołanej przez priony, obejmującej chorobę Creutzfeldta-Jakoba (CJD), odmianę CJD, nową odmianę CJD, encefalopatię gąbczastą bydła (BSE), chorobę Gerstmanna-Strausslera-Scheinkera (GSS), śmiertelną bezsenność rodzinną (FFI), chorobę kuru i zespół Alpera, choroby Josepha, ostrego rozsianego zapalenia mózgu i rdzenia kręgowego, zapalenia pajęczynówki, zmian naczyniowych w ośrodkowym układzie nerwowym, utraty neuronalnej funkcji kończyn, choroby Charcota-Mariego-Tootha, podatności na wystąpienie niewydolności serca, i zwyrodnienia plamki żółtej.

2. Substancja czynna według zastrz. 1, znamienna tym, że jeden lub większa liczba związków jest wybrana z grupy obejmującej:

sarsasapogeninę etoksykarbonyloksysarsasapogeninę octan sarsasapogeniny bursztynian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian sarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole episarsasapogeninę etoksykarbonyloksyepisarsasapogeninę octan episarsasapogeniny bursztynian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian episarsasapogeniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole smilageninę etoksykarbonyloksysmilageninę octan smilageniny

PL 213 697 B1 bursztynian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian smilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole epismilageninę etoksykarbonyloksyepismilageninę octan epismilageniny bursztynian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole glicynian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole alaninian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole walinian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole fenyloalaninian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole izoleucynian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole metioninian epismilageniny oraz jego farmaceutycznie dopuszczalne sole; oraz pochodne saponinowe sarsasapogeniny, episarsasapogeniny, smilageniny i epismilageniny, w których w każdym przypadku, do atomu węgla w pozycji 3 dołączone jest ugrupowanie cukrowe typu O-cukier zawierające resztę cukrową pochodzącą z grupy obejmującej glukozę, mannozę, fruktozę, galaktozę, maltozę, celobiozę, sacharozę, ramnozę, ksylozę, arabinozę, fukozę, chinowozę, apiozę, laktozę, galaktozo-glukozę, glukozo-arabinozę, fukozo-glukozę, ramnozo-glukozę, glukozo-glukozo-glukozę, glukozo-ramnozę, mannozo-glukozę, glukozo-(ramnozo)-glukozę, glukozo-(ramnozo)ramnozę, glukozo-(glukozo)-glukozę, galaktozo-(ramnozo)-galaktozę i ich acylowane postacie; oraz ich farmaceutycznie dopuszczalne sole.

3. Substancja czynna według zastrz. 2, znamienna tym, że jeden lub większa liczba związków jest wybrana sposród sarsasapogeniny i smilageniny.

4. Substancja czynna według zastrz. 1-3, znamienna tym, że jeden lub większa liczba związków jest obecna w kompozycji farmaceutycznej.