WO2011162633A1 - Мягкие катионные митохондриальные разобщители - Google Patents

Мягкие катионные митохондриальные разобщители Download PDF

Info

Publication number
WO2011162633A1
WO2011162633A1 PCT/RU2010/000353 RU2010000353W WO2011162633A1 WO 2011162633 A1 WO2011162633 A1 WO 2011162633A1 RU 2010000353 W RU2010000353 W RU 2010000353W WO 2011162633 A1 WO2011162633 A1 WO 2011162633A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound
mitochondria
formula
cell
substituted
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000353
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Петрович СКУЛАЧЕВ
Максим Владимирович СКУЛАЧЕВ
Роман Алексеевич ЗИНОВКИН
Федор Федорович СЕВЕРИН
Юрий Николаевич AHTOHEHKO
Дмитрий Борисович ЗОРОВ
Егор Юрьевич ПЛОТНИКОВ
Николай Константинович ИСАЕВ
Денис Николаевич СИЛАЧЕВ
Дмитрий Алексеевич КНОРРЕ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Mиtotex"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Mиtotex" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Mиtotex"
Priority to EP10853755.6A priority Critical patent/EP2586776A4/en
Priority to US13/806,610 priority patent/US20130203843A1/en
Priority to PCT/RU2010/000353 priority patent/WO2011162633A1/ru
Priority to CN2010800682693A priority patent/CN103168036A/zh
Publication of WO2011162633A1 publication Critical patent/WO2011162633A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D309/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings
    • C07D309/32—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/335—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/35—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom
    • A61K31/352—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings, e.g. methantheline 
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P41/00—Drugs used in surgical methods, e.g. surgery adjuvants for preventing adhesion or for vitreum substitution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/78—Ring systems having three or more relevant rings
    • C07D311/80—Dibenzopyrans; Hydrogenated dibenzopyrans
    • C07D311/82—Xanthenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B11/00—Diaryl- or thriarylmethane dyes
    • C09B11/04—Diaryl- or thriarylmethane dyes derived from triarylmethanes, i.e. central C-atom is substituted by amino, cyano, alkyl
    • C09B11/10—Amino derivatives of triarylmethanes
    • C09B11/24—Phthaleins containing amino groups ; Phthalanes; Fluoranes; Phthalides; Rhodamine dyes; Phthaleins having heterocyclic aryl rings; Lactone or lactame forms of triarylmethane dyes

Definitions

  • This invention relates to the fields of pharmacology, biology and medicine and relates to the preparation and use of a class of compounds that can be used in pharmaceutical compositions of drugs (preparations) for the prevention and treatment of various diseases and pathological conditions in animals and humans, accompanied by an increased level of synthesis of adenosine triphosphoric acids by mitochondria and endogenous oxidative stress.
  • ATP adenosine triphosphoric acid
  • ATP a universal energy carrier molecule
  • ATP adenosine triphosphoric acid
  • the essence of this process is the transfer of electrons from the NADH molecule through the electron transport chain of mitochondria to oxygen, as a result of which a water molecule is formed and an electrochemical proton gradient is created, due to which ATP is synthesized using the enzyme ATP synthase.
  • a fatty acid anion attaches a K 1 " ion, pumped out of the mitochondria by respiratory chain enzymes.
  • the resulting neutral protonated form of the fatty acid crosses the membrane and dissociates on its inner surface, forming RCOO " and H " .
  • the latter compensates inside the mitochondria for the shortage of H + ions removed from there by the respiratory chain.
  • the resulting RCOO anion comes back out with the participation of mitochondrial proteins - anionic carriers, in particular ATP / ADP- antiporter or special uncoupling proteins called UCP (uncoupling protein).
  • UCP uncoupling protein
  • ROS reactive oxygen species
  • uncouplers capable of regulatingly increasing the proton conductivity of mitochondria is capable of eliminating the negative effects caused by these pathological conditions, in particular, by controlling the level of ROS generation by mitochondria (Korshunov SS, Skulachev VP, Starkov AL, High protonic potential actuates a mechanism of production of reactive oxygen species in mitochondria. FEBS Lett 1997; 416; 15-18.).
  • DNP 2,4-dinitrophenol
  • Protonophore is a substance capable of electrogenic transport of a proton through the inner mitochondrial membrane, which leads to a decrease in the membrane potential and the separation of oxidation and phosphorylation.
  • Disconnector - a substance causing dissociation of respiration and oxidative phosphorylation in mitochondria.
  • the mechanism of isolation is associated with a decrease in the membrane potential of mitochondria due to the protonophore activity of compounds or the induction of endogenous proton conductivity of membranes.
  • Self-regulating uncoupling is a substance whose ability to dissociate depends on the size of the membrane potential of mitochondria.
  • Soft dissociation or moderate dissociation is a reversible decrease in the membrane potential of mitochondria, in which there is no suppression of respiration, damage to the components of the respiratory chain or a violation of the physicochemical properties of mitochondrial membranes.
  • a mitochondrial-addressed protonophore is a substance that accumulates in mitochondria and increases the proton conductivity of the inner mitochondrial membrane (that is, it reduces the electrochemical potential of protons on this membrane).
  • substituted or unsubstituted alkyl group refers to a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated linear, branched or cyclic carbon chain.
  • this chain contains from 1 to 14 carbon atoms, i.e., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, I, 12, 13 or 14, for example methyl, ethylmethyl, ethyl , propyl, iso-propyl, butyl, iso-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, octadecyl.
  • substituted or unsubstituted alkyl group in the framework of the present invention also includes a heteroalkyl group representing a saturated or unsaturated linear or branched carbon chain.
  • this chain contains from 1 to 14 carbon atoms, i.e., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, for example, methyl, ethylmethyl, ethyl , propyl, iso-propyl, butyl, iso-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, octadecyl, which is interrupted one or more times, for example, 1, 2, 3, 4, 5 times, the same or different heteroatoms.
  • the heteroatoms are selected from O, S, and N, for example, CH 2 -0-CH 3 , CH 2 -0-C 2 H 5 , C 2 H 4 -O-CH3, C2H4-O-C 2 H 5 , etc. .
  • substituted or unsubstituted aryl group preferably refers to an aromatic monocyclic ring containing 6 carbon atoms, to an aromatic bicyclic ring system containing 10 carbon atoms, or to an aromatic tricyclic ring system containing 14 carbon atoms. Examples are phenyl, naphthalenyl or anthracenyl.
  • substituted or unsubstituted aryl group in the framework of the present invention also includes a substituted or unsubstituted aralkyl group.
  • substituted or unsubstituted aralkyl group refers to an alkyl moiety which is substituted by aryl, wherein alkyl and aryl are as defined above.
  • An example is a benzyl radical.
  • the alkyl chain contains from 1 to 8 carbon atoms, i.e., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, for example methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, butyl, iso-butyl, sec-butenyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl.
  • the aralkyl group is optionally substituted in the alkyl and / or aryl part of the group.
  • the aryl attached to the alkyl group is phenyl, naphthalenyl or anthracenyl.
  • substituted or unsubstituted heterocyclic group represent, unless otherwise indicated, cyclic variants of the "alkyl” and “heteroalkyl groups”, respectively, preferably with three, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 ring-forming atoms, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl and others.
  • cycloalkyl and “heterocycloalkyl” are also intended to include bicyclic, tricyclic and polycyclic variants thereof.
  • bicyclic, tricyclic or polycyclic rings are formed, it is preferable that the corresponding rings are connected to each other by two adjacent carbon atoms, however, as an alternative, the two rings can be connected via the same carbon atom, that is, they form a spiro-cyclic system or they form bridging cyclic systems.
  • substituted or unsubstituted heterocyclic group preferably refers to a saturated ring having five atoms, of which at least one is an N, O or S atom, and which optionally contains one additional O atom or one additional N; an appreciable ring having six atoms, of which at least one is an N, O, or S atom, and which optionally contains one additional O atom or one additional N or two additional N atoms; or an appreciable bicyclic ring having nine or ten atoms, of which at least one is an N, O, or S atom, and which optionally contains one, two, or three additional N. atoms.
  • Cycloalkyl and “heterocycloalkyl” groups are optionally are substituted. Additionally for heterocycloalkyl, the heteroatom may be in a position in which the heterocycle is attached to the rest of the molecule.
  • Preferred examples of cycloalkyl include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-cyclohexenyl, 3-cyclohexenyl, cycloheptyl, spiro [3,3] heptyl, spiro [3,4] octyl, spiro [4,3] octyl, spiro [3, 5] nonyl, spiro [5,3] nonyl, spiro [3,6] decyl, spiro [6.3] decyl, spiro [4,5] decyl, spiro [5,4] decyl, bicyclo [2.2.1] hepty
  • heterocycloalkyl examples include 1- (1,2,5,6-tetrahydropyridyl), 1-piperidinyl, 2-piperidinyl, 3-piperidinyl, 4-morpholinyl, 3-morpholinyl, 1,8-diazaspiro [4,5] decyl, 1,7-diazaspiro [4,5] decyl, 1,6-diazaspiro [4,5] decyl, 2,8-diazaspiro [4,5] decyl, 2,7-diazaspiro [4,5] decyl, 2, 6-diaza-spiro [4,5] decyl, 1, 8-diazaspiro [5,4] decyl, 1,7-diazaspiro [5,4] decyl, 2,8-diazaspiro [5,4] decyl, 2 , 7-diazaspiro [5,4] decyl, 3,8-diazaspiro [5,4] decyl, 3,
  • polycyclic system refers to a bicyclic, tricyclic or polycyclic variant of cycloalkyl or heterocycloalkyl containing at least one double and / or triple bond. Nevertheless, the alicyclic system is not aromatic or heteroaromatic, that is, there is no system of conjugated double bonds or free electron pairs. Thus, the maximum permissible number of double and / or triple bonds in an alicyclic system is determined by the number of atoms in the ring, for example, in a cyclic system having up to 5 atoms, an alicyclic system contains one double bond, in a cyclic system having 6 atoms, the alicyclic system contains up to two double bonds. Thus, the term “cycloalkenyl” as defined below is a preferred embodiment of the alicyclic ring system. Alicyclic systems are optionally substituted.
  • substituted or unsubstituted heteroaryl group preferably refers to a five- or six-membered aromatic monocyclic ring in which at least one of the carbon atoms is replaced by one, 2, or 3 (for a five-membered ring) or one, 2, 3, or 4 (for a six-membered ring) with the same or different heteroatoms, preferably selected from O, N and S; to an aromatic bicyclic ring system in which 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms of 8, 9, 10, 11 or 12 carbon atoms are replaced by the same or different heteroatoms, preferably selected from O, N and S; or to an aromatic tricyclic ring system in which 1, 2, 3, 4, 5 or 6 carbon atoms of 13, 14, 15 or 16 carbon atoms are replaced by the same or different heteroatoms, preferably selected from O, N and S.
  • substituted or unsubstituted heteroaryl group within the framework of the present invention also includes a substituted or unsubstituted heteroalkyl group.
  • heteroalkyl refers to an alkyl moiety that is substituted with heteroaryl, wherein the terms alkyl and heteroaryl are as defined above.
  • An example is (2-pyridinyl) ethyl, (3-pyridinyl) ethyl l or (2-pyridinyl) methyl.
  • alkyl chain contains from 1 to 8 carbon atoms, i.e., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, for example methyl, ethylmethyl, ethyl, propyl, iso-propyl, butyl, iso-butyl, sec-butenyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl.
  • the heteroaralkyl group is optionally substituted in the alkyl and / or heteroaryl part of the group.
  • the heteroaryl attached to the alkyl moiety is oxazolyl, isoxazolyl, 1,2,5-oxadiazolyl, 1,2,3-oxadiazolyl, pyrrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, 1,2,3-triazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, 1, 2,3, -thiadiazolyl, 1,2,5-thiadiazolyl, pyridinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, 1,2,3-triazinyl, 1, 2,4-triazinyl, 1,3,5-triazinyl, 1-benzofuranyl, 2 -benzofuranyl, indolyl, isoindolyl, benzothiophenyl, 2-benzothiophenyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, indoxazinyl, 2,1-benzisoxazolyl, be
  • Embodiments include the radicals: alkoxy, cycloalkoxy, aryloxy, aralkoxy, alkenyloxy, cycloalkenyloxy, alkynyloxy, alkylthio, cycloalkylthio, arylthio, aralkylthio, alkenylthio, cycloalkenylthio, alkynylamino, akenylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylaminoalkylamino
  • the hydrogen atoms in the alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, alkenyl, cyclralkenyl, alkynyl radicals may be independently substituted by one or more halogen atoms.
  • One radical is the trifluoromethyl radical.
  • radicals can be selected independently from each other, the term “independently” means that these radicals can be the same or can be different.
  • Suitable pharmaceutically acceptable salts of a compound of the present invention include acid addition salts which can be prepared, for example, by mixing a solution of a compound of the present invention with a solution of a pharmaceutically acceptable acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, acetic acid, benzoic acid, citric acid, tartaric acid, carbonic acid or phosphoric acid.
  • a pharmaceutically acceptable acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid, acetic acid, benzoic acid, citric acid, tartaric acid, carbonic acid or phosphoric acid.
  • suitable pharmaceutically acceptable salts may include alkali metal salts (eg, sodium or potassium salts); alkaline earth metal salts (e.g., calcium or magnesium salts); and salts formed with suitable organic ligands (e.g., ammonium, quaternary ammonium and amine cations formed using counterions such as halide, hydroxide, carboxylate, sulfate, phosphate, nitrate, alkyl sulfonate and arylsulfonate).
  • alkali metal salts eg, sodium or potassium salts
  • alkaline earth metal salts e.g., calcium or magnesium salts
  • suitable organic ligands e.g., ammonium, quaternary ammonium and amine cations formed using counterions such as halide, hydroxide, carboxylate, sulfate, phosphate, nitrate, alkyl sulfonate and arylsulfonate.
  • Illustrative examples of pharmaceutically acceptable salts include, but are not limited to: acetate, adipate, alginate, ascorbate, aspartate, benzenesulfonate, benzoate, bicarbonate, bisulfate, bitartrate, borate, bromide, butyrate, calcium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (edetate, camphor, camphor, camphor, camphor, camphor, camphor camsylate, carbonate, chloride, citrate, clavulanate, cyclopentane propionate, digluconate, dihydrochloride, dodecyl sulfate, edetate, edisilate, estolate, esilate, ethanesulfonate, formate, fumarate, gluceptate, glucoheptonate, gluconate, glutamate, glycerophosphate, glycohydrilanohydrochloride hydrochloride hydrochlorate hydroch
  • Some specific compounds of the present invention contain basic as well as acid functional groups, which allows these compounds to be converted into either basic or acid addition salts.
  • Neutral forms of the compounds can be reduced by contacting the salt with a base or acid to isolate the starting compound in the conventional manner.
  • the initial form of the compound differs from various salt forms in some physical properties, such as solubility in polar solvents, however, in other respects, for the purposes of the present invention, these salts are equivalent to the original form of the compound.
  • the present invention provides compounds that are in the form of a prodrug.
  • the prodrug forms of the compounds described herein are those compounds which, under physiological conditions, readily undergo chemical changes to form a compound of formula (I).
  • a prodrug is a pharmacologically active or inactive compound that is chemically modified by the in vivo physiological action, such as hydrolysis, metabolism, and the like, of a compound of the present invention, after administration of the prodrug to a patient.
  • prodrugs can be converted into compounds of the present invention using chemical or biochemical methods under conditions outside the body. For example, prodrugs can be slowly converted to compounds of the present invention by the action of an appropriate enzyme placed in a reservoir transdermal patch.
  • Some compounds of the present invention may exist in unsolvated forms, as well as in solvated forms, including hydrated forms. In general, solvated forms are equivalent to unsolvated forms, and are intended to be included within the scope of the present invention. Some compounds of the present invention may be in a variety of crystalline or amorphous forms. Typically, all physical forms are equivalent for the intended use in the present invention, and it is intended that they fall within the scope of the present invention.
  • the compounds of the present invention have asymmetric carbon atoms (optical centers) or double bonds. All racemates, enantiomers, diastereomers, geometric isomers and individual isomers are intended to be encompassed within the scope of the present invention. Therefore, the compounds of this invention include mixtures of stereoisomers, especially mixtures of enantiomers, as well as purified stereoisomers, especially purified enantiomers or stereoisomerically enriched mixtures, especially enantiomerically enriched mixtures. In addition, individual isomers of the compounds represented by formulas (1) to (5) below, as well as any fully or partially balanced mixtures thereof, are included in the scope of the invention.
  • the present invention includes individual isomers of the compounds represented by the formulas below in the form of mixtures with their isomers in which one or more chiral centers are inverted.
  • all tautomers and mixtures of tautomers of compounds corresponding to formulas (1) to (5) are included in the scope of compounds corresponding to formulas (1) to (5), and preferably according to the formula and partial formula corresponding to this .
  • racemates can be split into isomers, essentially known by mechanical or chemical methods.
  • Diastereomers are preferably formed from a racemic mixture by reaction with an optically active cleaving agent. It is also advantageous to cleave the enantiomer with a column filled with an optically active cleavage agent.
  • cleavage of the diastereomer can be carried out using standard purification methods, for example, such as chromatography or fractional crystallization.
  • the compounds of the present invention may also have unnatural atomic isotope ratios for one or more of the atoms that make up such compounds.
  • these compounds can be labeled with radioactive isotopes, such as tritium (3 N), iodine-125 (125 G) or carbon-14 ( 14 C). It is intended that all isotopic varieties of the compounds of the present invention (radioactive or not) fall within the protection scope of the present invention.
  • a number of compounds have been developed that are described by the general structure (I) with the ability to softly dissociate mitochondria.
  • the invention is based on the principle of self-regulating targeted delivery of biologically active substances to the mitochondria of a living cell through the use of the energy of the electrochemical potential.
  • the following self-regulation mechanism is assumed: compounds with structure (I) in the cytoplasm of the cell interact with a proton and acquire a positive charge. Due to this charge, as well as the lipophilic nature of these compounds, they are sent to negatively charged mitochondria, where they accumulate according to the Nernst equation. It is important to note that the functional state of mitochondria (i.e., its potential) will determine the concentration of compounds with structure (I).
  • X is a group representing a substituted or unsubstituted hydrocarbon chain up to 20 carbon atoms in length, optionally containing double or triple bonds, heteroatoms such as -S-, - ⁇ -, -O-, or having possible inclusion groups - C (0) 0-, -C (O) -, -C (0) N (H) -;
  • ⁇ is a group that can protonate at physiological pH values and provide targeted delivery of the entire compound to mitochondria
  • P is an integer from 1 to 3
  • a preferred compound of general formula (I) is the following group of compounds with structure (I):
  • R1 and R3 are hydrogen atoms, R2 and R4 are independently hydrogen atoms or substituted or unsubstituted C1-C4 alkyl groups; R2 connected to R5; or R4 with R6 form a substituted or unsubstituted 1,3-propylene;
  • R5, R6, R7, and R8 are independently hydrogen or methyl
  • A is a pharmacologically acceptable anion
  • P is an integer from 1 to 3.
  • the most preferred compounds of general formula (I) are compounds formulas (1) - C10R19 and (2) - C12R19:
  • a key aspect of the present invention is a pharmaceutical composition containing an effective amount of mitochondria targeted protonophores (the same as compounds of structure (I)), intended for the prevention or treatment of certain diseases of humans and animals, in which mild dissociation of mitochondria is effective.
  • mitochondria targeted protonophores the same as compounds of structure (I)
  • the medical purpose of this composition is an important aspect the composition itself, largely determining its composition, dosage and mode of application, etc.
  • a further aspect of the present invention is the use of mitochondria-targeted protonophores for the manufacture of a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of diseases in which the stimulation of cellular metabolism, including lipid, is effective.
  • Another aspect of the present invention is the use of mitochondria-targeted protonophores for the manufacture of medicaments for the prevention and treatment of cardiovascular pathologies, including atherosclerosis, cardiac arrhythmias, coronary heart disease, heart attack, ischemia or kidney infarction, cerebral stroke, as well as various diseases and pathological conditions resulting from circulatory disorders or oxygen supply to tissues and organs.
  • mitochondria-targeted protonophores for the treatment of pathological conditions that are the consequences of non-ischemic circulatory disorders, including the consequences of hemorrhagic hypovolemia caused by the destruction of blood vessels or impaired permeability, as well as hypovolemia caused by vasodilator drugs;
  • mitochondria-targeted protonophores for the treatment of pathological conditions resulting from non-ischemic circulatory disorders, including hypovolemia caused by loss of water through the skin, lungs, gastrointestinal tract or kidneys, including hypovolemia provoked by diuretics;
  • mitochondria-targeted protonophores for the treatment of the effects of hypoxemic hypoxia caused by a lack of oxygen in arterial blood, including hypoxia due to a lack of oxygen in the inhaled air;
  • mitochondria-targeted protonophores for the treatment of the effects of anemic hypoxia caused by a decrease in the blood oxygen capacity due to a drop in the amount of hemoglobin or a change in its state;
  • mitochondria-targeted protonophores to prevent the development or treatment of unwanted changes in cells, tissues or organs whose natural blood or oxygen supply is limited or interrupted during medical intervention, including apheresis, restriction or interruption of blood supply to cells, tissues or organs for the purpose of their further conservation and / or transplantation, as well as various surgical operations;
  • mitochondria-targeted protonophores for the treatment or prevention of diseases associated with mass programmed cell death in tissues and organs, and / or associated with the propagation of signals initiating programmed cell death in the affected tissue;
  • mitochondria-targeted protonophores for the prevention and / or treatment of cardiovascular diseases, for which the key role of programmed cell death, apoptosis or necrosis is shown;
  • mitochondria-targeted protonophores to increase the productivity of animal, human, plant or fungal cells in culture when used for the production of pharmacological preparations; proteins; antibodies;
  • mitochondria-targeted protonophores for the treatment and prevention of mental and psychological disorders, including clinical depression and psychosis
  • mitochondria-targeted protonophores for the treatment of parasitic diseases of humans and animals caused by fungi, trypanosomes, Leishmania, helminths and other parasites;
  • Diseases associated with impaired cellular metabolism are understood as: insulin-dependent diabetes mellitus, insulin-dependent diabetes mellitus with coma, insulin-dependent diabetes mellitus with ketoacidosis, insulin-dependent diabetes mellitus with kidney damage, non-insulin-dependent diabetes mellitus with eye damage, insulin-dependent diabetes mellitus diabetes with impaired peripheral circulation, insulin-dependent diabetes mellitus with multiple complications, insu non-dependent diabetes mellitus without complications, non-insulin-dependent diabetes mellitus, non-insulin-dependent diabetes mellitus with coma, non-insulin-dependent diabetes mellitus with ketoacidosis, non-insulin-dependent diabetes mellitus with kidney damage, non-insulin-dependent diabetes mellitus, non-insulin-dependent diabetes mellitus , diabetes associated with malnutrition, localized deposition of fat, obesity, burn irradiation due to excess energy resources, obesity caused by taking medications, extreme obesity accompanied by alveolar hypoventilation, hypervitaminos
  • Coronary heart disease means: angina pectoris [angina pectoris], unstable angina pectoris, unstable angina pectoris with hypertension, angina pectoris with documented spasm, angina pectoris with documented spasm with hypertension, acute myocardial infarction, acute transmural infarction of the anterior myocardial wall, myocardium with hypertension, acute transmural infarction of the lower myocardial wall, acute transmural infarction of the lower myocardial wall with hypertension, os three subendocardial myocardial infarction, acute subendocardial myocardial infarction with hypertension, repeated myocardial infarction, repeated myocardial infarction, some current complications of acute myocardial infarction, hemopericardium as the closest complication of acute myocardial infarction, atrial myocardial insufficiency, heart failure as a current complication of acute myocardial infarction, atrial thrombosis, atrial
  • heart diseases are understood as: acute pericarditis, acute nonspecific idiopathic pericarditis, infectious pericarditis, chronic adhesive pericarditis, chronic constrictive pericarditis, pericardial effusion (non-inflammatory), acute and subacute endocarditis, acute and subacute infectious mitral valve, non-mitral valve, non-inflammatory ) failure, mitral valve prolapse [prolapse], non-rheumatic mitral valve stenosis, non-rheumatic aortic lesions valve, aortic (valve) stenosis, aortic (valve) insufficiency, non-rheumatic tricuspid valve stenosis, non-rheumatic tricuspid stenosis, non-rheumatic tricuspid valve stenosis, non-rheumatic tricuspid stenosis, pulmonary valve disease, pulmonary artery stenosis, pulmonary valve insufficiency
  • Brain stroke refers to both hemorrhagic and ischemic brain strokes, as well as their symptoms.
  • Renal ischemia or infarction means: nodular periarteritis, Wegener's granulomatosis, hemolytic-uremic syndrome, idiopathic thrombocytopenic purpura, disseminated intravascular coagulation syndrome (DIC), ischemia or infarction of the renal artery (extrarenal renal wall, kidney, atherosclerosis, kidney Goldblatt, acute nephritic syndrome, minor glomerular disorders, focal and segmental glomerular lesions, diffuse membranous glomerulonephritis, diffuse angialny proliferative glomerulonephritis, diffuse proliferative glomerulonephritis endocapillary, mezangiokapilyarny diffuse glomerulonephritis, dense deposit disease, diffuse crescentic glomerulonephritis, rapidly progressive nephritic syndrome, recurrent and persistent hematuria, chronic nephritic syndrome, nephrotic syndrome, n
  • macular degeneration various forms of macular degeneration (MD) and other symptoms associated with it are understood, namely: atrophic (dry) MD, exudative (wet) MD, age-related maculopathy (ARM), choroidal neovascularization, detachment of retinal pigment epithelium (PED) atrophy of retinal pigment epithelium (RPE).
  • atrophic (dry) MD exudative MD
  • ARM age-related maculopathy
  • PED retinal pigment epithelium
  • RPE retinal pigment epithelium
  • the concept of “macular degeneration (MD)” also includes all eye diseases that are not related to age-related changes in the human body, namely: Best’s disease or Vitelliform, Stargardt’s disease, juvenile macular degeneration, Behr’s disease, Sorsby’s disease, cellular dystrophy or Doina’s disease.
  • Symptoms associated with macular degeneration include drusen surrounded by whitish-yellow spots, submacular disk-shaped scar tissue, choroidal neovascularization, retinal pigment epithelium (PED) detachment, retinal pigment epithelium atrophy (RPE), abnormal growth of blood or blood vessels view, central meter point, pigment anomalies, a mixed layer of fine granulation, located on the inner side of the Bruch membrane, thickening and low pron value of Bruch's membrane.
  • causes of macular degeneration include, but are not limited to: genetic or physical trauma, diseases such as diabetes, or infections, in particular bacterial ones.
  • Wounds and other superficial injuries are wounds associated with injuries of the skin epithelium, corneal epithelium, surfaces of the gastrointestinal tract, epithelium of the lungs and inner surfaces of the vessels of the liver, blood vessels, uterus, vagina, urethra or respiratory tract, as well as wounds and other surface damage associated with prolonged defects of the epithelium and recurrent epithelial erosion, such as: surgical wounds, excision wounds, blisters, ulcers, other lesions, abrasions, erosions, lacerations, cuts, festering wounds, boils, and thermal or chemical burns.
  • Wounds can be caused by mechanical damage, as well as those resulting from other diseases, such as diabetes, corneal dystrophy, uremia, lack of nutrition, vitamin deficiency, obesity, infection, immunodeficiency or complications associated with the systematic use of steroids, radiation therapy, non-steroidal anti-inflammatory drugs and anti-cancer drugs.
  • diseases such as diabetes, corneal dystrophy, uremia, lack of nutrition, vitamin deficiency, obesity, infection, immunodeficiency or complications associated with the systematic use of steroids, radiation therapy, non-steroidal anti-inflammatory drugs and anti-cancer drugs.
  • Parasitic diseases are understood as infectious diseases caused by protozoa (amoeba, leishmania, giardia, plasmodium, trypanosomes, balantids, pneumocysts, toxoplasmas, etc.), parasitic worms (helminths), arthropods (insects and ticks), pathogenic microorganisms (pathogens, microbes), pathogenic bacteria rickettsiae, pathogenic fungi and viruses.
  • protozoa amoeba, leishmania, giardia, plasmodium, trypanosomes, balantids, pneumocysts, toxoplasmas, etc.
  • parasitic worms helminths
  • arthropods insects and ticks
  • pathogenic microorganisms pathogens, microbes
  • pathogenic bacteria rickettsiae pathogenic bacteria rickettsiae
  • compositions related to the present invention can be either somatic or local.
  • Prescribing methods include enteral, such as oral, sublingual and rectal; local, such as percutaneous, intradermal and oculodermal, and parenteral.
  • Suitable parenteral administration methods include injections, for example, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intraperitoneal, intraarterial, and the like. injections, and non-injection methods, such as intravaginal or nasal, as well as a method of administering a pharmaceutical composition in the form of a coating of angioplastic stents.
  • the compounds and pharmaceutical compositions of the present invention are administered intraperitoneally, intravenously, intraarterially, parenterally or orally.
  • the administration may be in the form of injections or tablets, granules, capsules, or other compressed or compressed form.
  • the compound of formula (I) When administering a compound of formula (I) in the form of a pharmaceutical composition, the compound of formula (I) must be formulated with a suitable amount of a pharmaceutically acceptable diluent or carrier, so as to have a suitable form for administration to a patient.
  • a pharmaceutically acceptable diluent or carrier refers to a diluent, adjuvant, excipient, or carrier with which the compound of formula (I) is mixed for administration to a patient.
  • Such pharmaceutical carriers may be liquids, such as water and oils, including petroleum, animal, vegetable and synthetic, such as peanut oil, soybean oil, mineral oil and the like oils.
  • Pharmaceutical diluents may be saline, acacia gum, gelatin, starch, talc, keratin, colloidal silver, urea, etc.
  • composition may also include excipients, stabilizers, thickeners, lubricants and coloring agents.
  • Compounds and compositions related to the present invention can be administered in the form of capsules, tablets, pills, pads, granules, syrups, elixirs, solutions, suspensions, emulsions, suppositories or sustained release formulations, or in any other form suitable for administration to the patient.
  • One aspect of the present invention is the use of compounds of formula (I) and compositions in the form of solutions for oral, and intraperitoneal, intraarterial and intravenous use.
  • the therapeutically effective amount of a compound of formula (I) required to treat a particular disease or symptom depends on the nature disease or symptom and method of administration, and should be determined in consultation with your doctor.
  • Acceptable doses for oral administration are from 0.025 to 120,000 ⁇ g / kg body weight of the patient, more preferably 25 ⁇ g / kg body weight of the patient, and most preferably 50 ⁇ g / kg body weight of the patient.
  • Acceptable doses for intravenous administration are from 0.1 to 10,000 ⁇ g / kg of patient body weight, more preferably 25 ⁇ g / kg of patient body weight, and most preferably 125 ⁇ g / kg of patient body weight.
  • the compound of formula (I) in the form of a pharmaceutical composition is administered 6-48 hours (optimally 24 hours) before ischemic exposure.
  • composition - 1 - gelatin capsules
  • composition - 2 tablets
  • composition - 3 - tablets
  • FIG. 2. A. Scattering of the pH gradient on pyranin-loaded liposome membranes by C12R19 and C12RB. The intraliposomal pH was estimated by the ratio of the fluorescence level at 455 nm and 505 nm (excitation 410 nm). 1 ⁇ nigericin was added at 550 seconds for final pH equalization. The Control curve was with C12R19 but without valinomycin. Concentrations: C12R19 (150 pM), C12RB (150 pM), valinomycin (10 pM), lipid (75 ⁇ ). B. Dependence of the effect on the length of the alkyl tail. The control curve corresponds to the addition of 10 pM valinomycin without protonophores. A buffer of 10 mM MES, 10 tM MOPS, 10 tM TRICINE, 0.1 M KC1, pH 8 was used.
  • Fig.Z Comparison of the properties of C12R19 and C12RB with respect to the relative oxygen consumption rate of whole Saccharomyces cerevisiae yeast cells (A) and yeast growth rate (B).
  • V Vo corresponds to the ratio of oxygen absorption rates after and before the addition of the uncoupler. Growth rate was determined as the number of CFU (colony of forming units) in the suspension culture of cells incubated for 2 hours in the presence of the indicated concentration of the rhodamine derivative.
  • FIG. 4 Comparison of respiratory stimulation and growth inhibition: (A) cationic (C12R19); and (B) anionic (FCCP) uncouplers on Saccharomyces cerevisiae yeast cells grown on an unfermentable substrate (glycerin). Respiratory stimulation was evaluated by the ratio of the rate of oxygen uptake in the presence of a disconnector (V) to the initial speed (V 0 ). The growth rate was estimated by increasing the number of cells for a given time interval. The growth rate in the absence of a disconnector was taken as 100%.
  • FIG. 5 Comparison of the resistance of yeast cells to 80 ⁇ m amiodarone in the presence of various concentrations of anionic (FCCP) and cationic (C12R19) uncouplers.
  • Rat creatinine level in rats induced rhabdomyolysis The bar of the “control” histogram indicates the creatinine level in the control group of animals; "Rhabdo” - creatinine level in animals with rhabdomyolysis; "Pa6flo + C12-R19” is the creatinine level in animals during rhabdomyolysis and C12R19 therapy. All data are presented as mean values ⁇ standard error of measurement.
  • Rhodamine 19 dodecyl ether (C12R19, 1) and rhodamine 19 decyl ether (C10R19, 2) were obtained by acylating dodecyl bromide (3) or decyl bromide (4), respectively, previously obtained from rhodamine 19 (5) with its cesium salt 6). (Scheme 1).
  • Rhodamine 19 decyl ester bromide (C10R19).
  • Rhodamine 19 dodecyl ether bromide (C12R19) was prepared according to the procedure described for C10R19, starting from the cesium salt of rhodamine 19 (70 mg, 0.128 mmol) and 1-bromdo decane (46 ⁇ l, 48 mg, 0.192 mmol) in 1.5 ml of DMF. The product was isolated by silica gel column chromatography in a chloroform-methanol system (9: 1, v / v), and a dark red solid (80 mg, 0.12 mmol, 94%) was obtained.
  • a method was used based on the ability of ions to penetrate a bilayer phospholipid membrane, moving along a concentration gradient.
  • the bilayer membrane separates two chambers filled with an aqueous solution; the analyte is added to one of them. If a charged substance is able to penetrate through a bilayer membrane, then it quickly diffuses from a chamber with a high concentration to a chamber with a low concentration of a substance, and a potential difference is formed on the membrane.
  • a tenfold concentration gradient allows the formation of a potential of about 60 mV at room temperature and ideal permeability (according to the Nernst equation).
  • the figure 1 shows the results of measuring the diffusion potential ( ⁇ ) on a lipid bilayer formed from diphitanoylphosphatidylcholine lipid at different pH on both sides of the membrane.
  • ⁇ diffusion potential
  • Figure 1A shows that C12R19 but not C12RB can generate potential in such a system.
  • experiments were conducted on the generation of potential when creating gradients of the penetrating cations themselves and it was shown that C12RB induced the potential when added on the one hand ( Figure 1B), while C12R19 did not. This can be explained by potential shunting due to the induction of proton conductivity in the presence of C12R19.
  • Figure 2A shows the kinetics of pH gradient dissipation on liposome membranes under the action of 0.15 ⁇ C12R19 or C12RB. This technique was used in various studies on the study of protonophore ability and described in detail in the article Chen Y, Schindler M, Simon SM (1999) J Biol Chem 274: 18364-18373.
  • the addition of C12R19 led to significant changes in the intra-liposomal pH in the minute time scale, which indicates protonophore activity (Figure 2A, curve C12R19).
  • FCCP was significantly more active (data not shown). It is significant that C12RB had virtually no activity in this system ( Figure 2A, curve C12RB).
  • Figure 2B shows the action of the alkyl derivatives of rhodamine 19 having different tail lengths. An optimum is observed with a tail length of 10-12 carbon atoms.
  • the difference in the protonophore action between C12R19 and C12RB should be sought in the differences in the data structures of the two rhodamines (rhodamines 19 and B, respectively).
  • the cationic group of rhodamine 19 contains protonated nitrogen atoms, while rhodamine B lacks such atoms. This, apparently, explains the difference in protonophore activity.
  • C12R19 has protonophore activity.
  • Figure 4 demonstrates the advantage of C12R19 over classical anionic uncouplers (FCCP) in this system: over a wide range of concentrations, C12R19 increases the respiration rate without inhibiting yeast growth (Figure 4A), in contrast to FCCP ( Figure 4B).
  • FCCP classical anionic uncouplers
  • Cationic uncoupling C12R19 prevents the death of yeast cells caused by amiodarone.
  • C12R19 cationic uncouplers
  • FCCP worked only in the concentration range from 2.5 to 100 nmol / liter.
  • concentration range of the cationic uncoupling in this system is at least an order of magnitude higher than in the case of FCCP. It should be borne in mind that the efficiency of separation of FCCP, if it is estimated by the rate of absorption of oxygen by whole Saccharomyces cerevisiae yeast cells are significantly higher than those of C12R19.
  • Induction of rhabdomyolysis was carried out according to a standard method by introducing a 50% aqueous solution of glycerol (ICN, USA) into the muscles of rat legs. On the second day after ischemia, animal blood samples were taken. Creatinine concentration was determined in the blood using a CellTac blood analyzer (Nihon Kohben). Rhabdomyolysis modeling experiments were performed on at least 8 animals in each group. All data are presented as mean values ⁇ standard error of measurement.
  • Rat cerebral ischemia was caused by the introduction of a silicone-coated nylon string into the middle cerebral artery. Overlap of the blood flow was maintained for 60 minutes, after which the suture was removed from the vessel, restoring blood supply in the basin of the middle cerebral artery. During and after the operation, the body temperature of the animal was maintained at 37 ° C. False-operated animals underwent the same procedures, with the exception of vascular cutting and thread insertion. The volume of cerebral infarction was determined on the first day to study the neuroprotective effect of drugs. This assessment was carried out by morphometric analysis of digital images obtained by magnetic resonance imaging (MRI).
  • MRI magnetic resonance imaging
  • the final score in it is formed as the sum of the scores in 7 tests that assess the response of the hind and forelimbs to tactile and proprioceptive stimulation, the presence of certain reflexes.
  • the following scoring system was used to assess abnormalities in limb function: 2 points — the rat completed the test completely, 1 point — the rat performed the test with a delay of more than 2 s and / or not completely, 0 points — the rat did not respond to stimulation of the limb.
  • C12R19 was administered intraperitoneally to rats 24 hours before induction of ischemia at a dose of 100 nmol / kg.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

Данное изобретение относится к области биологии и медицины и, в частности, может быть использовано в медицине для приготовления фармацевтической композиции для специфического, саморегулирующегося разобщения митохондрий. Изобретение может быть полезным при лечении заболеваний и состояний, связанных с нарушением клеточного метаболизма, при лечении ожирения, включая его патологические формы, а также для лечения заболеваний, связанных с повышенным образованием свободных радикалов и активных форм кислорода.

Description

МЯГКИЕ КАТИОННЫЕ МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ РАЗОБЩИТЕЛИ
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к областям фармакологии, биологии и медицины и касается получения и применения класса соединений, которые могут быть использованы в составе фармацевтических композиций лекарственных средств (препаратов) для профилактики и лечения различных заболеваний и патологических состояний у животных и людей, сопровождающихся повышенным уровнем синтеза аденозинтрифосфорной кислоты митохондриями и эндогенным окислительным стрессом.
Уровень техники
В большинстве эукариотических клеток присутствуют специализированные органеллы - митохондрии. Митохондрии часто называют "энергетическими станциями клетки", так как их основная функция заключается в синтезе аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), универсальной молекулы-энергоносителя, с помощью которой осуществляются практически все клеточные функции. Биосинтез АТФ происходит с помощью окислительного фосфорилирования. Суть этого процесса заключается в переносе электронов с молекулы НАДН по электрон- транспортной цепи митохондрий на кислород, в результате чего образуется молекула воды и создается электрохимический градиент протонов, за счет которого с помощью фермента АТФ-синтазы синтезируется АТФ. У гомойотермных животных часть энергии, запасенной в электрохимическом градиенте протонов, идет на поддержание постоянной температуры тела и не сопряжена с синтезом АТФ. Разобщение окислительного фосфорилирования с синтезом АТФ происходит за счет свободных жирных кислот находящихся в цитоплазме клетки. На внешней поверхности митохондриальной мембраны анион жирной кислоты (RCOO-) присоединяет ион К1", откачиваемый из митохондрий ферментами дыхательной цепи. Получающаяся при этом нейтральная протонированная форма жирной кислоты (RCOOH) пересекает мембрану и диссоциирует на ее внутренней поверхности, образуя RCOO" и Н ". Последний компенсирует внутри митохондрий нехватку ионов Н+, удаляемых оттуда дыхательной цепью. Образующийся анион RCOO" возвращается наружу при участии митохондриальных белков - анионных переносчиков, в частности АТФ/АДФ- антипортера либо специальных разобщающих белков, названных UCP (uncoupling protein). В норме 20-25% всего метаболизма теплокровных животных направленно на поддержание постоянной температуры тела, и механизм образования тепла связан с разобщением дыхания и синтеза АТФ за счет увеличения протонной проводимости. Увеличение протонной проводимости или «мягкое разобщение» может служить как для термогенеза, так и для контроля массы тела, за счет стимуляции углеводного и липидного обмена.
Естественные механизмы разобщения не всегда справляются со своими функциями. Описано множество патологических состояний, при которых возникает гиперполяризация митохондрий, сопровождающаяся повышенным уровнем активных форм кислорода (АФК) в митохондриях, что приводит к ухудшению функционирования клетки в целом. Такая ситуация встречается при ожирении, нарушении углеводного обмена, а также при патологиях связанных с развитием окислительного стресса: ишемическое повреждение тканей, болезни Паркинсона и Альцгеймера, аутоиммунные заболевания.
Использование разобщителей, способных регулируемо увеличивать протонную проводимость митохондрий, способно элиминировать негативные эффекты, вызванные указанными патологическими состояниями, в частности, за счет контроля уровня генерации АФК митохондриями (Korshunov SS, Skulachev VP, Starkov АЛ, High protonic potential actuates a mechanism of production of reactive oxygen species in mitochondria. FEBS Lett 1997; 416; 15-18.).
Клинический эффект анионного разобщителя, 2,4-динитрофенола (ДНФ) был показан для людей, страдающих ожирением. (Parascandola J, Dinitrophenol and bioenergetics: a historical perspective. Mol Cell Biochem 1974; 5: 69-77.). К 1934 году более ста тысяч пациентов прошли курс лечения ДНФ. После курса лечения практически все пациенты в той или иной степени теряли вес, однако у многих из них наблюдали сильнейшие побочные эффекты. Небольшая передозировка вызывала мышечную слабость, сильное повышение температуры тела пациента, что в некоторых случаях приводило к летальному исходу. Кроме того, у многих пациентов длительный прием препарата приводил к развитию катаракты и потери зрения. В 1938 году все эти факты привели к строжайшему запрету использования данного препарата для лечения каких бы то ни было заболеваний. Однако, сам факт того, что лечение ДНФ действительно приводило к снижению веса пациентов, указывает на верность самого подхода. Таким образом, разработка нетоксичных препаратов, увеличивающих протонную проводимость митохондриальной мембраны, является перспективным направлением для создания нового класса лекарственных средств и композиций. Для того, чтобы протонофоры не обладали токсичным действием, и не проявляли свою активность в тех случаях, когда клетке требуется синтез АТФ, необходимо, чтобы их активность зависела от функционального состояния митохондрии, например, от потенциала на ее внутренней мембране. В состоянии гиперполяризации протонофор должен снимать только избыток потенциала, но не снижать его чрезмерно, что неизбежно приведет к ингибированию процесса дыхания. Идеальный протонофор не должен ингибировать дыхание митохондрий даже при относительно высоких концентрациях. Ранее предпринимались попытки синтеза веществ, обладающих свойствами «мягких» митохондриальных разобщителей, однако они потерпели неудачу (Blaikie FH, Brown SE, Samuelsson LM, Brand MD, Smith RA, Murphy MP, Targeting dinitrophenol to mitochondria: limitations to the development of a self-limiting mitochondrial protonophore. Biosci Rep. 2006; 26; 231-43.).
Подавляющее большинство протонофоров, в том числе ДНФ, являются отрицательно заряженными молекулами, анионами, механизм разобщающего действия которых аналогичен анионам жирных кислот (RCOO"). При протонировании анионного протонофора образуется нейтральное соединение, которое проникает в митохондрию вне зависимости от ее потенциала, тогда как «мягкий разобщитель» должен преимущественно проникать только в гиперполяризованную митохондрию.
Все вышеперечисленное открывает большие перспективы для использования соединений вызывающих мягкое разобщение митохондрий. Однако до сих пор не удавалось получить соединений, обладающих этими свойствами.
Определения:
До подробного описания настоящего изобретения, следующего ниже, следует уяснить, что это изобретение не ограничивается описанными здесь конкретной методологией, протоколами и реагентами, поскольку они могут изменяться. Кроме того, следует понимать, что в настоящем изобретении терминология используется с целью описания только конкретных вариантов осуществления, причем не предполагается ограничение объема настоящего изобретения, который будет ограничен лишь прилагаемой формулой изобретения. Если не указано другое, все используемые здесь технические и научные термины имеют такие же значения, которые вполне понятны специалистам в этой области техники.
Протонофор - вещество, способное к электрогенному транспорту протона через внутреннюю мембрану митохондрий, что приводит к падению мембранного потенциала и разобщению окисления и фосфорилирования.
Разобщитель - вещество вызывающее разобщение дыхания и окислительного фосфорилирования в митохондриях.
Механизм разобщения связан со снижением мембранного потенциала митохондрий благодаря протонофорной активности соединений или индукции эндогенной протонной проводимости мембран.
Саморегулируемый разобщитель- вещество, способность которого к разобщению зависит от величины мембранного потенциала митохондрий.
Мягкое разобщение или умеренное разобщение - обратимое снижение мембранного потенциала митохондрий, при котором не происходит подавление дыхания, повреждения компонентов дыхательной цепи либо нарушения физико- химических свойств мембран митохондрий.
Митохондриально-адресованный протонофор - вещество, адресно накапливающееся в митохондриях и повышающее протонную проводимость внутренней мембраны митохондрий (то есть уменьшающее электрохимический потенциал протонов на этой мембране).
По всему тексту описания этого изобретения цитируются различные документы. Каждый цитированный здесь документ (в том числе все патенты, заявки на патент, научные публикации, спецификации и инструкции производителя, и др.), приведенный выше или ниже, полностью вводятся в это изобретение путем ссылки.
Определения других терминов: замещенная или незамещенная алкильная группа, замещенная или незамещенная арильная группа, замещенная или незамещенная гетероарильная группа, замещенная или незамещенная циклоалкильная группа, замещенная или незамещенная гетероцилическая группа, насыщенная или частично ненасыщенная полициклическая система. Эти термины, в каждом случае их использования в остальном описании, могут иметь соответствующее определенное значение и предпочтительные значения. Тем не менее, в некоторых случаях их использования по всему описанию изобретения указаны предпочтительные значения этих терминов.
Термин "замещенная или незамещенная алкильная группа" относится к замещенной или незамещенной насыщенной или ненасыщенной линейной, разветвленной или циклической углеродной цепи. Предпочтительно, эта цепь содержит от 1 до 14 атомов углерода, то есть, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, И, 12, 13 или 14, например, метил, этилметил, этил, пропил, изо-пропил, бутил, изо-бутил, трет- бутил, пентил, гексил, гептил, октил, нонил, децил, додецил, октадецил. Кроме того, в понятие «замещенная или незамещенная алкильная группа» в рамках настоящего изобретения также входит гетероалкильная группа, представляющая собой насыщенную или ненасыщенную линейную или разветвленную углеродную цепь. Предпочтительно, эта цепь содержит от 1 до 14 атомов углерода, то есть, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 или 14, например, метил, этилметил, этил, пропил, изо-пропил, бутил, изо-бутил, трет-бугил, пентил, гексил, гептил, октил, нонил, децил, додецил, октадецил, которая прерывается один или несколько раз, например, 1, 2, 3, 4, 5 раз, одинаковыми или различными гетероатомами. Предпочтительно гетероатомы выбирают из О, S, и N, например, CH2-0-CH3, CH2-0-C2H5, С2Н4-О-СН3, С2Н4-О- С2Н5 и др.
Термин "замещенная или незамещенная арильная группа" предпочтительно относится к ароматическому моноциклическому кольцу, содержащему 6 атомов углерода, к ароматической бициклической кольчатой системе, содержащей 10 атомов углерода или к ароматической трициклической кольчатой системе, содержащей 14 атомов углерода. Примерами служат фенил, нафталенил или антраценил. Кроме того, в понятие «замещенная или незамещенная арильная группа» в рамках настоящего изобретения также входит замещенная или незамещенная аралкильная группа. Термин "замещенная или незамещенная аралкильная группа" относится к алкильному фрагменту, который замещен арилом, причем алкил и арил имеют указанные выше значения. Примером является бензильный радикал. Предпочтительно, в этом контексте алкильная цепь содержит от 1 до 8 атомов углерода, то есть, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, например, метил, этил, пропил, изо-пропил, бутил, изо-бутил, втор-бутенил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил, октил. Аралкильная группа необязательно является замещенной в алкильной и/или арильной части группы. Предпочтительно арил, присоединенный к алкильной группе, представляет собой фенил, нафталенил или антраценил.
Термины "замещенная или незамещенная гетероцилическая группа", как таковые или в сочетании с другими терминами, представляют, если не указано другое, циклические варианты "алкильной" и "гетероалкильной групп", соответственно, предпочтительно с тремя, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 атомами, образующими кольцо, например, циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, циклогептил, циклооктил и др. Подразумевается, что термины "циклоалкил" и "гетероци лоалкил" также включают их бициклические, трициклические и полициклические варианты. Если образуются бициклические, трициклические или полициклические кольца, предпочтительно, чтобы соответствующие кольца соединялись друг с другом двумя смежными атомами углерода, однако в качестве альтернативы два кольца могут быть соединены через один и тот же атом углерода, то есть, они образуют спиро-циклическую систему или они образуют "мостиковые" циклические системы. Термин "замещенная или незамещенная гетероцилическая группа" предпочтительно относится к насыщенному кольцу, имеющему пять атомов, из которых, по меньшей мере, один представляет собой атом N, О или S, и которое необязательно содержит один дополнительный атом О или один дополнительный N; насьпценному кольцу, имеющему шесть атомов, из которых, по меньшей мере, один представляет собой атом N, О или S атом, и которое необязательно содержит один дополнительный атом О или один дополнительный N или два дополнительных атома N; или насьпценному бициклическому кольцу, имеющему девять или десять атомов, из которых, по меньшей мере, один представляет собой атом N, О или S, и которое необязательно содержит один, два или три дополнительных атома N. "Циклоалкильные" и "гетероциклоалкильные" группы необязательно являются замещенными. Дополнительно для гетероциклоалкила, гетероатом может находиться в положении, в котором гетероцикл соединяется с остальной частью молекулы. Предпочтительные примеры циклоалкила включают циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил, 1-циклогексенил, 3-циклогексенил, циклогептил, спиро[3,3]гептил, спиро[3,4]октил, спиро[4,3]октил, спиро[3,5]нонил, спиро[5,3]нонил, спиро[3,6]децил, спиро[6,3]децил, спиро[4,5]децил, спиро[5,4]децил, бицикло[2.2.1]гептил, бицикло[2.2.2]октал, адамантил и тому подобное. Примеры гетероциклоалкила включают 1-(1,2,5,6-тетрагидропиридил), 1-пиперидинил, 2-пиперидинил, 3- пиперидинил, 4-морфолинил, 3-морфолинил, 1,8-диазаспиро-[4,5]децил, 1,7- диазаспиро[4,5]децил, 1,6-диазаспиро[4,5]децил, 2,8-диазаспиро[4,5]децил, 2,7- диазаспиро[4,5]децил, 2,6-диаза-спиро[4,5]децил, 1 ,8-диазаспиро[5,4]децил, 1,7- диазаспиро[5,4]децил, 2,8-диазаспиро-[5,4]децил, 2,7-диазаспиро[5,4]децил, 3,8- диазаспиро[5,4]децил, 3,7-диазаспиро[5,4]децил, 1-аза-7,11-диоксо-спиро[5,5]ундецил, 1,4-диазабицикло[2.2.2]окт-2-ил, тетрагидрофуран-2-ил, тетрагидрофуран-3-ил, тетрагидротиен-2-ил, тетрагидротиен-3-ил, 1-пиперазинил, 2-пиперазинил, и тому подобное.
Термин "полициклическая система" относится к бициклическому, трициклическому или полициклическому варианту циклоалкила или гетероциклоалкила, содержащему, по меньшей мере, одну двойную и/или тройную связь. Тем не менее алициклическая система не является ароматической или гетероароматической, то есть, отсутствует система сопряженных двойных связей или свободных пар электронов. Таким образом, максимально допустимое число двойных и/или тройных связей в алициклической системе определяется числом атомов в кольце, например, в циклической системе, имеющей до 5 атомов, алициклическая система содержит одну двойную связь, в циклической системе, имеющей 6 атомов, алициклическая система содержит до двух двойных связей. Таким образом, определенный ниже термин "циклоалкенил" является предпочтительным вариантом осуществления алициклической кольчатой системы. Алициклические системы необязательно являются замещенными.
Термин "замещенная или незамещенная гетероарильная группа" предпочтительно относится к пяти- или шестичленному ароматическому моноциклическому кольцу, в котором, по меньшей мере, один из атомов углерода заменен одним, 2, или 3 (для пятичленного кольца) или одним, 2, 3, или 4 (для шестичленного кольца) одинаковыми или различными гетероатомами, предпочтительно выбранными из О, N и S; к ароматической бициклической кольчатой системе, в которой 1, 2, 3, 4, 5 или 6 атомов углерода из 8, 9, 10, 11 или 12 атомов углерода заменены одинаковыми или различными гетероатомами, предпочтительно выбранными из О, N и S; или к ароматической трициклической кольчатой системе, в которой 1, 2, 3, 4, 5 или 6 атомов углерода из 13, 14, 15 или 16 атомов углерода заменены одинаковыми или различными гетероатомами, предпочтительно выбранными из О, N и S. Примерами являются фуранил, тиофенил, оксазолил, изоксазолил, 1,2,5-оксадиазолил, 1,2,3-оксадиазолил, пирролил, имидазолил, пиразолил, 1,2,3-триазолил, тиазолил, изотиазолил, 1,2,3,-тиадиазолил, 1 ,2,5-тиадиазолил, пиридинил, пиримидинил, пиразинил, 1,2,3-триазинил, 1,2,4- триазинил, 1,3,5-триазинил, 1-бензофуранил, 2-бензофуранил, индолил, изоиндолил, бензотиофенил, 2-бензотиофенил, 1Н-индазолил, бензимидазолил, бензоксазолил, индоксазинил, 2,1-бензизоксазолил, бензотиазолил, 1 ,2-бензизотиазолил, 2,1- бензизотиазолил, бензотриазолил, хинолинил, изохинолинил, 2,3-бензодиазинил, хиноксалинил, хиназолинил, 1,2,3-бензотриазинил, или 1 ,2,4-бензотриазинил. Кроме того, в понятие «замещенная или незамещенная гетероарильная группа» в рамках настоящего изобретения также входит замещенная или незамещенная гетероаралкильная группа. Термин "гетероаралкил" относится к алкильному фрагменту, который замещен гетероарилом, где термины алкил и гетероарил имеют указанные выше значения. Примером является (2-пиридинил)этил, (3 -пиридинил )эти л или (2-пиридинил)метил. Предпочтительная, в этом контексте алкильная цепь содержит от 1 до 8 атомов углерода, то есть, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, например, метил, этилметил, этил, пропил, изо-пропил, бутил, изо-бутил, втор-бутенил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил, октил. Гетероаралкильная группа необязательно является замещенной в алкильной и/или гетероарильной части группы. Предпочтительно гетероарил, присоединенный к алкильному фрагменту, представляет собой оксазолил, изоксазолил, 1,2,5-оксадиазолил, 1,2,3-оксадиазолил, пирролил, имидазолил, пиразолил, 1,2,3-триазолил, тиазолил, изотиазолил, 1,2,3,-тиадиазолил, 1,2,5- тиадиазолил, пиридинил, пиримидинил, пиразинил, 1,2,3-триазинил, 1 ,2,4-триазинил, 1,3,5-триазинил, 1-бензофуранил, 2-бензофуранил, индолил, изоиндолил, бензотиофенил, 2-бензотиофенил, 1Н-индазолил, бензимидазолил, бензоксазолил, индоксазинил, 2,1-бензизоксазолил, бензотиазолил, 1,2-бензизотиазолил, 2,1- бензизотиазолил, бензотриазолил, 2,3-бензодиазинил, хинолинил, изохинолинил, хиноксалинил, хиназолинил, 1,2,3-бензотриазинил, или 1,2,4-бензотриазинил.
Варианты осуществления включают радикалы: алкокси, циклоалкокси, арилокси, аралкокси, алкенилокси, циклоалкенилокси, алкинилокси, алкилтио, циклоалкилтио, арилтио, аралкилтио, алкенилтио, циклоалкенилтио, алкинилтио, алкиламино, циклоалкиламино, ариламино, аралкиламино, алкениламино, циклоалкениламино, алкиниламино. Другие варианты осуществления включают радикалы: гидроксиалкил, гидроксициклоалкил, гидроксиарил, гидроксиаралкил, гидроксиалкенил, гидроксициклоалкенил, гидроксиалкинил, меркаптоалкил, меркаптоциклоалкил, меркаптоарил, меркаптоаралкил, меркаптоалкенил, меркаптоциклоалкенил, меркаптоалкинил, аминоалкил, аминоциклоалкил, аминоарил, аминоаралкил, аминоалкенил, аминоциклоалкенил, аминоалкинил.
В другом варианте осуществления атомы водорода в алкильных, циклоалкильных, арильных, аралкильных, алкенильных, циклралкенильных, алкинильных радикалах могут быть замещены независимо друг от друга одним или несколькими атомами галогенов. Одним из радикалов является трифторметильный радикал.
Если два или более радикалов могут быть выбраны независимо друг от друга, то термин "независимо" означает, что эти радикалы могут быть одинаковыми или могут быть различными.
Термин "фармацевтически приемлемая соль" относится к соли соединения настоящего изобретения. Подходящие фармацевтически приемлемые соли соединения настоящего изобретения включают аддитивные соли кислот, которые могут быть получены например, путем смешивания раствора соединения настоящего изобретения с раствором фармацевтически приемлемой кислоты, такой как хлористоводородная кислота, серная кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, янтарная кислота, уксусная кислота, бензойная кислота, лимонная кислота, винная кислота, угольная кислота или фосфорная кислота. Кроме того, когда в соединениях согласно изобретению имеется кислотный фрагмент, их подходящие фармацевтически приемлемые соли могут включать соли щелочных металлов (например, соли натрия или соли калия); соли щёлочноземельных металлов (например, соли кальция или магния); и соли, образовавшиеся с подходящими органическими лигандами (например, аммонием, четвертичным аммонием и аминными катионами, образовавшимися с использованием таких противоионов, как галогенид, гидроксид, карбоксилат, сульфат, фосфат, нитрат, алкилсульфонат и арилсульфонат). Иллюстративные примеры фармацевтически приемлемых солей включают (но не ограничиваются): ацетат, адипинат, альгинат, аскорбат, аспартат, бензолсульфонат, бензоат, бикарбонат, бисульфат, битартрат, борат, бромид, бутират, кальциевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (эдетат), камфорат, камфорсульфонат, камсилат, карбонат, хлорид, цитрат, клавуланат, циклопентанпропионат, диглюконат, дигидрохлорид, додецилсульфат, эдетат, эдисилат, эстолат, эсилат, этансульфонат, формиат, фумарат, глюцептат, глюкогептонат, глюконат, глютамат, глицерофосфат, гликолиларсанилат, гемисульфат, гептаноат, гексаноат, гексилрезорцинат, гидрабамин, гидробромид, гидрохлорид, гидроиодид, 2-гидрокси-этансульфонат, гидроксинафтоат, иодид, изотионат, лактат, лактобионат, лаурат, лаурилсульфат, малат, малеат, малонат, манделат, мезилат, тетансульфонат, метилсульфат, мукат, 2-нафталинсульфонат, напсилат, никотинат, нитрат, соль Ν-метилглюкаминаммония, олеат, оксалат, памоат (эмбонат), пальмитат, пантотенат, пектинат, персульфат, 3-фенилпропионат, фосфат/дифосфат, пикрат, пивалат, полигалактуронат, пропионат, салицилат, стеарат, сульфат, субацетат, сукцинат, таннат, тартрат, теоклат, тозилат, триэтиодид, ундеканоат, валерат и тому подобное (например, смотрите статью Berge, S. М., и др., "Фармацевтические соли", Journal of Pharmaceutical Science, 1977, т. 66, с.1-19). Некоторые специфические соединения настоящего изобретения содержат основные, а также кислотные функциональные группы, что позволяет превращать эти соединения или в основные или в кислотные аддитивные соли.
Нейтральные формы соединений могут быть восстановлены путем контактирования соли с основанием или кислотой, с выделением исходного соединения традиционным способом. Исходная форма соединения отличается от различных солевых форм по некоторым физическим свойствам, таким как растворимость в полярных растворителях, однако в других отношениях, для целей настоящего изобретения, эти соли эквивалентны исходной форме соединения.
Кроме солевых форм, настоящее изобретение предоставляет соединения, которые находятся в форме пролекарства. Пролекарственные формы описанных здесь соединений представляют собой такие соединения, которые в физиологических условиях легко претерпевают химические изменения с образованием соединения формулы (I). Пролекарство является фармакологически активным или неактивным соединением, которое химически модифицируется за счет физиологического действия in vivo, такого как гидролиз, метаболизм и тому подобное, в соединение настоящего изобретения, после введения пролекарства пациенту. Кроме того, пролекарства могут быть превращены в соединения настоящего изобретения с помощью химических или биохимических методов в условиях вне организма Например, пролекарства можно медленно превратить в соединения настоящего изобретения под действием соответствующего фермента, помещенных в резервуаре трансдермального пластыря. Пригодность метода и методики, применяемые при получении и использовании пролекарств, хорошо известны специалистам в этой области техники. Общее рассмотрение пролекарств, включающих в себя сложные эфиры, дано в обзоре Svensson и Tunek, Drug Metabolism Reviews 16.5 (1988) и в книге Bundgaard, Design of Prodrugs, Elsevier (1985).
Соединения, а также исходные материалы для их получения согласно изобретению могут быть синтезированы с использованием способов и традиционных методик, известных специалистам в этой области техники, то есть, как описано в литературе (например в традиционных трудах, таких как Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Методы органической химии], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart), в реакционных условиях, которые известны специалистам в этой области техники и которые пригодны для указанных реакций. Кроме того, в настоящем изобретении могут быть использованы по-существу, известные варианты, которые не упомянуты здесь более подробно.
Некоторые соединения настоящего изобретения могут существовать в несольватированных формах, а также в сольватированных формах, в том числе в гидратированных формах. В общем, сольватированные формы эквивалентны несольватированным формам, причем предполагается, что они входят в объем настоящего изобретения. Некоторые соединения настоящего изобретения могут находиться в разнообразных кристаллических или аморфных формах. Обычно все физические формы являются эквивалентными для предполагаемого применения в настоящем изобретении, и предполагается, что они входят в объем настоящего изобретения.
Некоторые соединения настоящего изобретения имеют асимметричные атомы углерода (оптические центры) или двойные связи. Предполагается, что все рацематы, энантиомеры, диастереомеры, геометрические изомеры и индивидуальные изомеры входят в объем настоящего изобретения. Следовательно, соединения этого изобретения включают смеси стереоизомеров, особенно смеси энантиомеров, а также очищенных стереоизомеров, особенно очищенных энантиомеров или стереоизомерно обогащенных смесей, особенно энантиомерно обогащенных смесей. Кроме того, в объем изобретения входят индивидуальные изомеры соединений, представленных ниже формулами от (1) до (5), а также их любые полностью или частично сбалансированные смеси. Кроме того, настоящее изобретение включает в себя индивидуальные изомеры соединений, представленных ниже формулами, в виде смесей с их изомерами, в которых инвертированы один или несколько хиральных центров. Кроме того, следует понимать, что все таутомеры и смеси таутомеров соединений, соответствующих формулам (1) - (5), входят в объем соединений, соответствующих формулам (1) - (5), и предпочтительно по формуле и частичной формуле, соответствующим этой цели.
Полученные рацематы могут быть расщеплены на изомеры, по-существу известными механическими или химическими способами. Диастереомеры предпочтительно образуются из рацемической смеси путем взаимодействия с оптически активным расщепляющим агентом. Также выгодным является расщепление энантиомера с помощью колонки, заполненной оптически активным расщепляющим агентом.
Кроме того, расщепление диастереомера может быть осуществлено с использованием стандартных способов очистки, например, таких как хроматография или фракционная кристаллизация.
Соединения настоящего изобретения также могут иметь неестественные соотношения атомных изотопов для одного или нескольких атомов, которые входят в состав таких соединений. Например, эти соединения могут быть помечены радиоактивными изотопами, например, такими как тритий ( 3 Н), йод- 125 ( 125 Г) или углерод-14 (14С). Предполагается, что все изотопные разновидности соединений настоящего изобретения, (радиоактивные или нет), входят в объем защиты настоящего изобретения.
Сущность изобретения
Разработан ряд соединений, описываемых общей структурой (I), обладающих способностью к мягкому разобщению митохондрий. В основе изобретения лежит принцип саморегулируемой адресной доставки биологически активных веществ в митохондрии живой клетки за счет использования энергии электрохимического потенциала. Предполагается следующий механизм саморегуляции: соединения со структурой (I) в цитоплазме клетки взаимодействуют с протоном и приобретают положительный заряд. За счет этого заряда, а также липофильной природы этих соединений, они направляются в отрицательно заряженные митохондрии, где накапливаются согласно уравнению Нернста. Важно отметить, что функциональное состояние митохондрии (т.е. ее потенциал) будет определять концентрацию соединений со структурой (I). Именно это свойство соединений определяет их мягкую разобщающую активность, которая обеспечивает эффективное разобщение только митохондрий с высоким мембранным потенциалом. Проникая сквозь внутреннюю мембрану митохондрии, эти соединения увеличивают ее протонную проводимость, что стимулирует падение мембранного потенциала митохондрий. В матриксе митохондрий эти соединения депротонируются, и нейтральная форма разобщителя диффундирует из митохондрии обратно в цитоплазму.
Случайно, проводя эксперименты с соединениями со структурой (I), было обнаружено, что они обладают умеренной разобщающей активностью (см. экспериментальные примеры). Результаты наших экспериментов указывают на то, что наблюдаемый процесс разобщения зависит от митохондриального потенциала и не зависит от присутствия анионов жирных кислот (RCOO") - потенциальных участников процесса разобщения, локализованных на внешней поверхности митохондрий.
Соединения со структурой (I) схожи с другими классами катионных разобщителей соединений. Однако, известные до сих пор катионные разобщители вызывают неспецифическое увеличение проницаемости митохондриальной мембраны, что приводит к набуханию митохондрий, нарушению функционирования клетки и организма в целом (Shinohara Y, Bandou S, Кога S, Kitamura S, Inazumi S, Terada H. (1998), FEBS Lett. 428, 89-92.). Неожиданное и принципиальное отличие заявленной структуры заключается в том, что ее мягкое разобщающее действие является зависимым от электрохимического потенциала митохондрий и значительно преобладает над детергентными, или иными нежелательными побочными эффектами.
Общая формула соединений (I) следующая:
(X-Z)n+ (А)п- Структура (I)
и/или его восстановленная форма
где «X» - группа, представляющая собой замещенную или незамещенную углеводородную цепь длиной до 20 атомов углерода, при необходимости содержащую двойные или тройные связи, гетероатомы, такие как -S-, -Ν-, -О-, или имеющую возможные включения групп -С(0)0-, -С(О)-, -C(0)N(H)-;
«Ζ» - группа, способная протонироваться при физиологических значениях рН и обеспечивать адресную доставку всего соединения в митохондрии
«А» - противоион
«п» - целое число от 1 до 3
а также его таутомерные формы, сольваты, соли, изомеры или пролекарственные формы и фармакологически приемлемый носитель.
При этом комбинация X и Z в одном соединении должна:
а) быть способной к протонированию при значениях рН, характерных для цитоплазмы клеток, обладать рК в районе от 4 до 11 единиц;
б) обладать такой степенью липофильности, которая позволяет протонированной форме проникать в митохондрии;
в) обеспечивать зависимое от электрохимического потенциала проникновение в митохондрии;
г) быть способной к депротонированию в условиях слабощелочных значений рН, характерных для митохондриального матрикса;
д) быть способной к выходу из матрикса митохондрии в депротонированном виде. Предпочтительным соединением общей формулы (I) является следующая группа соединений со структурой (И):
Figure imgf000015_0001
Структура (II)
и/или его восстановленная форма,
где: R1 и R3 - атомы водорода, R2 и R4 независимо друг от друга атомы водорода или замещенные или незамещенные С1-С4 алкильные группы; R2, соединенный с R5; или же R4 с R6, образуют при этом замещенный или незамещенный 1,3-пропилен;
R5, R6, R7, и R8 - независимо друг от друга представляют собой атом водорода или метил;
«А» - фармакологически приемлемый анион;
«п» - целое число от 1 до 3.
Наиболее предпочтительными соединениями общей формулы (I) являются соединения формулы (1) - C10R19 и (2) - C12R19:
Figure imgf000016_0001
(1) - C10R19
Figure imgf000016_0002
(2) - C12R19
и/или их восстановленные формы, при том, что наряду с Вг" в качестве аниона может
•у быть выбран любой другой фармакологически приемлемый анион, такой как СГ, S04 " и др.;
Ключевым аспектом настоящего изобретения является фармацевтическая композиция, содержащая эффективное количество митохондриально адресованных протонофоров (то же что и соединения структуры (I)), предназначенная для профилактики или лечения определенных заболеваний человека и животных, при которых эффективным является мягкое разобщение митохондрий. Следует отметить, что медицинское назначение этой композиции (показания к применению), является важнейшим аспектом самой композиции, во многом определяющим ее состав, дозировку и режим применения и т.п.
Следующим аспектом настоящего изобретения является применение митохондриально адресованных протонофоров для изготовления фармацевтической композиции, предназначенной для профилактики или лечения заболеваний, при которых эффективной является стимуляция клеточного метаболизма, в том числе липидного.
Другим аспектом настоящего изобретения является применение митохондриально адресованных протонофоров для изготовления медицинских препаратов, предназначенных для профилактики и лечения сердечно-сосудистых патологий, в том числе атеросклероза, аритмий сердца, ишемической болезни сердца, инфаркта сердца, ишемии или инфаркта почки, мозгового инсульта, а также различных заболеваний и патологических состояний, являющихся следствием нарушений кровообращения или снабжения кислородом тканей и органов.
Аспектами настоящего изобретения являются также:
- применение митохондриально адресованных протонофоров для лечения патологических состояний, являющихся последствиями неишемических нарушений кровообращения, в том числе последствий геморрагической гиповолемии, вызванной разрушением сосудов или нарушением их проницаемости, а также гиповолемии, вызванная сосудорасширяющими препаратами;
- применение митохондриально адресованных протонофоров для лечения патологических состояний, являющихся последствиями неишемических нарушений кровообращения, в том числе гиповолемии, вызванной потерями воды через кожу, легкие, желудочно-кишечный тракт или почки, в том числе гиповолемии, спровоцированной мочегонными препаратами;
- применение митохондриально адресованных протонофоров для лечения последствий гипоксемической гипоксии, вызванной недостатком кислорода в артериальной крови, в том числе гипоксии, обусловленной недостатком кислорода во вдыхаемом воздухе;
- применение митохондриально адресованных протонофоров для лечения последствий анемической гипоксии, вызванной снижением кислородной емкости крови в силу падения в ней количества гемоглобина или изменения его состояния;
применение митохондриально адресованных протонофоров для предотвращения развития или лечения нежелательных изменений в клетках, тканях или органах, естественное крово- или кислородоснабжение которых ограничено или прекращено в ходе медицинского вмешательства, в том числе в ходе афереза, ограничения или прекращения кровоснабжения клеток, тканей или органов с целью их дальнейшей консервации и/или трансплантации, а также различных хирургических операций;
- применение митохондриально адресованных протонофоров для увеличения продолжительности жизни человека или животных, а также при заболевании, связанном со старением организма и усилением окислительного стресса;
- применение митохондриально адресованных протонофоров для борьбы с заболеваниями глаз, связанными с окислительным стрессом и/или массовой гибелью клеток сетчатки или других типов клеток, вовлеченных в процессы, обеспечивающие зрение;
- применение митохондриально адресованных протонофоров для лечения или профилактики заболеваний, связанных с массовой запрограммированной смертью клеток в тканях и органах, и и/или связанных с распространением в пораженной ткани сигналов, инициирующих запрограммированную гибель клеток;
применение митохондриально адресованных протонофоров для профилактики и/или лечения сердечно-сосудистых заболеваний, для которых показана ключевая роль запрограммированной гибели клетки, апоптоза или некроза;
применение митохондриально адресованных протонофоров в трансплантологии для борьбы с отторжением тканей и для сохранения трансплантационного материала;
- применение митохондриально адресованных протонофоров в косметологии, для преодоления последствий ожогов, улучшения заживания ран и хирургических швов;
- применение митохондриально адресованных протонофоров в биотехнологии для увеличения жизнеспособности клеток животных или человека культуре для исследовательских или технологических нужд;
митохондриально адресованных протонофоров для увеличения продуктивности животных, человеческих, растительных или грибковых клеток в культуре, при использовании для продукции фармакологических препаратов; белков; антител;
- применение митохондриально адресованных протонофоров для увеличения продуктивности целых растений, при использовании для продукции фармакологических препаратов: белков, антител;
-применение митохондриально адресованных протонофоров для лечения и профилактики психических и психологических расстройств, в том числе клинической депрессии и психозов;
-применение митохондриально адресованных протонофоров для лечения паразитических заболеваний человека и животных, вызванных грибками, трипаносомами, лейшманией, гельминтами и прочими паразитами;
-применение митохондриально адресованных протонофоров для подавления процесса сперматогенеза и использования в качестве мужских контрацептивных агентов;
Под заболеваниями, связанными с нарушениями клеточного метаболизма, понимаются: инсулинозависимый сахарный диабет, инсулинозависимый сахарный диабет с комой, инсулинозависимый сахарный диабет с кетоацидозом, инсулинозависимый сахарный диабет с поражением почек, инсулинозависимый сахарный диабет с поражением глаз, инсулинозависимый сахарный диабет с неврологическими осложнениями, инсулинозависимый сахарный диабет с нарушениями периферического кровообращения, инсулинозависимый сахарный диабет с множественными осложнениями, инсулинозависимый сахарный диабет без осложнений, инсулиннезависимый сахарный диабет, инсулиннезависимый сахарный диабет с комой, инсулиннезависимый сахарный диабет с кетоацидозом, инсулиннезависимый сахарный диабет с поражением почек, инсулиннезависимый сахарный диабет с поражением глаз, инсулиннезависимый сахарный диабет с неврологическими осложнениями, Инсулиннезависимый сахарный диабет с нарушениями периферического кровообращения, сахарный диабет, связанный с недостаточностью питания, локализованное отложение жира, ожирение, ожирение, обусловленное избыточным поступлением энергетических ресурсов, ожирение, вызванное приемом лекарственных средств, крайняя степень ожирения, сопровождаемая альвеолярной гиповентиляцией, гипервитаминоз А, гиперкаротинемия, синдром мегадоз витамина В6, гипервитаминоз D, последствия избыточности питания, нарушения обмена ароматических аминокислот, классическая фенилкетонурия, другие виды гиперфенилаланинемии, нарушения обмена тирозина, альбинизм, другие нарушения обмена ароматических кислот, нарушения обмена аминокислот с разветвленной цепью и обмена жирных кислот, болезнь "кленового сиропа", нарушение транспорта аминокислот, нарушение обмена серосодержащих аминокислот, нарушения обмена цикла мочевины, нарушения обмена лизина и гидроксилизина, нарушения обмена орнитина, нарушения обмена глицина, непереносимость лактозы, врожденная недостаточность лактозы, вторичная недостаточность лактазы, болезни накопления гликогена, нарушения обмена фруктозы, нарушения обмена галактозы, нарушения обмена пирувата и гликонеогенеза, нарушения обмена сфинголипидов и другие болезни накопления липидов, ганглизидоз-ОМ2, сфинголипидоз, липофусциноз нейронов, нарушения обмена гликозаминогликанов, мукополисахаридоз, тип I, мукополисахаридоз, тип II, нарушения обмена гликопротеинов, дефекты посттрансляционной модификации, дефекты деградации гликопротеидов, чистая гиперхолистеринемия, чистая гиперглицеридемия, смешанная гиперлипидемия, гиперхиломикронемия, недостаточность липопротеидов, нарушения обмена пуринов и пиримидинов, гиперурекимия без признаков воспалительного артрита и подагрических узлов, синдром Леша-Нихена, нарушения обмена порфирина и билирубина, наследственная эритропоэтическая порфирия, порфирия кожная медленная, дефекты каталазы и пероксидазы, синдром Жильберта, синдром Криглера-Наяйяра, нарушения минерального обмена, кистозный фиброз, амилоидоз, гиперосмолярность и гипернатриемия, гипоосмолярность и гипонатриемия, ацидоз, алкалоз, расстройства питания и нарушения обмена веществ при других болезнях.
Под ишемической болезнью сердца понимаются: стенокардия [грудная жаба], нестабильная стенокардия, нестабильная стенокардия с гипертензией, стенокардия с документально подтвержденным спазмом, стенокардия с документально подтвержденным спазмом с гипертензией, острый инфаркт миокарда, острый трансмуральный инфаркт передней стенки миокарда, острый трансмуральный инфаркт передней стенки миокарда с гипертензией, острый трансмуральный инфаркт нижней стенки миокарда, острый трансмуральный инфаркт нижней стенки миокарда с гипертензией, острый субэндокардиальный инфаркт миокарда, острый субэндокардиальный инфаркт миокарда с гипертензией, повторный инфаркт миокарда, повторный инфаркт нижней стенки миокарда, некоторые текущие осложнения острого инфаркта миокарда, гемоперикард как ближайшее осложнение острого инфаркта миокарда, дефект межпредсердной перегородки как текущее осложнение острого инфаркта миокарда, дефект межжелудочковой перегородки как текущее осложнение острого инфаркта миокарда, тромбоз предсердия, ушка предсердия и желудочка сердца как текущее осложнение острого инфаркта миокарда, другие формы острой ишемической болезни сердца, коронарный тромбоз, не приводящий к инфаркту миокарда, синдром Дресслера, синдром Дресслера с гипертензией, хроническая ишемическая болезнь сердца, атеросклеротическая сердечно-сосудистая болезнь, перенесенный в прошлом инфаркт миокарда, аневризма сердца, аневризма сердца с гипертензией, аневризма коронарной артерии, аневризма коронарной артерии с гипертензией, ишемическая кардиомиопатия, бессимптомная ишемия миокарда;
Под другими болезнями сердца понимаются: острый перикардит, острый неспецифический идиопатический перикардит, инфекционный перикардит, хронический адгезивный перикардит, хронический констриктивный перикардит, перикардиальный выпот (невоспалительный), острый и подострый эндокардит, острый и подострый инфекционный эндокардит, неревматические поражения митрального клапана, митральная (клапанная) недостаточность, пролапс [пролабирование] митрального клапана, неревматический стеноз митрального клапана, неревматические поражения аортального клапана, аортальный (клапанный) стеноз, аортальная (клапанная) недостаточность, неревматические поражения трехстворчатого клапана, неревматический стеноз трехстворчатого клапана, неревматическая недостаточность трехстворчатого клапана, неревматический стеноз трехстворчатого клапана, поражения клапана легочной артерии, стеноз клапана легочной артерии, недостаточность клапана легочной артерии, стеноз клапана легочной артерии с недостаточностью, острый миокардит, инфекционный миокардит, изолированный миокардит, кардиомиопатия, дилатационная кардиомиопатия, обструктивная гипертрофическая кардиомиопатия, эндомиокардиальная (эозинофильная) болезнь, эндокардиальный фиброэластоз, алкогольная кардиомиопатия, кардиомиопатия, обусловленная воздействием лекарственных средств и других внешних факторов, предсердно-желудочковая [атриовентрикулярная] блокада и блокада левой ножки пучка [Тиса], предсердно-желудочковая блокада первой степени, предсердно- желудочковая блокада второй степени, предсердно-желудочковая блокада полная, синдром преждевременного возбуждения, остановка сердца, остановка сердца с успешным восстановлением сердечной деятельности, пароксизмальная тахикардия, возвратная желудочковая аритмия, наджелудочковая тахикардия, желудочковая тахикардия, фибрилляция и трепетание предсердий, фибрилляция и трепетание желудочков, преждевременная деполяризация предсердий, преждевременная деполяризация желудочков, синдром слабости синусного узла, сердечная недостаточность, застойная сердечная недостаточность, левожелудочковая недостаточность, дегенерация миокарда.
Под мозговым инсультом понимаются как геморрагический и ишемический инсульты мозга, так их симптомы.
Под ишемией или инфарктом почки понимаются: узелковый периартериит, гранулематоз Вегенера, гемолитико-уремический синдром, идиопатическая тромбоцитопеническая пурпура, синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром), ишемия или инфаркт почечной артерии (внепочечной части), атеросклероз почки, врожденный стеноз почки, почка Гольдблатта, острый нефритический синдром, незначительные гломерулярные нарушения, очаговые и сегментарные гломерулярные повреждения, диффузный мембранозный гломерулонефрит, диффузный мезангиальный пролиферативный гломерулонефрит, диффузный эндокапилярный пролиферативный гломерулонефрит, диффузный мезангиокапилярный гломерулонефрит, болезнь плотного осадка, диффузный серповидный гломерулонефрит, быстро прогрессирующий нефритический синдром, рецидивирующая и устойчивая гематурия, хронический нефритический синдром, нефротический синдром, нефритический синдром.
Под различными патологиями зрения понимаются различные формы макулярной дегенерации (MD) и другие связанные с ней симптомы, а именно: атрофической (сухой) MD, экссудативной (влажной) MD, возрастной макулопатией (ARM), хороидальной неоваскуляризацией, отслоением пигментного эпителия сетчатки (PED), атрофией пигментного эпителия сетчатки (RPE). В понятие «макулярной дегенерации (MD)» также входят все болезни глаз, не относящиеся к возрастным изменениям организма человека, а именно: болезнь Беста или вителлиформ, болезнь Штаргардта, юношеская макулодистрофия, болезнь Бера, болезнь Сорсби, ячеистая дистрофия или болезнь Дойна. Под симптомами, связанными с макулярной дегенерацией понимаются друзы, окруженными беловато- желтоватыми пятнами, субмакулярный дисковидный рубец тканей, хороидальная неоваскуляризация, отслоение пигментного эпителия сетчатки (PED), атрофия пигментного эпителия сетчатки (RPE), анормальное разрастание кровеносных сосудов хороида, смазанная или нарушенная область зрения, центральная метрвой точкой, пигментными аномалиями, смешанным слоем тонкой грануляции, расположенной на внутренней стороне мембраны Бруха, утолщением и пониженной проницаемостью мембраны Бруха. Причины, вызывающие макулярную дегенерацию, включают, но не ограничены ими: генетической или физической травмой, болезнями, такими как диабет, или инфекции, в частности, бактериальные.
Под ранами и другими поверхностными повреждениями понимаются раны, связанные с повреждениями кожного эпителия, эпителия роговицы, поверхностей желудочно-кишечного тракта, эпителия легких и внутренних поверхностей сосудов печени, кровеносных сосудов, матки, влагалища, уретры или дыхательных путей, а также раны и другие поверхностные повреждения, связанные с длительными дефектами эпителия и рецидивными эпителиальными эрозиями, такие как: хирургические раны, эксцизионные раны, волдыри, язвы, другие поражения, ссадины, эрозии, рваные раны, порезы, гноящиеся раны, фурункулы и термические или химические ожоги. Раны могут быть вызваны как механическими повреждениями, так и получены в результате других заболеваний, таких как: диабет, дистрофия роговицы, уремия, недостаток питания, дефицит витаминов, ожирение, инфекция, иммунодефицит или осложнения, связанные с систематическим употреблением стероидов, радиационной терапией, нестероидных противовоспалительных препаратов и противораковых препаратов.
Под психическими и психологическими расстройствами подразумевается (и подробно описана в Международной Классификации Болезней 10-го пересмотра) клинически определенная группа симптомов или поведенческих признаков, которые в большинстве случаев причиняют страдание и препятствуют личностному функционированию, такими как клиническая депрессия, шизофрения, шизотипические и бредовые расстройства, невротические и поведенченские симптомы, расстройства личности и эмоциональные расстройства.
Под паразитическими заболеваниями понимаются заразные болезни, вызываемые простейшими (амебами, лейшманиями, лямблиями, плазмодиями, трипаносомами, балантидами, пневмоцистами, токсоплазмами и др.), паразитическими червями (гельминтами), членистоногими (насекомыми и клещами), патогенными микроорганизмами (бактериями, спирохетами, риккетсиями, патогенными грибками и вирусами.
Применение фармацевтических композиций, относящихся к настоящему изобретению, может быть как соматическим, так и местным. Методы назначения включают энтеральные, такие как оральный, сублингвальный и ректальный; местные, такие как чрезкожный, интрадермальный и окулодермальный, и парентеральные. Приемлемые парентеральные методы назначения включают инъекции, например, внутривенные, внутримышечные, подкожные, внутрибрюшинные, внутриартериальные и т.п. инъекции, и неинъекционные методы, такие как внутривлагалищные или назальные, а также метод введения фармацевтической композиции в виде покрытия ангиопластических стентов. Предпочтительно, соединения и фармацевтические композиции, относящиеся к настоящему изобретению, назначаются внутрибрюшинно, внутривенно, внутриартериально, парентерально или перорально. В частности, назначение может быть проведено в форме инъекций или таблеток, гранул, капсул или другой прессованной или сжатой формы.
При назначении соединения формулы (I) в виде фармацевтической композиции, соединение формулы (I) должно быть смешано по рецептуре с подходящим количеством фармацевтически приемлемого разбавителя или носителя, таким образом, чтобы иметь надлежащую форму для назначения пациенту. Термин «разбавитель» относится к разжижителю, вспомогательному лекарственному веществу, наполнителю или носителю, с которым соединение формулы (I) смешивается для назначения пациенту. Такими фармацевтическими носителями могут быть жидкости, такие как вода и масла, включая петролейные, животные, растительные и синтетические, такие как арахисовое масло, соевое масло, минеральное масло и подобные им масла. Фармацевтическими разбавителями могут быть физиологический раствор, смола акации, желатин, крахмал, тальк, кератин, коллоидное серебро, мочевина и т.д.
Также композиция может включать вспомогательные вещества, стабилизаторы, загустители, смазочные и окрашивающие агенты.
Соединения и композиции, относящиеся к настоящему изобретению, могут быть назначены в виде капсул, таблеток, пилюль, подушечек, гранул, сиропов, эликсиров, растворов, суспензий, эмульсий, суппозиториев или составов с замедленным высвобождением, или в любой другой форме, подходящей для назначения пациенту. Одним из аспектов настоящего изобретения является применение соединений формулы (I) и композиций в виде растворов для перорального, и внутрибрюшинного, внутриартериального и внутривенного назначения.
Терапевтически эффективное количество соединения формулы (I), требующееся для лечения частного заболевания или симптома, зависит от природы заболевания или симптома и метода назначения, и должно быть определено при консультации с лечащим врачом. Приемлемые дозы при назначении перорально составляют от 0,025 до 120000 мкг/кг веса тела пациента, более предпочтительно 25 мкг/кг веса тела пациента и наиболее предпочтительно 50 мкг/кг веса тела пациента. Приемлемые дозы при назначении внутривенно составляют от 0,1 до 10000 мкг/кг веса тела пациента, более предпочтительно 25 мкг/кг веса тела пациента и наиболее предпочтительно 125 мкг/кг веса тела пациента.
Для оптимальной защиты клеток, тканей и органов соединение формулы (I) в виде фармацевтической композиции вводят за 6-48 часов (оптимально за 24 часа) до ишемического воздействия.
Примеры приемлемых фармацевтических композиций для перорального применения:
Фармацевтическая композиция - 1 - желатиновые капсулы:
Ингредиент Количество (мг/капсула)
Соединение формулы (I) 0,0015-1000
Крахмал 0-650
Крахмал порошок 0-650
Жидкий силикон 0-15
Фармацевтическая композиция - 2— таблетки:
Ингредиент Количество (мг/капсула)
Соединение формулы (I) 0,0015-1000
Микрокристаллическая целлюлоза 200-650
Кремния диоксид порошок 10-650
Стеариновая кислота 5-15
Фармацевтическая композиция - 3 - таблетки:
Ингредиент Количество (мг/капсула)
Соединение формулы (I) 0,0015-1000
Крахмал 45
Микрокристаллическая целлюлоза 35
Поливинилпирролидон (10%-ный водный 4
раствор)
Карбоксиметилцеллюлоза, натриевая соль 4.5
Тальк 1
Магния Стеарат 0.5 Фармацевтическая композиция - 4 - суспензии:
Figure imgf000026_0001
Пример приемлемой фармацевтической композиции в виде раствора для внутрибрюшинного, внутриартериального и внутривенного применения (рН 6.5):
Figure imgf000026_0002
Пример приемлемой фармацевтической композиции для применения суппозиториев:
Figure imgf000026_0003
Краткое описание фигур
Фиг. 1. A. C12R19, но не C12RB индуцирует образование диффузионного потенциала ионов водорода на плоской билипидной мембране, приготовленной из DPhPC. Концентрации C12R19 и C12RB составляют 1 μΜ. pH_cis=7, pH_trans=8. Б. Образование потенциала при создании градиента проникающих катионов C12RB и C12R19 (1 μΜ с cis стороны) при одинаковых рН с двух сторон (рН = 7).
Фиг. 2. А. Рассеяние градиента рН на мембранах липосом, нагруженных пиранином, под действием C12R19 и C12RB. Внутрилипосомальный рН оценивался по отношению уровня флуоресценции при 455 нм и 505 нм (возбуждение 410 нм). 1 μΜ нигерицина добавлялся на 550 секунде для окончательного выравнивания рН. Кривая Control была с C12R19 но без валиномицина. Концентрации: C12R19 (150 пМ), C12RB (150 пМ), валиномицин (10 пМ), липид (75 μΜ). Б. Зависимость эффекта от длины алкильного хвоста. Контрольная кривая соответствует добавке 10 пМ валиномицина без протонофоров. Использовался буфер 10 mM MES, 10 тМ MOPS, 10 тМ TRICINE, 0.1 М КС1, рН 8.
Фиг.З. Сравнение свойств C12R19 и C12RB по относительной скорости потребления кислорода целыми клетками дрожжей Saccharomyces cerevisiae (А) и скорости роста дрожжей (Б). V Vo соответствует отношению скоростей поглощения кислорода после и до добавления разобщителя. Скорость роста определяли как количество КОЕ (колония образующих единиц) в суспензионной культуре клеток, инкубировавшихся в течение 2 часов в присутствии указанной концентрации производной родамина.
Фиг.4. Сравнение стимуляции дыхания и подавления роста: (А) катионного (C12R19); и (Б) анионного (FCCP) разобщителей на клетках дрожжей Saccharomyces cerevisiae, выращенных на несбраживаемом субстрате (глицерине). Стимуляцию дыхания оценивали по соотношению скорости поглощения кислорода в присутствии разобщителя (V) к начальной скорости (V0). Скорость роста оценивали по увеличению количества клеток за заданный интервал времени. За 100% принимали скорость роста в отсутствии разобщителя.
Фиг.5 Сравнение устойчивости клеток дрожжей к 80 мкМ амиодарону в присутствии различных концентраций анионного (FCCP) и катионного (C12R19) разобщителей.
Фиг.6 . Уровень креатинина в крови крыс при индуцированном рабдомиолизе. Столбик гистограммы «контроль» указывает уровень креатинина у контрольной группы животных; «рабдо» - уровень креатинина у животных при рабдомиолизе; «pa6flo+C12-R19» - уровень креатинина у животных при рабдомиолизе и терапии C12R19. Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка измерения.
Фиг.7 . Результаты поведенческих тестов крыс до, и на первые сутки после индукции ишемии. Столбик «Базовая линия» указывает итоговый балл животных до операции; «ЛО» - баллы у ложнооперированных животных; «Ишемия+физ р-р» - баллы у ишемизированных животных без лечения, с физиологическим раствором вместо препарата; «Ишемия +C12R19 0,1 мкМ» и «Ишемия +C12R19 2 мкМ»- баллы у ишемизированных животных на фоне лечения препаратом C12R19 в указанных концентрациях. Статистически значимое (р<0,01) снижение выраженности неврологического дефицита у крыс получавших C12R19, обозначено «**».
Осуществление изобретения
Ниже приведены ряд экспериментальных примеров, чтобы проиллюстрировать возможность осуществления изобретения, в частности, действие веществ, отвечающих структуре (I), в соответствии с изобретением. Эти примеры призваны лишь подтвердить обоснованность притязаний и не должны восприниматься как ограничивающие область его использования или применения.
Экспериментальные примеры
1) Синтез веществ структуры (I) C12R19 и C10R19.
Додециловый эфир родамина 19 (C12R19, 1) и дециловый эфир родамина 19 (C10R19, 2) получали путем ацилирования додецилбромида (3) или децилбромида (4), соответственно, предварительно полученной из родамина 19 (5) его цезиевой солью 6). (Схема 1).
Figure imgf000028_0001
1: п
2: п
Методики Бромид децил-2-[(ЗЕ)-6-(этиламино)-3-(этилимино)-2,7-диметил-ЗН-ксантен-9- ил]бензоата (С 1 OR 19).
ИЛИ
Бромид децилового эфира родамина 19 (C10R19).
Cs-соль родамина 19. К раствору родамина 19 (240 мг, 0.53 ммоль) в 6 мл метанола добавили 1 мл 2 н. водного раствора карбоната цезия, раствор нагрели до кипения, затем охладили до 4 °С и оставили при этой температуре на 12 ч. Вьшавший осадок отфильтровали, промыли холодным метанолом и сушили в вакууме при 60 °С. Получили цезиевую соль родамина 19 в виде темно-фиолетового твердого вещества (238 мг, 0.435 ммоль, выход 82%).
Смесь Cs-соли родамина 19 (137 мг, 0.25 ммоль) и 1-бромдекана (78 мкл, 83 мг, 0.375 ммоль) в 1 мл ДМФА вьщерживали в запаянной ампуле при температуре 60 °С в течение 72 ч. Удаляли растворитель в вакууме, остаток подвергали очистке с помощью колоночной хроматографии на силикагеле в системе хлороформ - метанол (4:1, v/v). Получили продукт в виде темно-красного твердого вещества (135 мг, 0.243 ммоль, 97.2%). ТСХ: R/ (СН3С1 - iProOH - СН3ОН - АсОН - Н20, 80:15:8:3:1) 0.25; Rf (СН2С12 - СН3ОН, 9:1) 0.32; ВЭЖХ: tR = 5.195 мин (70-95 % В за 11 мин; А: 0.05% водн. ТФУ; В: 0.05% ТФУ в MeCN; ESI MS: m/z (MH+) рассчитано для C36H46N2O3: 554.35, найдено: 555.39; УФ (С2Н5ОН): ТАХ 248, 348, 528 нм (ε = 76000 см ^М 1); Флуоресценция (СН3ОН): λΕχ 528 нм, ХЕМ 547 нм.
Figure imgf000029_0001
ЯМР Ή (400.13 МГц, CDC13, м.д.): 0.9 (т., ЗН, 38 - СН3); 1.3 (м., 22Н, 1.17, 30-37 - 2СН3, 8СН2); 2.37 (с, 6Н, 6 и 19 - 2СН3); 3.64 (м., 4Н, 2 и 16 - 2СН2); 4.0 ( т., 2Н, 29 - СН2); 6.69 (с, 2Н, 7 и 20 - 2СН); 6.79 (с, 2Н, 13 и 10 - 2СН); 7.45 (м., 2Н, 3 и 15 - 2NH); 7.8 (м., 2Н, 24 и 25 - 2СН); 8.37 ( д., 1Н, 26 - СН).
ЯМР ,3С (100.61 МГц, СОС13, м.д.): 13.94 (1 и 17 - 2СН3), 14.16 ( 38 - СН3); 18.89 (6 и 19 - 2СН3); 22-32 (30-37 - 8СН2); 38.44 (2 и 16 - 2СН2); 65.82 (29 - СН2); 93.68 (7 и 20 - 2СН); 113.39 (С8 и С21); 126.29 (С5 и Ci8); 128.43 (10 и 13 - 2СН); 130.07 и 130.14 (23 И 24 - 2СН); 130.30 (Си); 131.37 (26 - CH); 132.78 (25 - СН); 133.99 - (С27); 155.96 (С4 и См); 156.80 (С22); 157.10 ( С9 и Cj2); 165.26 (28 - СО).
Бромид додецил-2-[(ЗЕ)-6-(этиламино)-3-(этилимино)-2,7-диметил-ЗН-ксантен-9- ил]бензоата (C12R19)
ИЛИ
Бромид додецилового эфира родамина 19 (C12R19) был получен согласно методике, приведенной для C10R19, исходя из цезиевой соли родамина 19 (70 мг, 0.128 ммоль) и 1-бромдо декана (46 мкл, 48 мг, 0.192 ммоль) в 1.5 мл ДМФА. Продукт выделяли колоночной хроматографией на силикагеле в системе хлороформ - метанол (9: 1, v/v), получили темно-красное твердое вещество (80 мг, 0.12 ммоль, 94%). ТСХ: Rf (СН3С1 - iPrOH - СН3ОН - АсОН - Н20, 80: 15:8:3: 1) 0.36; i?/(CH2Cl2 - СН3ОН, 9: 1) 0.37; ВЭЖХ: tR = 7.159 мин (70-95 % В за 1 1 мин; А: 0.05% вода. ТФУ; В: 0.05% ТФУ в MeCN; ESI MS: m/z (MH+) рассчитано для C38H5oN203: 582.38, найдено: 583.59; УФ (С2Н5ОН): ХТАХ 248, 348, 528 нм (ε = 76000 см''*М"'); Флуоресценция (СН3ОН): λεχ 528 нм, ХЕМ 547 нм.
Figure imgf000030_0001
ЯМР 1H (400.13 МГц, CDC13, м.д): 0.85 (т., ЗН, 40 - СН3); 1.15 (м., 20Н, 30-39 - 10СН2 ); 1.38 (т., 6Н, 1 и 17 - 2СН3); 2.27 (с, 6Н, 6 и 19 - 2СН3); 3.56 (м., 4Н, 2 и 16 - 2СН2); 3.94 (т., 2Н, 29 - СН2); 6.66 (с, 2Н, 7 и 20 - 2СН); 6.75 (м., 4Н, 10, 13 и 3 и 15 - 2СН и 2NH); 7.25 (д., 1Н - 23 СН); 7.77 (м., 2Н - 24 и 25 - 2СН); 8.22 (д., 1Н, 26 - СН).
ЯМР 13С (100.61 МГц, CDC13, м.д.): 14.04 (1 и 17 - 2СН3), 14.13 (40 - СН3); 19.04 (6 и 19 - 2СН3); 22-32 (30-39 - 10СН2); 38.48 (2 и 16 - 2СН2); 65.84 (29 - СН2); 93.92 (7 и 20 - 2СН); 1 13.61 (С8 и С21); 126.12 (С5 и Ci8); 128.61 (10 и 13 - 2СН); 130.13 и 130.17 (23 и 24 - 2СН); 130.17 (С„) ; 131.37 (26 - СН); 132.83 (25 - СН); 133.86 - (С27); 155.85 (С4 и С14); 157.43 (С22); 157.2 (G, и С12); 165.20 (28 - СО). 2) Исследование протонофорной активности катионных разобщителей на модели черной мембраны
Для тестирования проникающей способности митохондриально-адресованных соединений отвечающих структуре (I) был использован метод, основанный на способности ионов проникать сквозь бислойную фосфолипидную мембрану, двигаясь по градиенту концентрации. Бислойная мембрана разделяет две камеры, заполненные водным раствором, в одну из них добавляется исследуемое вещество. Если заряженное вещество способно проникать через бислойную мембрану, то происходит его быстрая диффузия из камеры с высокой концентрации в камеру с низкой концентрации вещества, при этом на мембране образуется разность потенциалов. Для ионов, несущих один заряд и способных свободно проникать через мембрану, десятикратный градиент концентраций позволяет образовывать потенциал около 60 мВ при комнатной температура и идеальной проницаемости (согласно уравнению Нернста).
Данная методика применялась в различных исследованиях по изучению способности ионов проникать сквозь билипидную мембрану и подробно описана в статье Starkov АА, Bloch DA, Chernyak BV, Dedukhova VI, Mansurova SA, Symonyan RA, Vygodina TV, Skulachev VP, 1997, Biochem. Biophys Acta, 1318, 159-172. С помощью этого метода было протестировано C12-R19 (соединение структуры (I)).
На фигуре 1 показаны результаты измерения диффузионного потенциала (ΔΨ) на липидном бислое, сформированном из липида дифитаноилфосфатидилхолина, при различных рН с двух сторон мембраны. Как известно, добавление протонофора к такой системе должно приводить к образованию электрического потенциала за счет потока ионов водорода. На фигуре 1А показано, что C12R19 но не C12RB может генерировать потенциал в такой системе. Кроме того были поставлены опыты по генерации потенциала при создании градиентов самих проникающих катионов и было показано, что C12RB индуцировал потенциал при добавлении с одной стороны (фигура 1Б), тогда как C12R19 - нет. Это можно объяснить шунтированием потенциала в силу индукции протонной проводимости в присутствии C12R19.
3) Рассеяние градиента рН на мембранах липосом, нагруженных пиранином, под действием катионных разобщителей.
На фигуре 2А показана кинетика диссипации градиента рН на мембранах липосом под действием 0.15 μΜ C12R19 или C12RB. Данная методика применялась в различных исследованиях по изучению протонофорной способности и подробно описана в статье Chen Y, Schindler М, Simon SM (1999) J Biol Chem 274:18364-18373. Добавление C12R19 приводило к существенным изменениям внутрилипосомного рН в минутной шкале времени, что говорит о протонофорной активности (фигура 2А, кривая C12R19). FCCP обладал заметно большей активностью (данные не приведены). Существенно, что C12RB практически не обладал активность в данной системе (фигура 2 А, кривая C12RB). Данные измерения проводили в присутствии валиномицина, который является К+-ионофором. В отсутствии валиномицина изменений рН не происходило, как показано на примере действия C12R19 на Рис.1, кривая "control". Возможно, этот эффект связан с образованием на мембране электрического потенциала, который препятствует транспорту протонов без валиномицина. Контрольные эксперименты показали, что сам по себе валиномицин не индуцирует потока протонов на липосомах (данные не приведены).
На фигуре 2Б приведено действие алкил-производных родамина 19, имеющих разную длину хвоста. Наблюдается оптимум при длине хвоста 10-12 углеродных атомов.
Разницу в протонофорном действии между C12R19 и C12RB следует искать в различиях в структурах данных двух родаминов (соответственно родаминов 19 и Б). Катионная группа родамина 19 содержит протонируемые атомы азота тогда как родамин Б лишен таких атомов. Этим, по-видимому, и объясняется различие в протонофорной активности.
Таким образом, было показано, что C12R19 обладает протонофорной активностью.
3) Сравнение разобщающих свойств C12R19 и C12RB по скорости поглощения кислорода целыми клетками дрожжей.
Стимуляция дыхания целых клеток дрожжей отражает разобщающие свойства исследуемого вещества. Как видно на фигуре ЗА, добавление C12RB в суспензию клеток приводило к значительному увеличении скорости дыхания при концентрации 4 мкМ, однако дальнейшее увеличение концентрации вызывало ингибирование дыхания. В то же время добавление C12R19 не снижало скорости дыхания вплоть до концентрации 15 мкМ.
В аналогичных условиях были поставлены опыты, определяющие скорость роста дрожжей в присутствии заданной концентрации разобщителя. Как видно на фигуре ЗБ, в присутствии 5 мкМ C12R19 не наблюдается заметного снижения скорости роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
На фигуре 4 продемонстрировано преимущество C12R19 перед классическими анинонными разобщителями (FCCP) в данной системе: в широком диапазоне концентраций C12R19 увеличивает скорость дыхания не подавляя роста дрожжей (фигура 4А), в отличие от FCCP (фигура 4Б).
Таким образом, нам удалось показать, что для C12R19 есть определенный диапазон концентраций, включающий в себя концентрацию 5 мкМ, в котором наблюдается заметная стимуляция скорости дыхания целых клеток дрожжей, а следовательно и снижение трансмембранного потенциала на внутренней мембране митохондрий. Согласно литературным данным, снижение трансмембранного потенциала коррелирует со снижением скорости образования активных форм кислорода митохондриями. Таким образом мы заключаем, что микромолярные концентрации C12R19 снижают трансмембранный потенциал, но не вызывают полного подавления окислительного фосфорилирования, что следует из отсутствия снижения скорости роста клеток.
4) Катионный разобщитель C12R19 предотвращает гибель клеток дрожжей, вызванную амиодароном.
Как нами было показано (Pozniakovsky AI, Knorre DA, Markova OV, Hyman AA, Skulachev VP, Severin FF. Role of mitochondria in the pheromone- and amiodarone- induced programmed death of yeast. J Cell Biol. 2005; 68(2); 257-69.), разобщитель FCCP предотвращает гибель клеток дрожжей, вызванную амиодароном. По всей видимости это происходит из-за того, что снижается трансмембранный потенциал митохондрий и, как следствие, скорость образования активных форм кислорода дыхательной цепью уменьшается. Мы предположили, что катионные разобщители (C12R19), будут эффективны в этой системе, причем диапазон концентраций в котором они будут работать окажется выше, чем для анионных разобщителей. Для того, чтобы проверить это мы сравнили выживаемость клеток дрожжей, обработанных 80 мкМ амиодароном в присутствии 1-10000 нмоль/литр FCCP и C12R19. Как видно из фигуры 5, C12R19 начинает защищает клетки от амиодарона в диапазоне концентраций от 1 до 1000 нмоль/литр. В то же время FCCP работал только в диапазоне концентраций от 2,5 до 100 нмоль/литр. Таким образом концентрационный диапазон катионного разобщителя в этой системе как минимимум на порядок выше, чем в случае FCCP. При этом следует учесть, что эффективность разобщения FCCP, если ее оценивать по скорости поглощения кислорода целыми клетками дрожжей Saccharomyces cerevisiae значительно выше, чем таковая у C12R19.
5) Улучшение функций почки при рабдомиолизе при применениии C12R19.
Индукцию рабдомиолиза проводили по стандартной методике введением 50%- ного водного раствора глицерина (ICN, США) в мышцы ног крысы. На вторые сутки после ишемии забирали образцы крови животных. В крови определяли концентрацию креатинина, используя анализатор крови CellTac (Nihon Kohben). Эксперименты по моделированию рабдомиолиза проводили минимум на 8 животных в каждой группе. Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартная ошибка измерения.
Исследование динамики развития острой почечной недостаточности при рабдомиолизе показало, что в первые 2 сут происходит развитие тяжелой почечной недостаточности, что выражается в повышении в крови концентрации продуктов азотного обмена, в частности креатинина, которое достигает своего пика на вторые сутки. Для терапии использовали следующую схему введения C12R19: внутрибрюпшнное введение препарата через 1 ч после индукции рабдомиолиза и далее трижды через каждые 12 ч в дозе 100 нмоль/кг на одну инъекцию. Таким образом, суммарно животное получало 400 нмоль/кг C12R19. На фигуре 6 продемонстрирован результат при лечении C12R19 по указанной схеме: через 48 ч после введения глицерина наблюдалось снижение уровня креатинина в крови по сравнению с рабдомиолизом без лечения.
6) Влияние предобработки SkQRl на размер пораженной зоны мозга и
неврологический дефицит ишемизированных крыс.
Ишемию головного мозга крысы вызывали введением покрытой силиконом нейлоновой нити в среднюю мозговую артерию. Перекрытие кровотока сохранялось в течение 60 мин, после чего нить извлекали из сосуда, восстанавливая кровоснабжение в бассейне средней мозговой артерии. Во время и после операции температура тела животного поддерживалась на уровне 37°С. Ложнооперируемые животные подвергались тем же процедурам, за исключением перерезания сосудов и введения нити. Объем инфаркта головного мозга определяли на первые сутки для изучения нейропротекторного действия препаратов. Эта оценка проводилась морфометрическим анализом цифровых изображений, полученных методом магнитно-резонансной томографии (МРТ). Все МРТ эксперименты были выполнены на приборе BioSpec 70/30 (Bruker, Германия) с индукцией магнитного поля 7 Тл и градиентной системой 105 мТл/м. Поведенческие тесты проводили за 1 сут до начала операции и на первые сутки после индукции ишемии. Для оценки неврологических нарушений, вызванных перекрытием средней мозговой артерии, использовали 14- бальную шкалу (De Ryck М., Van Reempts J., Borgers M., Wauquier A, Janssen PA. Photochemical stroke model: flunarizine prevents sensorimotor deficits after neocortical infarcts in rats. Stroke 1989; 20; 1383-1390.).
Итоговый балл в ней формируется как сумма баллов в 7 тестах, оценивающих ответ задних и передних конечностей на тактильную и проприоцептивную стимуляцию, наличия определенных рефлексов. Для оценки нарушений в работе конечностей использовали следующую систему подсчета: 2 балла - крыса полностью выполняла испытание, 1 балл - крыса выполняла испытание с задержкой более 2 с и/или не полностью, 0 баллов - крыса не отвечала на стимулирование конечности.
C12R19 вводили крысам внутрибрюшинно за 24 ч до индукции ишемии в дозе 100нмоль/кг.
Через 1 сутки после операции у крыс определяли неврологический дефицит в тесте «Стимулирования конечностей» и проводили магнитно-резонансное исследование головного мозга. Морфометрический анализ ишемической области по магнитно-резонансным Т2-взвешенным изображениям показал, что введение C12R19 вызьшало снижение объема ишемического повреждения до 80,4±11,5% по сравнение с животными, получавших физиологический раствор 100±8,6%. Также происходило статистически значимое снижение выраженности неврологического дефицита у крыс получавших C12R19, которые набирали 5,3±1,1 балла по сравнению с контрольными крысами 2,0±0,2 балла (р<0,01) (Фигура 7).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Композиция, содержащая терапевтически эффективное количество соединения формулы (I), для повышения протонной проводимости биологических мембран:
(X-Z)n+ (А)" формула (I) и/или его восстановленная форма, где
«X» - группа, представляющая собой замещенную или незамещенную углеводородную цепь длиной до 20 атомов углерода, при необходимости содержащую двойные или тройные связи, гетероатомы, такие как -S-, -Ν-, -О-, или имеющую возможные включения групп -С(0)0-, -С(О)-, -C(0)N(H)-;
«Ζ» - группа, способная протонироваться при физиологических значениях рН и обеспечивать адресную доставку всего соединения в митохондрии;
«А» - противоион
«п» - целое число от 1 до 3, а также его таутомерные формы, сольваты, соли, изомеры или пролекарственные формы, при этом комбинация X и Z в одном соединении должна: а) быть способной к протонированию при значениях рН, характерных для цитоплазмы клеток, обладать рК в районе от 4 до 11 единиц; б) обладать такой степенью липофильности, которая позволяет протонированной форме проникать в митохондрии; в) обеспечивать зависимое от электрохимического потенциала проникновение в митохондрии; г) быть способной к депротонированию в условиях слабощелочных значений рН, характерных для митохондриального матрикса; д) быть способной к выходу из матрикса митохондрии
депротонированном виде, за исключением случаев, когда соединением формулы (I) является C12R19:
вг
Figure imgf000037_0001
2. Композиция по п. 1, в которой соединение структуры (I), представляет собой соединение формулы (II):
структура (II)
Figure imgf000037_0002
и/или его восстановленная форма, где:
R1 и R3 - атомы водорода, R2 и R4 независимо друг от друга атомы водорода или замещенные или незамещенные С1-С4 алкильные группы; R2, соединенный с R5; или же R4 с R6, образуют при этом замещенный или незамещенный 1,3-пропилен; R5, R6, R7, и R8 - независимо друг от друга представляют собой атом водорода или метил;
«А» - фармакологически приемлемый анион; «п» - целое число от 1 до 3, исключением случаев, когда соединением формулы (I) является C12R19:
вг
Figure imgf000038_0001
3. Композиция по п. 2, в которой соединение структуры (И) представляет собой соединение формулы (1):
(1) - C10R19
Figure imgf000038_0002
и/или его восстановленные формы, при том, что наряду с Вг" в качестве аниона может быть выбран любой другой фармакологически приемлемый анион.
4. Композиция, содержащая терапевтически эффективное количество соединения C12R19 : "
Figure imgf000039_0001
и/или его восстановленные формы, при том, что наряду с Вг" в качестве аниона может быть выбран любой другой фармакологически приемлемый анион.
5. Применение композиций по п.п. 1-4 для изготовления фармацевтической композиции для снижения количества свободных радикалов и активных форм кислорода в клетке.
6. Применение композиций по п.п. 1-4 для изготовления фармацевтической композиции для стимуляции клеточного метаболизма.
7. Применение по п.п. 5-6, в случаях, когда клетка, будучи нормальной, или раковой, или стволовой клеткой, находится в организме человека или другого млекопитающего; является растительной клеткой и/или находится в составе растения на любой стадии его развития, в том числе и генетически модифицированного; находится в культуре растительных клеток или протопластов; является грибковой клеткой и/или находится в культуре грибковых клеток; в том числе, когда необходимо увеличение жизнеспособности и/или продуктивности клеток-продуцентов препаратов, фармакологически применимых белков, пептидов, антител.
8. Применение по п. 7 при лечении ожирения, включая его патологические формы, а также болезней связанных с нарушение метаболизма
9. Применение по п. 7 при лечении диабета, осложнений, вызванных диабетом, а также сопутствующих ему заболеваний
10. Применение по п. 7 при лечении заболевания, при котором полезным является снижение количества свободных радикалов и активных форм кислорода в организме.
11. Применение по п. 7 при защите здоровых клеток от повреждения во время химиотерапии, радиотерапии или фотодинамической терапии рака; во время обеззараживания крови или другой субстанции, содержащей здоровые клеточные элементы при помощи свободных радикалов, активных форм кислорода или веществ их образующих.
12. Применение по п. 7 при косметических процедурах, при заживлении хирургических швов, при предотвращении поражения здоровых тканей во время хирургических операций, заживлении или предотвращении ожогового поражения тканей, при воспалениях, при сохранении трансплантационного материала, при борьбе с отторжением трансплантируемых тканей и органов.
13. Применение композиции по любому из п.п. 1-4 для увеличения продолжительности жизни организма, борьбы со старением; в том числе, применение в комбинации с гормональной терапией, в частности в комбинации с гормонами эпофиза, щитовидной железы, в том числе с дигидроэпиандростероном или мелатонином.
14. Соединение общей формулы (III)
(X-Z)n+ (А)" формула (III) и/или его восстановленная форма, где
«X» - группа, представляющая собой замещенную или незамещенную углеводородную цепь длиной до 20 атомов углерода, при необходимости, содержащую двойные или тройные связи, гетероатомы, такие как -S-, -Ν-, -О-, или имеющую возможные включения групп -С(0)0-, -С(О)-, -C(0)N(H)-;
«Ζ» - группа, способная протонироваться при физиологических значениях рН и обеспечивать адресную доставку всего соединения в митохондрии;
«А» - противоион
«п» - целое число от 1 до 3, а также его таутомерные формы, сольваты, соли, изомеры или пролекарственные формы, при этом комбинация X и Z в одном соединении должна: а) быть способной к протонированию при значениях рН, характерных для цитоплазмы клеток, обладать рК в районе от 4 до 11 единиц; б) обладать такой степенью липофильности, которая позволяет протонированной форме проникать в митохондрии; в) обеспечивать зависимое от электрохимического потенциала проникновение в митохондрии; г) быть способной к депротонированию в условиях слабощелочных значений рН, характерных для митохондриального матрикса; д) быть способной к выходу из матрикса митохондрии в депротонированном виде.
PCT/RU2010/000353 2010-06-24 2010-06-24 Мягкие катионные митохондриальные разобщители WO2011162633A1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10853755.6A EP2586776A4 (en) 2010-06-24 2010-06-24 MITOCHONDRIAL ISOLATORS CATIONIC MOUS
US13/806,610 US20130203843A1 (en) 2010-06-24 2010-06-24 Mild cationic mitochondrial uncouplers
PCT/RU2010/000353 WO2011162633A1 (ru) 2010-06-24 2010-06-24 Мягкие катионные митохондриальные разобщители
CN2010800682693A CN103168036A (zh) 2010-06-24 2010-06-24 温和的阳离子线粒体解偶联剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2010/000353 WO2011162633A1 (ru) 2010-06-24 2010-06-24 Мягкие катионные митохондриальные разобщители

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011162633A1 true WO2011162633A1 (ru) 2011-12-29

Family

ID=45371630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000353 WO2011162633A1 (ru) 2010-06-24 2010-06-24 Мягкие катионные митохондриальные разобщители

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20130203843A1 (ru)
EP (1) EP2586776A4 (ru)
CN (1) CN103168036A (ru)
WO (1) WO2011162633A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104744486B (zh) * 2013-12-31 2018-06-15 中国科学院上海生命科学研究院 温敏荧光化合物及其应用
JP7090088B2 (ja) 2017-01-06 2022-06-23 リーヴス ファーマシューティカルズ、インコーポレイテッド 新規フェニル誘導体

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4895961A (en) * 1985-09-02 1990-01-23 Basf Aktiengesellschaft Preparation of esterified rhodamine dyes
EP0468821A1 (en) * 1990-07-27 1992-01-29 Taoka Chemical Co., Ltd Process for the preparation of rhodamines
WO2010056145A1 (ru) * 2008-11-12 2010-05-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Митотехнология" Способ умеренного повышения протонной проводимости биологических мембран при помощи митохондриально- адресованных делокализованных катионов

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318500C2 (ru) * 2005-10-18 2008-03-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Митотехнология" Способ воздействия на организм путем адресной доставки биологически активных веществ в митохондрии, фармацевтическая композиция для его осуществления и соединение, применяемое для этой цели

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4895961A (en) * 1985-09-02 1990-01-23 Basf Aktiengesellschaft Preparation of esterified rhodamine dyes
EP0468821A1 (en) * 1990-07-27 1992-01-29 Taoka Chemical Co., Ltd Process for the preparation of rhodamines
WO2010056145A1 (ru) * 2008-11-12 2010-05-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Митотехнология" Способ умеренного повышения протонной проводимости биологических мембран при помощи митохондриально- адресованных делокализованных катионов

Non-Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BERGE S.M. ET AL.: "Pharmaceutical salts", JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCE, vol. 66, 1977, pages 1 - 19
BEZKROVNAYA O.N. ET AL.: "The Influence of Lead (II) Ions Introduced into the Subphase on the Stability of Mixed ''Polyamic Acid + Surfactant'' Monolayers and Manufacturing of Dye-containing Langmuir-Blodgett Polymeric Films", J. BRAZ. CHEM. SOC, vol. 17, no. 4, 2006, pages 655 - 666, XP055071085 *
BLAIKIE FH; BROWN SE; SAMUELSSON LM; BRAND MD; SMITH RA; MURPHY MP: "Targeting dinitrophenol to mitochondria: limitations to the development of a self-limiting mitochondrial protonophore", BIOSCI REP., vol. 26, 2006, pages 231 - 43
BUNDGAARD: "Design of Prodrugs", 1985, ELSEVIER
CHEN Y; SCHINDLER M; SIMON SM, J BIOL CHEM, vol. 274, 1999, pages 18364 - 18373
DE RYCK M.; AN REEMPTS J; BORGERS M.; WAUQUIER A; JANSSEN PA: "Photochemical stroke model: flunarizine prevents sensorimotor deficits after neocortical infarcts in rats", STROKE, vol. 20, 1989, pages 1383 - 1390
FEBS LETT., vol. 428, 1998, pages 89 - 92
HUMAR M. ET AL.: "Electrically tunable liquid crystal optical microresonators", NATURE PHOTONICS, vol. 3, October 2009 (2009-10-01), pages 595 - 600, XP055022129 *
KORSHUNOV SS; SKULACHEV VP; STARKOV AA: "High protonic potential actuates a mechanism of production of reactive oxygen species in mitochondria", FEBS LETT, vol. 416, 1997, pages 15 - 18
KUZELA S. ET AL.: "Rhodamine 6G inhibits the matrix-catalyzed processing of precursors of rat-liver mitochondrial proteins", EUR. J. BIOCHEM., vol. 154, 1986, pages 553 - 557, XP055071092 *
MOHR G.J. ET AL.: "Optical sensing of anions via polarity-sensitive dyes: a bulk sensor membrane for nitrate", ANALITICA CHIMICA ACTA, vol. 316, 1995, pages 239 - 246, XP055071086 *
PARASCANDOLA J: "Dinitrophenol and bioenergetics: a historical perspective", MOL CELL BIOCHEM, vol. 5, 1974, pages 69 - 77
POZNIAKOVSKY AI; KNORRE DA; MARKOVA OV; HYMAN AA; SKULACHEV VP; SEVERIN FF: "Role of mitochondria in the pheromone- and amiodarone-induced programmed death of yeast", J CELL BIOL., vol. 68, no. 2, 2005, pages 257 - 69
RAMOS S.S. ET AL.: "1H and 13C NMR spectra of commercial rhodamine ester derivatives", MAGN. RESON. CHEM., vol. 38, 2000, pages 475 - 478, XP002571785 *
ROSS J.A. ET AL.: "Facile Synthesis of Rhodamine Esters using Acetyl Chloride in Alcohol Solution", SYNTHETIC COMMUNICATIONS, vol. 36, no. 12, 2006, pages 1745 - 1750, XP055071081 *
ROSS J.A. ET AL.: "Rhodamine B Pentyl Ester and its Methyl, Ethyl, Propyl, and Butyl Homologues", MOLBANK2006M515, vol. 2006, no. 6, 1 December 2006 (2006-12-01), pages 1 - 4, XP055071079, Retrieved from the Internet <URL:http://www.mdpi.org/molbank/molbank2006/m515.htm> *
SCHAFFAR B.P.H. ET AL.: "A Calcium-Selective Optrode Based on Fluorimetric Measurement of Membrane Potential", ANALYTICA CHIMICA ACTA, vol. 217, 1989, pages 1 - 9, XP026725455 *
See also references of EP2586776A4
STARKOV AA; BLOCH DA; CHERNYAK BV; DEDUKHOVA VI; MANSUROVA SA; SYMONYAN RA; VYGODINA TV; SKULACHEV VP, BIOCHEM. BIOPHYS ACTA, vol. 1318, 1997, pages 159 - 172
SVENSSON; TUNEK, DRUG METABOLISM REVIEWS, 1988, pages 16.5
YU B. ET AL.: "Visualization of Oleic Acid-induced Transdermal Diffusion Pathways Using Two-photon Fluorescence Microscopy", THE JOURNAL OF INVESTIGATIVE DERMATOLOGY, vol. 120, no. 3, 2003, pages 448 - 455, XP055071089 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2586776A4 (en) 2014-02-19
CN103168036A (zh) 2013-06-19
US20130203843A1 (en) 2013-08-08
EP2586776A1 (en) 2013-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5312404B2 (ja) 置換されたポルフィリン類
US6670398B2 (en) Compounds and methods for treating transplant rejection
JP5976322B2 (ja) テトラヒドロ−イミダゾ［１，５−ａ］ピラジン誘導体塩、その製造方法及び医薬用途
US6610702B2 (en) Ammonium salts of inositol hexaphosphate, and uses thereof
US9308214B2 (en) Method for moderately increasing the proton conductivity of biological membranes with the aid of mitochondria-targeted delocalized cations
KR100935554B1 (ko) 피페라진 다이티옥트산염 및 이를 포함하는 약제학적 조성물
FR3097862A1 (fr) Nouveaux complexes métalliques ou hétérométalliques présentant des propriétés anticancéreuses
JP2021523934A (ja) ミトコンドリア脱共役剤として有用なアミノピラジンおよび関連化合物
KR20140105598A (ko) [1,2,4]트리아졸로피리딘 및 포스포디에스테라제 억제제로서의 이의 용도
WO2011162633A1 (ru) Мягкие катионные митохондриальные разобщители
CN114072381B (zh) 氨基硫醇类化合物作为脑神经或心脏保护剂的用途
RU2527519C2 (ru) Мягкие катионные митохондриальные разобщители
KR20110015141A (ko) 피페라진 다이티옥트산염 및 아세틸-ｌ-카르니틴을 포함하는 약제학적 조성물
KR20250005055A (ko) 아스피린 및 기타 nsaid의 고 침투성 전구약물을 이용한 심혈관 질환의 예방 또는 치료
CN113387909B (zh) 2,3-环氧丁二酰衍生物的医药用途
JP2024539707A (ja) マグノロール及び／又はホノキオールの芳香環アミノ置換誘導体の抗低酸素／酸素欠乏損傷における使用及び医薬組成物
EP0619313A1 (en) Lithium salt of 2-o-alkylascorbic acid
CN102918050B (zh) 肠顶端膜钠/磷协同转运的芳基氟磷酸酯抑制剂
WO2020254484A1 (en) Succinate prodrug, compositions containing the succinate prodrug and uses thereof
WO2020132496A1 (en) Nitric oxide donor and anti-oxidant compounds
CN104983731B (zh) (z)‑2‑亚氨基‑5‑(3,5‑二甲氧基苯甲撑基)‑1‑甲基咪唑烷‑4‑酮在制备心血管药物中的应用
CN115427027B (zh) 线粒体功能障碍改善剂
CN112739352B (zh) 活化amp-活化的蛋白激酶的化合物及其用途
CN107417678A (zh) 一氧化氮供体型二氢杨梅素衍生物及其制备和应用
JPH02111722A (ja) 虚血性臓器障害予防・治療剤

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10853755

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010853755

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010853755

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13806610

Country of ref document: US