Króm-liponsav konjugátum: Neuroprotektív szer, amely elfogadható butiril-kolinészteráz-gátló, antioxidáns és rézkelátképző hatással rendelkezik

További információért:ali.ma@wecistanche.com

Absztrakt

CéljaAlzheimer kór(AD) egy sokrétű neurodegeneratív betegség. Több kóros folyamat egyidejű megcélzásáraAlzheimer kór,Az egyedi tulajdonságokkal rendelkező természetes eredetű vegyületek ígéretes támasztékot jelentenek új, többcélú vegyületek kifejlesztéséhez különböző neurodegeneratív betegségek kezelésében, különösenAlzheimer kór. Ebben a tanulmányban új kromon-liponsav hibrideket készítettek elő, hogy új, többfunkciós ólomszerkezetet találjanak az AD kezelésére. Módszerek Klikkreakcióval kromon-liponsav hibrideket állítottunk elő, és neuroprotektív és antikolinészteráz aktivitásukat teljes körűen értékeltük. A legjobb vegyület anti-amiloid aggregációját, antioxidáns és fémkelátképző aktivitását standard módszerekkel is vizsgáltuk, hogy új multifunkcionális szert találjunk AD ellen. Eredmények Az elsődleges biológiai szűrés kimutatta, hogy valamennyi vegyületnek jelentős neuroprotektív hatása van a H2O2-indukált sejtkárosodással szemben PC12 sejtekben. A 19. vegyületet, mint a legerősebb butiril-kolinészteráz (BuChE) inhibitort (IC50=7,55 μM), amely referencia hatóanyagként jelentős neuroprotektív aktivitással rendelkezik, a további biológiai értékelésekhez választottuk ki. Dokkolási és kinetikai vizsgálatok kimutatták, hogy a 19-es vegyület nem kompetitív, kevert típusú BuChE gátlást eredményezett. Jelentősen csökkentheti az intracelluláris reaktív oxigénfajták (ROS) képződését, és kiváló redukálóképességet mutatott (85,57 mM Fe plusz 2), összehasonlítva a kvercetinnel és liponsav. Mérsékelten gátolja az A aggregációt és szelektíven kelátot képez rézionokkal 2:1 M arányban.

Következtetések A 19-es vegyület az elfogadható neuroprotektív és anti-BuChE aktivitás, a mérsékelt anti-A aggregációs aktivitás, a kiemelkedő antioxidáns aktivitás, valamint a szelektív rézkelátképző képessége miatt reményteljes multifunkcionális szernek tekinthető az AD további fejlődésében.

Leili Jalili-Baleh1 & Hamid Nadri2 & Hamid Forootanfar3 & Tuba Tüylü Küçükkılınç4 & Beyza Ayazgök4 & Mohammad Sharifzadeh5 & Mahban Rahimifard6 & Maryam Baeeri6 & Mohammad Abdollahi6 & Alireza Mehdi Khooumadi1 &

Biomaterials Group, Pharmaceutical Research Center, The Institute of Pharmaceutical Sciences (TIPS), Teheráni Orvostudományi Egyetem, Teherán 1417614411, Irán 2 Gyógyszerészeti Kar és Gyógyszertudományi Kutatóközpont, Shahid Sadoughi Orvostudományi Egyetem, Yazd, Irán 3 Gyógyszerészeti Tanszék Biotechnológia, Gyógyszerészeti Kar, Kerman Orvostudományi Egyetem, Kerman, Irán 4 Gyógyszerészeti Kar, Biokémiai Tanszék, Hacettepe Egyetem, Ankara, Törökország 5 Farmakológiai és Toxikológiai Tanszék, Gyógyszerészeti Kar, Toxikológiai és Mérgezési Kutatóközpont, Teheráni Egyetem Orvostudományok, Teherán, Irán 6 Toxicology and Diseases Group, Pharmaceutical Sciences Research Center (PSRC), The Institute of Pharmaceutical Sciences (TIPS), Teheráni Orvostudományi Egyetem (TUMS), Teherán, Irán

Bevezetés

Alzheimer kórAz AD (AD), egy sokrétű és visszafordíthatatlan neurodegeneratív betegség, a demencia fő oka, és a jelenlegi gyógyszerkutatás egyik legnagyobb kihívása [1]. Az elmúlt évtizedek során, annak ellenére, hogy jelentős erőfeszítéseket tettek a patogén mechanizmusok feltárásáraAlzheimer kór, ennek a betegségnek a pontos etiológiája még mindig összetett. Az AD kialakulásában kiemelkedő szerepet játszanak a kóros tényezők az agyi kolinerg neurotranszmitterek hiánya, a szenilis plakkok felhalmozódása, különösen extracelluláris amiloid (A ) lerakódásként, hiperfoszforilált τ-fehérje aggregáció [2], biofémek dyshomeostasisa, és ideggyulladás [3]. Annak ellenére, hogy minden olyan kísérletet tettek, hogy innovatív megoldásokat találjanak a betegség jellemzőinek, például a gén- és őssejt-terápia leküzdésére, ez a fajta terápia még mindig az AD kezelésének prospektív módszere, és még mindig sok megoldatlan probléma áll előtte a klinikai alkalmazásokban való alkalmazásuk előtt. 4, 5]. A jelenleg elérhető terápiás módszer leginkább az acetilkolinészteráz inhibitorokon (AChEI) keresztül fokozódó kolinerg neurotranszmisszióra épül. Az AChE-hez hasonlóan a butiril-kolinészteráz (BuChE) az ACh lebontásának koregulátora, fontos enzim, amely részt vesz a neurotranszmisszióban [6]. A BuChE szerepe az AD patológiában nem ismert, de in vivo vizsgálatok kimutatták, hogy az A plakkokhoz kapcsolódó BuChE kulcsszerepet játszik az AD plakk érésében [7, 8]. A tüneti megközelítések teljessé tételéhez az AD-ban érintett több kóros folyamat egyidejű megcélzása szükséges [9, 10].

Kattintson a Cistanche DHT Alzheimer-kórhoz

Jelenleg a multi-target irányított ligandum (MTDL) stratégiát teljes mértékben elfogadták az AD gyógyszertervezés és -felfedezés fő stratégiájaként, amely a megfelelő farmakoforikus csoportok kombinációján alapul egy molekulában, amely hatékony farmakológiai válaszokat ad a különböző potenciális receptorok számára. vagy enzimatikus célpontok [11]. Az elmúlt években számos potenciális multifunkcionális ágenst terveztek az AD elleni MTDL-stratégia alapján [12–16]. Ezen túlmenően, meglehetősen sok természetes eredetű terméket használnak forgalomba hozott gyógyszerként vagy bioaktív molekuláris fragmentumként hibrid gyógyszerek kifejlesztése során, hogy leküzdjék az AD patogenezisében szerepet játszó, fent említett fő kockázati tényezőket [17]. A kromonok mindenütt megtalálhatók a növényekben, és benzo- -piron szerkezetű fitokemikáliákként ismertek, amelyek többféle farmakológiai hatást fejtenek ki [18]. A közelmúltban végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a kromonalapú vegyületek hatékonyak a demencia ellen a szabad gyökök megkötése és a fémionok kelátképzése révén [19–22]. A kromonok antikolinészterázt [23, 24], neuroprotektív [25, 26], gyulladásgátló tulajdonságokat [27] is mutattak, és hatékonyan megzavarhatják az amiloid-aggregációt [28, 29]. Fernandez-Bachiller és munkatársai olyan takrin kromon hibrideket vezettek be, amelyek jobb ChE gátló, valamint antioxidáns inaktivációt mutatnak a tacrinehoz képest [30]. A liponsav (LA), mint állatokban, emberekben és növényekben természetesen előforduló antioxidáns, számos biokémiai folyamatban esszenciális kofaktorként működik [31]. Erről a szerves kénről számos farmakológiai tulajdonságot jelentettek. Az acetilkolin szintjének növelésével, valamint az oxidatív stressz, a gyulladás és az A plakk képződésének csökkentésével szabályozhatja az AD patogenezisét vagy progresszióját [32–34]. Az apokrin az LA és a takrin hibridje, amelyet Rosini hatékony gyógyszerjelöltként vezetett be az AD ellen, számos biológiai tulajdonsága miatt, mint például az AChE és BChE gátló aktivitása, az AChE által kiváltott A aggregáció gátlása és a sejtvédelem a ROS ellen [35].

G. Nesi et al. rivasztigmint LA-val és kromonnal kombinálva. Azt találták, hogy a kombináció a rivasztigmin, mint jelenleg használt gyógyszer antikolineszteráz aktivitásához antioxidánsokat és amiloid aggregációt gátló tulajdonságokat adott az LA és a kromon vázszerkezethez, és az AD kezelésére alkalmas multifunkcionális vegyület képződését eredményezte [28 ]. A fenti eredmények alapján a kromonváz fontos farmakofor, amely nagy szerepet játszik a ChE gátlásában antioxidáns és fémkelátképző aktivitással. Az LA az ígéretes ólomszerkezet, amely javítja a BuChE gátlási aktivitást, a neuroprotektív hatást, az amiloid aggregációt gátló, antioxidáns és fémkelátképző aktivitást (1. ábra). A kromonnak és az LA-nak ezek az egyedi jellemzői ígéretes alapokká tették őket olyan új, többcélú vegyületek kifejlesztéséhez, amelyek jobb terápiás hatékonysággal rendelkeznek a különböző neurodegeneratív betegségek, különösen az AD kezelésében [36–42]. Figyelembe véve a kromon és az LA vázak jótékony biológiai hatásait, valamint a triazolmag mint vonzó farmakofor hatékonyságát a különböző terápiásán aktív szerek összekapcsolásában [43–45], ebben a munkában arra ösztönöztük, hogy ezeket az értékes farmakoforokat konjugálják egymással és értékeljék hatékonyságukat. különböző célpontok ellen. Két sorozat LA-val konjugált kromonszármazékot szintetizáltunk kattintási reakcióval (1. ábra, 9–17. és 18–20. vegyületek), és értékeltük az összes vegyület neuroprotektív és ChE-gátló aktivitását. A kiválasztott vegyület antioxidáns, fémkelátképző és anti-amiloid aktivitását is értékeltük. Legjobb tudomásunk szerint ez az első olyan munka, amely a kromon-LA hibridek szintéziséről és az AD elleni biológiai aktivitásukról számol be.

Eredmények és vita

Kémia Az 1. reakcióvázlaton látható módon a 3. vegyületet kezdetben szubsztituált 2'-hidroxi-acetofenon és 4-metoxi-benzaldehid reakciójával állítottuk elő domino-aldol-Michael-oxidációs reakcióban, amelyet pirrolidin és jód dimetil-szulfoxidban (DMSO) katalizált. A 3. vegyületet a megfelelő 2-(4-hidroxi-fenil)-4H-króm-4-on-származékokká (4a-d) alakítjuk át BBr3-mal diklór-metánban. Az 5. vegyületet szintén egy lépésben állítottuk elő 2,4- dihidroxi-acetofenon és trietil-ortoformiát reakciójából 70 százalékos perklórsav jelenlétében, ami perklorátsó képződéséhez vezetett, amelyet azután hidrolizáltunk, hogy elérjük a célvegyületet (5). . A 6a-i és 8a-c bróm-alkoxi intermediereket ezután úgy állítottuk elő, hogy a 4a-d vagy 5 vegyületet megfelelő mennyiségű dibróm-alkánnal reagáltattuk vízmentes K2CO3 acetonos oldatában, visszafolyató hűtő alatt 4 órán át. A 7. vegyületet külön-külön állítottuk elő LA és propargil-amin közötti amidálási reakcióval 4- dimetil-aminopiridin (DMAP) és N,N'-diciklohexil-karbodimid (EDCI) jelenlétében.

A 9–20 célvegyületeket végül a 6a-i vagy 8a-c vegyület, a nátrium-azid és a 7-es vegyület közötti egyedényes háromkomponensű reakcióval állítottuk elő, amelyet réz (II) katalizál. Biológiai vizsgálat Elsősorban az összes 9-20. célvegyület neuroprotektív és kolinészteráz gátló aktivitását értékeltük, hogy megtaláljuk a legjobb hatású vegyületet további vizsgálatokhoz. A H2O2 által kiváltott PC12 sejtkárosodás elleni neuroprotektív hatás A H2O2 által kiváltott oxidatív károsodás és neurotoxicitás a neurodegeneratív rendellenesség előrehaladását szabályozó legfontosabb tényezőnek tekinthető [60]. Ezért az elkészített 9-20 kromon–LA konjugátumok neuroprotekciós aktivitását különböző 1, 5, 10, 20 és 50 µM koncentrációkban vizsgáltuk MTT assay segítségével. Minden vegyület, minden koncentrációban, dózisfüggően jelentősen növelheti a PC12 sejtek életképességét, még alacsony, 1 μM koncentrációnál is (1. táblázat, p <>

Érdekes módon az öt szénatomos lánchosszúságú (n=5) 15., 16. és 17. számú vegyületek nagyobb neuroprotektív aktivitást mutattak, mint a kvercetin, mint referencia gyógyszer, minden koncentrációban. Az egyszerű 2-fenil-4H-kromén-4-egy részt és eltérő szénlánchosszúságot (n=3, 4 és 5) tartalmazó 9., 11. és 15. vegyület összehasonlítása. a 9., 11. és 15. számú vegyületek esetében arra utalhat, hogy a keresztkötők méretének növelése növelheti a célvegyületek neuroprotektív aktivitását (1. táblázat). Ugyanez a viselkedés volt megfigyelhető a 18–20. vegyületeknél is, amikor a 4H-kromén-4-on származékok 7 helyen szubsztituáltak. Figyelemre méltó, hogy a szubsztituálatlan krómszármazékoknak kevésbé volt neuroprotektív hatása a H2O2-indukált sejthalálra, mint a halogénnel szubsztituált analógoknak (hasonlítsa össze a 9-es vegyületet a 10-es vegyülettel, a 11-es vegyületet a 12-14-es vegyülettel és a 15-ös vegyületet a 16-os, sőt a 17-es vegyülettel). különösen magas koncentrációban). Kolinészteráz gátló aktivitás AChE és BuChE gátló aktivitást vizsgáltunk valamennyi kromon–LA konjugátum 9–20. A 2. táblázat mutatja a vegyületek IC50-értékeit standard donepezil hatóanyaggal összehasonlítva. A legtöbb vegyületnél nem figyeltek meg szignifikáns hatást az AChE-vel szemben 100 μM mellett, kivéve a közepes aktivitású (IC50=56,50 μM) 7-fluor-származékokat (13). Az eredmények azt mutatták, hogy a 7- pozícióhelyettesített származékok (18–20) BuChE elleni aktivitása jobb volt, mint a 2- pozíciómódosított származékoké (9–17).

A 7-szubsztituált származékok közül csak a 3 vagy 4 atomos lánchosszúságú 18-as és 19-es vegyületek mutattak megfelelő anti-BuChE aktivitást (IC50=15.32, illetve 7,55 μM). A 20. számú vegyület 5 szénatomos távtartóval (n=5) nem mutatott ki aktivitást BuChE ellen, ami megerősíti a keresztkötő és a molekula méretének nagy hatását az enzim aktív helyének elfoglalására. Ezért a linker kiterjesztésének nincs pozitív hatása a BuChE gátló hatásra. Ha a takrint tartalmazó halogénszubsztituenst 3 szénatomos spacerrel az LA-hoz konjugáltuk, az AChE és BuChE gátló aktivitása, különösen az AChEI aktivitása javult a tacrinhoz képest [35]. A vizsgálat megerősítette a keresztkötő hosszának a célvegyületek ChE-gátló aktivitásában betöltött fontos szerepét. Egy korábbi tanulmány azt is feltárta, hogy a tacrin és a kromon vázszerkezet hibridizációja jobban javítja a BuChE gátlási aktivitást, mint az AChEI, ami jó egyezést mutat eredményeink elérésével [30]. Ugyanezt az eredményt figyelték meg más jól ismert farmakoforok kombinálásakor is. Az LA és/vagy a kromon rivasztigminhez való kapcsolódása nagyobb BuChE-gátlást eredményezett, mint az AChE-gátlás [28]. Úgy tűnik, hogy az LA jobban képes javítani az anyaállvány BuChE gátló aktivitását, mint az AChE gátlási aktivitást. Az eredmények alapján úgy tűnik, hogy a kromon vázon elektrondonor csoportok és megfelelő spacer alkalmazása a molekuláris folding megakadályozására elősegítheti a megfelelő kölcsönhatást az enzimmel, ami a célvegyületeket erősebb inhibitorokká alakítja át.