İskemik İnme ve Alzheimer Hastalığının Kombine Tedavisi İçin Ayrıcalıklı KinolilnitronlarⅠ

Özet: İskemik inme gibi serebrovasküler hastalıkların, Alzheimer hastalığı (AD) gibi nörodejeneratif patolojilerin neden olduğu demansı şiddetlendirdiği bilinmektedir. Ayrıca inmeden sağ kurtulan hasta sayısının artması, bu iki hastalığın birlikte görülmesinin tek ve kombine tedavi ile tedavi edilmesini gerekli kılmaktadır. Yeni ikili terapötik ajanların geliştirilmesi için, sekiz hibrit kinolilnitron tasarlandı ve iskemik inme ve AD tedavisi için en gelişmiş öncü bileşiklerimizden seçilen farmakoforların yan yana getirilmesiyle sentezlendi.

Alzheimer hastalığı için tubulosa tozunu cistanche için tıklayın

Uygun fenotipik deneylerde etkili nöroprotektif etkiler arayan biyolojik analizler, MC903'ü felç ve AD'nin potansiyel ikili tedavisi için yeni bir küçük kinolilnitron olarak tanımlamamıza yol açtı ve (i) oksijen-glikoz yoksunluğu/normoglisemik reoksijenasyon altında birincil kortikal nöronlar üzerinde deneysel bir iskemi modeli; (ii), rotenon/oligomisin A, okadaik asit veya -amiloid peptit A 25-35 ile tedavi edilen nöronal hat hücreleri, AD'nin etkileri arasında bulunan toksik zararları modelleme.

Anahtar Kelimeler: Alzheimer hastalığı; iskemik inme; çok etkili ilaçlar; nöro koruma; kinolilnitronlar

1. Giriş

Gelişmiş ülkelerimizde yaşam kalitesinin yüksek olması ve yaşlıların ortalama yaşam sürelerinin uzaması nedeniyle inme ve Alzheimer hastalığı (AH) gibi yaşlanan hastalıklar karşılanamayan ve sınırlı tedavilerle birinci dereceden bireysel, sosyo-ekonomik ve tıbbi problemler haline gelmiştir. [1]. Sonuç olarak, inme ve AD için yeni ve daha etkili tedaviler arayışı acildir ve mevcut nörobilim alanındaki en aktif araştırma alanlarından biridir [2]. Ayrıca, aynı hastalarda inme ve AD'nin birbirine bağlanması ve birlikte ortaya çıkması bilinmektedir ve büyük ölçüde belgelenmiştir [3], ancak ilgili biyolojik mekanizmalar henüz kurulmamıştır [4].

Serebrovasküler hastalıklar, sadece vasküler demans (VD) olarak adlandırılan vasküler ilişkili bilişsel bozukluğun temeli değildir, aynı zamanda AD ve diğer dejeneratif hastalıklar gibi diğer faktörlerin neden olduğu demansı alevlendirdiği bilinmektedir [5]. Yakın zamanda Macrae ve Allan tarafından belirtildiği gibi, "... Felçten sağ kurtulan hasta sayısının artmasıyla birlikte, yaşam kalitesini etkileyen inme sonrası komplikasyonlara da daha fazla odaklanma ihtiyacı var. Bunlar sadece motor ve konuşma bozukluklarını değil, aynı zamanda ayrıca depresyon, demans, epilepsi ve anksiyete, diğer şeylerin yanı sıra . . . " [6]. Bu nedenle, hem iskemik inme hem de AD'nin kombine tedavisi için yeni ilaçların tanımlanması, nadiren uygulamaya konan ideal bir terapötik konu olacaktır, ancak bu, şu anda en gelişmiş kurşun bileşiklerimizden ikisinin avantajını kullanarak en son çabalarımızı yoğunlaştırmaktadır.

Son zamanlarda, (Z)-N-tert-bütil-1-(2-kloro-6-metoksikinolin-3-il)-metenamin oksiti (QN23) (Şekil 1) şu şekilde tanımladık: çok etkili nöroprotektif kinolilnitron (QN), global ve fokal serebral iskeminin [7] iki in vivo modelinde nöroproteksiyon indüksiyonu göstererek iskemik inme tedavisi için yeni bir öncü bileşik ortaya çıkardı. Öte yandan, Contilisant'ın (Şekil 1), nörotransmitter katabolize edici enzimler (ChE, MAO) [8] veya G proteini için in vitro inhibe edici özellikler gösteren, AD ile ilgili birkaç toksik hakarete karşı geçirgen ve oldukça nöroprotektif bir ajan olduğunu tanımladık. -bağlı reseptörler (H3R [8], S1R [9]) ve Y-labirentinde ve radyal kol labirent görevinde önceki hit bileşiğimiz ASS234 [10] veya donepezilden daha iyi in vivo koruyucu etki - tarafından indüklenen bilişsel gerilemeye karşı - amiloid peptit A 1−42 oligomerleri [9]. Dikkat çekici bir şekilde, QN23 ve Contilisant aynı zamanda güçlü antioksidanlardır; bu, oksidatif stres ve reaktif oksijen türlerinin (ROS) her iki patoloji üzerinde uyguladığı zararlı etki dikkate alındığında, iskemik inme ve AD'nin potansiyel tedavisi için faydalı bir özelliktir [11].

Bu bilgiyle, Şekil 1'de gösterilen tip I ve II'nin yeni N-tert-bütil ve N-benzil hibrit QN'lerini, QN çekirdeği üzerinde QN23 ve Contilisant'ta bulunan ayrıcalıklı yapısal özelliklerin farklı kombinasyonları olarak tasarladık. Tip I, JMA98C ve JMA101A'nın QN'leri, anahtar piperidinopropiloksi motifinin - etkili ChE, H3R ve S1R bağlanması için Contilisant'ta bulunan çok değerlikli bir farmakofor [8,9] - QN23'ün C2'sine eklenmesinin sonucudur. etkili nöroproteksiyon için kritik görünen bir özellik olan C6'daki metoksi grubu [7].

Benzer bir analiz, ChE inhibisyonu için kanıtlanmış bir farmakofor olan bir piperazinopropiloksi grubuna ek bir N-propargil motifi (tipik bir MAO farmakoforu) yerleştirdiğimiz QNs DDI88 ve DDI89 ile sonuçlandı [10]. Benzer bir analiz, klor atomunu QN23'te olduğu gibi C2'de tuttuğumuz JMA11A, JMA12A, MC902 ve MC903 gibi tip II'nin dört QN'si ile sonuçlandı ve metoksi grubu yerine C6'da bağlı işlevselleştirilmiş sikloalkilaminopropiloksi parçası . AD'de [12] bozulan nörotransmitter seviyesi düzenlemesinden sorumlu yapısal özellikleri bir QN çekirdeği üzerinde koruyan bu tasarımlara dayanarak, burada rapor edilen QN'lerin AD ve iskemik inme tedavisi için potansiyel olarak uygun çok potansiyelli küçük moleküller olarak hareket etmesi beklenmektedir. [13].

Bu nedenle, Sun ve diğerleri tarafından yapılan son iletişim tarafından yönlendirildi. [14] AD ve inmenin terapötik yönetimi için nöro immünomodülatör ajan AD110'un farmakolojik profili ve Liu ve ark. [15] MT-20R için - Parkinson hastalığı için MAO ve ChE farmakoforları taşıyan ikame edilmiş -feniltert-bütil nitron - burada bu alandaki ön sonuçlarımızı açıklıyoruz. MC903'ü, deneysel bir iskemi modeli olarak hipoksi/reoksijenasyon altında birincil kortikal nöronlar üzerinde ve rotenon artı oligomisin A ile tedavi edilen nöron hattı hücreleri üzerinde güçlü nöroprotektif özellikler gösteren, iskemik inme ve AD'nin potansiyel kombine tedavisi için yeni bir küçük QN olarak belirledik. okadaik asit veya A 25–35, AD'de bulunan üç toksik saldırıyı modelleme.

2. Sonuçlar ve Tartışma

2.1. sentez

Hedef QN'lerin sentezi, kısa sentetik dizilerdeki hali hazırda temin edilebilen öncülerden başlanarak gerçekleştirildi ve arzu edilen ligandları saf formda stereokimyasal olarak tek Z-izomerler, iyi genel verimler ve multigram miktarları (İlave Malzeme) olarak sağladı. Daha sonra, QN'ler nöroprotektif kapasitelerini belirlemek için biyolojik analize tabi tutuldu.

2.2. Neuroprotect'in değerlendirilmesiBirincil Nöronal Kültürlerde Deneysel Bir İskemi Modelinde İyon

QN'ler JMA101A, JMA98C, DDI89, DDI88, JMA12A, JMA11A, MC903 ve MC902, iskemik bir hakaretten sonra potansiyel nöroprotektif etkilerini değerlendirmek için deneysel bir iskemi modelinde test edildi. Bunu yapmak için, birincil nöronal kültürler, 4 saat boyunca oksijen ve glukoz yoksunluğu (OGD) koşullarına tabi tutuldu ve yeniden oksijenasyon periyodunun başlangıcında daha önce bahsedilen QN'ler veya sitikolin, NXY-059 gibi referans bileşiklerle işlendi. QN23 veya Contilisant.

Nöroproteksiyon, kontrol grubunun yüzde 100 olarak ayarlandığı MTT testiyle (Şekil 2) belirlendiği gibi hücre canlılığının ölçümüyle izlendi. Kurtarılamayan deney grubu (OGD4h), hücre canlılığında ciddi bir düşüş gösterdi (yüzde 64,4 ± 1,4, p < 0,0001, yüzde 100 kontrol, tek numune t-Testi ile karşılaştırıldığında), 24 saat yeniden oksijenlendirmeden sonra yalnızca kısmen tersine döndü (R24h; Student t-Testi ile yüzde 77,2 ± 1,3, p < 0,0001). İyi bilinen bir nöroprotektif ajan olan 100 uM sitikolin eklenmesi, tedavi edilmemiş (araç) R24h grubuyla karşılaştırıldığında hücre canlılığında önemli bir artışa (yüzde 82,8 ± 1,1) yol açtı (Şekil 1). Sitikolin yerine NXY-059 [7], QN23 [7] veya Contilisant [8] standartları eklendiğinde, daha yüksek hücre canlılığı seviyeleri elde edildi (yüzde 88,9 ± 3,7 , yüzde 95,1 ± 1,4 ve yüzde 88,7 ± 1,9) sırasıyla 250 µM NXY-059, 100 µM QN23 ve 50 µM Contilisant için) (Şekil 2).

Yeni QN'lerle yapılan tedavi, OGD saldırısından sonra hücre metabolizmasının iyileşmesi üzerinde farklı etkiler sağladı. İlk olarak ve dikkat çekici bir şekilde, test edilen tüm konsantrasyon aralığında (0,1–250 µM) neredeyse tüm QN seti, işlenmemiş R24h hücrelerinden daha yüksek hücre canlılığı sağladı. Önceki deneyimlerimize dayanarak, başlangıçta 1–250 µM'lik konsantrasyon aralığını araştırdık ve bu aralık, düşük konsantrasyonlarda hala iyi bir yanıt gösteren durumlarda 0,1 µM'ye genişletildi. Bileşikler DDI88 ve MC902, çözünürlük sorunları nedeniyle nispeten iyi hücre canlılığı değerleri göstermesine rağmen 250 uM'de test edilmedi. Yalnızca QN'ler DDI89, JMA12A ve JMA11A, test edilen en yüksek konsantrasyon olan 250 uM'de toksik etki (yani, işlenmemiş grup olan R24h'den daha düşük hücre canlılığı) gösterdi. En iyi performans gösteren QN'ler 10 ve 100 µM'de JMA101A, 10 µM'de JMA98C ve 10 µM ve 100 µM'de MC903, citicoline (100 µM), referans nitron NXY-059 (250 µM) ve Contilisant'tan ( 10–50 uM). Dikkat çekici bir şekilde, 10 µM ve 100 µM'de (sırasıyla yüzde 93,7 ± 2,1 ve yüzde 93,8 ± 1,7) MC903 etkisi, bugüne kadar bulunan en güçlü QN'miz olan QN23 (100 µM) için gözlemlenenlere benzer değerlere ulaştı [7] (Şekil 2).

Hücre canlılığının önceki sonuçlarından, nöroproteksiyon aktivitesini, yüzde 0 olarak ayarlanan işlenmemiş R24h grubu tarafından belirlenen, tek başına normoksik geri kazanımla üretilenden daha yüksek hücresel canlılığa ulaşan etki olarak tanımladık. Kontrol grubunun hücre canlılığı, nöro korumanın yüzde 100'ü olarak ayarlandı.

QN'ler JMA101A, JMA98C, DDI89, DDI88, JMA12A, JMA11A, MC903 ve MC902 ve Contilisant tarafından indüklenen nöroproteksiyon, NXY-059 ve QN23 standartları tarafından indüklenen ile karşılaştırıldı (Tablo 1). Şaşırtıcı olmayan bir şekilde ve yukarıda belirtilen en yüksek hücre canlılığı değerlerine göre, QNs JMA101A (10–100 µM), JMA98C (10 µM) ve MC903 (10–100 µM), NXY'den bile daha yüksek olarak en yüksek nöroprotektif etkiyi gösterdi{{ 19}}. Yine 10 uM veya 100 uM MC903, iskemik inme öncü adayımız QN23'e en çok benzeyen nöro koruma değerlerine ulaştı. Bu bulgular, nöroprotektif ligandların araştırılmasında uygun bir yapı iskelesi olarak QN'nin seçimini doğrulamaktadır.

QN çekirdeğinin değiştirilmesi, yalnızca kolayca uygulanabilir olmakla kalmaz, aynı zamanda OGD koruma etkisine zarar vermeden yeni işlevsellikler ve özellikler sağlayabilir. Özellikle, yukarıda sunulan OGD'den sonraki hücre canlılığı sonuçları için, burada bildirilen ön yapı-aktivite ilişkisi (SAR), OGD'yi koruyan yeni bir varlık için yapısal parçaların önemli bir zararlı kombinasyonunu sağlamadı ve en yüksek düzeyde sadece dört bileşik nörotoksik bulundu. konsantrasyon test edildi. Öte yandan, belirli bir QN olan MC903'ün, QN23'e benzer bir OGD koruma aktivitesi ile setin en iyi performansı gösterdiği ortaya çıktı.

Bu yapıların uygunluğunu multipotent vuruşlar olarak değerlendirmek için, AD'nin spesifik patolojik katkıları üzerindeki nöroprotektif etkilerinin değerlendirilmesi gerekliydi. Bu sonuçlar aşağıda açıklanmıştır.

2.3. Neurona'da Deneysel Bir AD Modelinde Nöroproteksiyonun Değerlendirilmesil Hücre Hattı

Bağımsız ve neredeyse eş zamanlı bir analizde, hedef QN'lerin nöroprotektif aktivitesi (Şekil 1), nörodejenerasyonla ilgili üç toksik uyarana karşı farklı konsantrasyonlarda (0.3, 1, 3 ve 10 uM) gerçekleştirildi. karşılaştırma amacıyla iyi bilinen bir nöroprotektif ajan olan melatonin standart olarak kullanılarak AD'de bulundu. Her şeyden önce, bir mitokondriyal bloker kokteyli, rotenon artı oligomisin A (R/O) kullanarak bir reaktif oksijen türü üretimi modeli kullandık. Tablo 2'de gösterildiği gibi, QN'ler JMA98C ve MC903, R/O'ya karşı ilginç bir profil gösterdi. 1, 3 ve 10 uM konsantrasyonlarda JMA98C, R/O'ya karşı hücre canlılığında önemli bir artış sağladı (sırasıyla yüzde 40,6, yüzde 70,5 ve yüzde 57,2).

Benzer şekilde, 0.3, 1 ve 3 uM'de MC903, hücre yaşayabilirliğinde güçlü bir artış gösterdi (yüzde 44.1, yüzde 40.4 ve yüzde 74.9). Her iki QN'nin maksimum koruyucu etkisi, 3 uM'lik konsantrasyonda elde edildi. Daha sonra ligandlarımızı, iyi bilinen bir protein Ser/Thr fosfataz inhibitörü olan okadaik asit (OA) kullanarak bir tau hiperfosforilasyon modelinde analiz ettik. Bu modelde her iki QN, 1 ve 3 uM konsantrasyonlarda OA'ya karşı hücre canlılığında önemli bir artış gösterdi (JMA98C: sırasıyla yüzde 52,9 ve yüzde 78,3; MC903: sırasıyla yüzde 46,7 ve yüzde 56,2). Son olarak ve emsal sonuçlara dayanarak, AD'nin ilerlemesinde ve gelişmesinde kilit bir rol oynayan büyük ölçüde kabul edilen biyolojik bir hedef olarak A 25-35 tarafından verilen toksik bir hakaretin ardından QN'ler JMA98C ve MC903'ün nöroprotektif etkisini araştırdık. Tablo 2'de gösterildiği gibi, yine QN MC903, 3 µM'de yüzde 47,9 ± 8,9'luk önemli, güçlü ve doz-yanıtlı bir nöroprotektif etki gösterdi, 10 µM'de azaldı ve 0,3 µM'de yüzde 28 civarında benzer düşük değerlere ulaştı ve 1 uM. Bu nedenle, deneysel bir iskemi modeli altında ve AD'den türetilen toksik zararlara karşı nöroprotektif kapasitelerini değerlendirmek için aynı QN'ler üzerinde bağımsız tahliller yürüten iki farklı laboratuvardan, QN MC903'ün en iyi, güçlü ve tutarlı nörokorumayı sağladığı bulundu ve onu şu şekilde tanımladı: ileri klinik öncesi çalışmalar için potansiyel bir hit bileşik.

2.4. Compo'nun Sanal Emilim, Dağılım, Metabolizma ve Atılım (ADME) Özelliklerive MC903

MC903 sanal ADME profili, beyin üzerinde terapötik olarak hareket etmek üzere tasarlanmış bir molekül için bir anahtar nokta olarak araştırıldı. Ayrıca, QikProp programı kullanılarak MC903'ün uyuşturucu benzeri özellikleri tahmin edildi ve Lipinski'nin 5 kuralı (ROF) ve Jorgensen'in 3 kuralı (ROT) ihlalleri tahmin edildi. Hesaplanan ADME parametreleri (Tablo S1, Ek Malzeme), ROF ve ROT için herhangi bir ihlal göstermeden referans aralıkları içindedir. Bu analiz, ligand MC903'ün beyin-kan bariyerini geçirgen olduğundan, insan vücudunda dağılım için gereken uygun farmakokinetik profillere sahip olduğunu doğrular. Bu nedenle MC903, AD ve inme ilacı geliştirmede lider aday olma potansiyeline sahiptir.

tCistanche nöroproteksiyon etkisinin mekanizması

Cistanche, nöroprotektif etkileri olduğu bildirilen geleneksel bir Çin bitkisidir. Bu etkilerin arkasındaki mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır, ancak araştırmacılar tarafından önerilen birkaç olası mekanizma vardır:

1. Antioksidan aktivite: Cistanche özlerinin, oksidatif stres kaynaklı nöronal hasara karşı koruma sağlayabilen güçlü antioksidan aktiviteye sahip olduğu bulunmuştur.

2. Anti-inflamatuar etkiler: Enflamasyon, nörodejeneratif hastalıkların yaygın bir nedenidir ve cistanche özlerinin, nöronal hasarı azaltabilecek anti-inflamatuar etkilere sahip olduğu gösterilmiştir.

3. Mitokondriyal fonksiyonun korunması: Mitokondriyal disfonksiyon, nöronal hasara ve hücre ölümüne önemli bir katkıda bulunur ve cistanche özlerinin mitokondriyal hasara karşı koruma sağladığı ve mitokondriyal fonksiyonu iyileştirdiği bulunmuştur.

4. Nörotrofik faktörlerin aktivasyonu: Nörotrofik faktörler, nöronların büyümesini ve hayatta kalmasını destekleyen kimyasallardır ve cistanche özlerinin, beyin kaynaklı nörotrofik faktör (BDNF) ve sinir büyüme faktörü (NGF) gibi nörotrofik faktörlerin ekspresyonunu arttırdığı gösterilmiştir. .

Devam edecek...

José M. Alonso 1,†, Alejandro Escobar-Peso 2,† , Alejandra Palomino-Antolín 3,†, Daniel Diez-Iriepa 1,4 , Mourad Chioua 1 , Emma Martínez-Alonso 2 , Isabel Iriepa 4,5 , Javier Egea 3,* , Alberto Alcázar 2,* ve José Marco-Contelles 1,*

1 Tıbbi Kimya Laboratuvarı (IQOG, CSIC), Juan de la Cierva 3, 28006 Madrid, İspanya; xosemag@yahoo.es (JMA); daniel.diezi@uah.es (DD-I.); mchioua@gmail.com (MC)

2 Araştırma Departmanı, IRYCIS, Ramón y Cajal Hastanesi, Ctra. Colmenar Km 9.1, 28034 Madrid, İspanya; alejandro.escobar@hrc.es (AE-P.); emma.martinez@hrc.es (EM-A.)

3 Molecular Neuroinflammation and Neuronal Plasticity Research Laboratory, Research Unit, Hospital Universitario Santa Cristina, Instituto de Investigación Sanitaria-Hospital Universitario de la Princesa, 28009 Madrid, Spain; apantolin@gmail.com 

4 Química Organizasyon ve Química Inorganica Departamento de Alcalá, Ctra. Madrid-Barcelona Km 33.6, 28871 Alcalá de Henares, İspanya; isabel.iriepa@uah.es 5 Kimyasal Araştırma Enstitüsü Andrés M. del Río, Alcalá Üniversitesi, 28805 Alcalá de Henares, İspanya