КОМПОЗИЦИИ, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ИНГИБИТОР ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ, ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ КОГНИТИВНЫХ РАССТРОЙСТВ

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА

Данная заявка истребует приоритет заявки на временный патент США 61/226425 от 17 июля 2009 г., полное описание которой включено сюда во всей своей полноте посредством отдельной ссылки.

Данная заявка описывает фармацевтическую композицию, включающую ингибитор холинэстеразы и соединение, представленное Формулой I:

,

где Х является СН₂ или СН₂-СН₂,

А является арилом или гетероарилом с 0, 1, 2 или 3 гетероатомами,

выбранными из группы, состоящей из N, S и О,

при этом А содержит 0, 1, 2 или 3 заместителя, выбираемых независимым образом из группы, включающей от 0 до 8 атомов углерода, от 0 до 3 атомов кислорода, от 0 до 3 атомов галогенов, от 0 до 2 атомов азота, от 0 до 2 атомов серы и от 0 до 24 атомов водорода.

Композиция эффективна для лечения когнитивных расстройств, кроме того, описаны способы лечения таких расстройств с использованием указанной композиции. Ингибиторы холинэстеразы обладают множеством нежелательных побочных эффектов, таких как тошнота, диарея, бессонница, мышечные судороги, потливость и дрожь.

Исследователями были выявлено, что введение соединений по Формуле I с ингибитором холинэстеразы позволяет лечить когнитивные расстройства с использованием существенно более низких доз ингибиторов холинэстеразы - в некоторых вариантах воплощения изобретения ниже одной десятой обычно используемой дозы или даже ниже - обеспечивая эффективное лечение с незначительными побочными эффектами.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фигура 1 представляет влияние Соединения Х на амплитуду полевого возбуждающего постсинаптического потенциала (пВПСП) гиппокампа, записанную для свободно движущейся крысы, в сравнении с физостигмином и физостигмином в сочетании с Соединением X. Статистические результаты для каждого лечения с использованием групповых сравнений указаны звездочками (точные значения представлены в Таблице 1). Сравнение между видами лечения включало использование двухвыборочных t-критериев для независимых выборок, результаты которых приводятся рядом с соответствующими соединительными линиями (с использованием двухвыборочного t-критерия для независимых выборок по группам). BL=исходное значение до введения носителя.

Фигура 2 представляет влияние Соединения Х на амплитуду полевого возбуждающего постсинаптического потенциала (пВПСП) коры, записанную для свободно движущейся крысы в сравнении с физостигмином и физостигмином в сочетании с Соединением X. Статистические результаты для каждого из трех видов лечения с использованием групповых сравнений указаны звездочками (точные значения представлены в Таблице 2). Сравнение между видами лечения включало использование двухвыборочных t-критериев для независимых выборок, результаты которых приводятся рядом с соответствующими соединительными линиями (с использованием двухвыборочного t-критерия для независимых выборок по группам).

Фигура 3 представляет влияние Соединения Х на амплитуду полевого возбуждающего постсинаптического потенциала (пВПСП) коры, записанную для свободно движущейся крысы в сравнении с галантамином и галантамином в сочетании с Соединением X. Статистические результаты для каждого из трех видов лечения с использованием групповых сравнений указаны звездочками (точные значения представлены в Таблице 3). Сравнение между видами лечения включало использование двухвыборочных t-критериев для независимых выборок, результаты которых приводятся рядом с соответствующими соединительными линиями (с использованием двухвыборочного t-критерия для независимых выборок по группам).

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ингибиторы холинэстеразы

В контексте данного изобретения термин «ингибитор холинэстеразы» обозначает соединение, ингибирующее ферментативное расщепление нейропередатчика ацетилхолина, повышая, тем самым, длительность действия ацетилхолина и его уровни в синаптической щели. За расщепление ацетилхолина ответственны, главным образом, два фермента: ацетилхолинэстераза и бутирилхолинэстераза. «Ингибитор холинэстеразы» включает соединения, ингибирующие или снижающие иным образом действие одного или обоих таких ферментов.

Соединения и способы по изобретению предусматривают фармацевтическую эффективность ингибиторов холинэстеразы. В контексте данного изобретения термин «фармацевтически эффективный» обозначает, что ингибитор холинэстеразы является терапевтически полезным при использовании у человека. Таким образом, термин исключает ингибиторы холинэстеразы, используемые в качестве пестицидов, такие как алдикарб (2-метил-2-(метилтио)пропиональдегид O-метилкарбамоилоксим), карбофуран (2,3-дигидро-2,2-диметил-7-бензофуранил метилкарбамат) и карбарил (1-нафтил метилкарбамат), а также ингибиторы холинэстеразы, которые являются настолько токсичными для человека, что они используются в качестве химического оружия, такие как сарин (2-(фтор-метилфосфорил)оксипропан), VX (S-[2-(диизопропиламино)этил]-O-этил метилфосфонтиоат) и соман (3-(фтор-метил-фосфорил)окси-2,2-диметилбутан). Большинство ингибиторов холинэстеразы, являющиеся пестицидами и химическим оружием, являются также квазиобратимыми или необратимыми; большинство ингибиторов холинэстеразы, являющиеся фармацевтически эффективными, также являются обратимыми.

Фармацевтически эффективные ингибиторы холинэстеразы хорошо известны в науке. Например, заявка на публикацию патента США № 2008/0070901, содержание которой включено сюда посредством ссылки, описывает ингибиторы холинэстеразы, включающие 7-метокситакрин, алвамелин, амбеноний, ансекулин, ареколин, цевимелин, ситиколин, демакарий, донепизил, эдрофоний, эптастигмин, фасцикулин, гептил-физостигмин, гуперзин А и его аналоги, икопезил, ипидакрин, линопиридин, метрифонат, миламелин, неостигмин, номеостигмин, норпиридостигмин, такрин, физостигмин, ривастигмин, субкомелин, суронакрин, аналоги такрина, такрин, талсаклидин, велнакрин, ксаномелин, зифросилон и множество других. В композициях и способах по изобретению могут использоваться любые такие соединения.

Для лечения слабоумия у людей применяли, по меньшей мере, три фармацевтически эффективных ингибиторов холинэстеразы. Они включают донепезил, галантамин и ривастигмин.

Донепезил является обратимым ингибитором ацетилхолинэстеразы. Он обладает следующей структурой:

Хлористоводородная соль донепезила представлена на рынке США под названием Арицепт®. Донепезил показан для лечения слабоумия по типу болезни Альцгеймера. Его вводят взрослым в дозе 5 мг или 10 мг один раз в день. Принимая во внимание возможные нежелательные явления, доза 10 мг не вводится пациентам до тех пор, пока они не будут находиться на приеме дозы 5 мг/день в течение 4-6 недель. Наиболее частые нежелательные явления, отмечающиеся, по меньшей мере, у 5% пациентов, принимающих дозу 10 мг/день, и в два раза чаще, чем для плацебо, включают тошноту, диарею, бессонницу, рвоту, мышечные судороги, утомляемость и анорексию.

Галантамин является обратимым ингибитором ацетилхолинэстеразы. Он обладает следующей структурой:

Бромистоводородная соль галантамина представлена на рынке США под названием Разадин®. Галантамин показан для лечения слабоумия по типу болезни Альцгеймера слабой/умеренной степени тяжести. Он вводится взрослым в дозе 16-24 мг/день, доза принимается два раза в день. Начальная доза составляет 4 мг два раза в день (8 мг/день), спустя 4 недели дозу повышают до 8 мг два раза в день (16 мг/день) и спустя еще 4 недели дозу повышают до 12 мг два раза в день (24 мг/день). Наиболее частые нежелательные явления, возникающие с частотой, по меньшей мере, 5% и, по меньшей мере, в два раза чаще, чем для плацебо, включают тошноту, рвоту, диарею, анорексию и снижение веса.

Ривастигмин является обратимым ингибитором холинэстеразы, обладающим следующей структурой:

Ривастигмина тартрат представлен на рынке США под названием Экселон®. Ривастигмин показан для лечения слабоумия по типу болезни Альцгеймера слабой/умеренной степени тяжести, а также для лечения слабоумия слабой/умеренной степени тяжести, вызванного болезнью Паркинсона. Ривастигмин вводят взрослым в дозе 6-12 мг/день, доза принимается два раза в день (ежедневные дозы 3-6 мг два раза в день). Начальная доза составляет 1,5 мг два раза в день (при хорошей переносимости) и повышается спустя минимум 2 недели лечения до 3 мг два раза в день. После дополнительных двух недель лечения доза дополнительно увеличивается до 4,5 мг два раза в день, и, спустя 2 недели, до 6 мг два раза в день, если не возникают нежелательные явления, требующие приема пониженных доз. Наиболее частые нежелательные явления, возникающие с частотой, по меньшей мере, 5% и, по меньшей мере, в два раза чаще, чем для плацебо, включают тошноту, рвоту, анорексию, диспепсию и астению.

Другие фармацевтически эффективные ингибиторы холинэстеразы широко применяли для лечения состояний у человека, и такие ингибиторы включают физостигмин, пиридостигмин и неостигмин.

Соединения Формулы I

Кроме ингибиторов холинэстеразы, композиции и способы по изобретению включают соединения по Формуле I:

,

где Х является СН₂ или СН₂-СН₂,

А является арилом или гетероарилом с 0, 1, 2 или 3 гетероатомами,

выбранными из группы, состоящей из N, S и О,

при этом А содержит 0, 1, 2 или 3 заместителя, каждый из которых включает от 0 до 8 атомов углерода, от 0 до 3 атомов кислорода, от 0 до 3 атомов галогенов, от 0 до 2 атомов азота, от 0 до 2 атомов серы и от 0 до 24 атомов водорода.

В контексте данного изобретения термин «арил» обозначает любое кольцо или кольцевую систему, содержащую, по меньшей мере, одно ароматическое кольцо.

В контексте данного изобретения термин «гетероарил» обозначает ароматическое кольцо, в котором 0, 1, 2 или 3 атомов в кольце являются N, S или О; сюда относят, например, пиридинил, тиенил и фурил.

Замещающие группы могут быть одинаковыми или разными. Примеры замещающих групп, соответствующие представленным здесь условиям, представлены следующими (не ограничиваясь):

гидрокарбил, т.е. молекула, состоящая только из атомов углерода и водорода, включая, но не ограничиваясь:

а) алкил, т.е. гидрокарбил без двойных или тройных связей, включая, но не ограничиваясь:

i) линейный алкил, например, метил, этил, n-пропил, n-бутил, n-пентил, n-гексил и т.д.

ii) разветвленный алкил, например изо-пропил, t-бутил и другие разветвленные изомеры бутила, разветвленные изомеры пентила и т.д.

iii) циклоалкил, например, циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил и т.д., которые, в некоторых случаях, могут быть соединены с другим циклоалкилом или фенилом;

iv) комбинации линейных, разветвленных алкилов и/или циклоалкилов;

б) алкенил, например гидрокарбил с 1 или несколькими двойными связями, включая линейные, разветвленные или циклоалкенилы;

в) алкинил, например гидрокарбил с 1 или несколькими тройными связями, включая линейные или разветвленные алкинилы;

г) комбинации алкила, алкенила и/или алкинила;

алкил-CN, такие как-СН₂-CN, -(CH₂)₂-CN; -(СН₂)₃-CN и т.п.;

гидроксиалкил, т.е. алкил-ОН, такие как гидроксиметил, гидроксиэтил и т.п.;

другие заместители, включая -O-алкил, алкил-O-алкил и т.п.;

гидроксиалкиловый эфир, такой как -СООН,

тиоалкилы и тиоэфирные заместители, включая -S-алкил, алкил-S-алкил и т.п.;

аминные заместители, включая -NH₂, -NH-алкил, -N-алкил¹алкил² (т.е. алкил¹ и алкил² одинаковы или разные и оба присоединены к N), алкил-NH₂, алкил-NH-алкил, алкил-N-алкил¹алкил² и т.п.;

аминоалкил, т.е. алкиламин, такой как аминометил (-СН₂-амин), аминоэтил и т.п.;

эфиры, такие как -CO₂-алкил, -CO₂-фенил и т.д.;

Другие карбонильные заместители, включая альдегиды; кетоны, такие как ацил (т.е.) и т.п; в частности предусмотрены заместители ацетил, пропионил и бензойл;

фенил и замещенный фенил; фенил и замещенный фенил может в некоторых случаях быть соединен с другим фенилом или циклоалкилом;

фторуглероды и гидрофторуглероды, такие как -CF_3,-CH₂CF₃ и т.д.;

-CN; и

-F, -Cl, -Br или -I.

Также возможны комбинации представленных выше заместителей (при указанных ограничениях).

Заместители должны быть достаточно устойчивы для использования в любых описанных здесь целях.

Если заместитель представлен солью, например, карбоновой кислоты или амина, противоион указанной соли, т.е. ион, который не связан ковалентным образом с оставшейся частью молекулы, не учитывается для ряда тяжелых атомов в замещающей группе. Таким образом, например, соль -СО₂^-Na⁺ является устойчивым заместителем, состоящим из 3 тяжелых атомов, т.е. натрий не учитывается. Другой пример: соль -NH(Me)₂⁺Cl^- является устойчивым заместителем, состоящим из 3 тяжелых атомов, т.е. хлор не учитывается.

В одном варианте воплощения изобретения А представлен пиридинилом, т.е. предусмотрены соединения со структурой, такой, как, например, указана ниже. В таких структурах R1, R2 и R3 являются заместителями, указанными следующим образом:

.

В другом варианте воплощения изобретения А представлен тиенилом, т.е. предусмотрены соединения со структурой, такой, как, например, указана ниже. В таких структурах R1 и R2 являются заместителями, указанными следующим образом:

.

В другом варианте воплощения изобретения А представлен фурилом, т.е. предусмотрены соединения со структурой, такой, как, например, указана ниже. В таких структурах R1, R2 и R3 являются заместителями, указанными следующим образом:

.

В одном варианте воплощения изобретения каждый заместитель представлен независимым образом алкилом, имеющим от 1 до 8 атомов углерода.

В другом варианте воплощения изобретения А не замещен или имеет заместитель изопропил.

В другом варианте воплощения изобретения каждый заместитель В представлен -F, -Cl, -СН₃ или -CF₃.

В другом варианте воплощения изобретения А представлен пиридилом, фурилом, тиенилом, пирролилом, пирролидинилом, имидазолилом, оксазолилом, тиазолилом, пиразолилом, пиримидинилом, хинолинилом или пиразинилом, имеющим 0, 1, 2 или 3 заместителя.

Если не указано иное, ссылка на соединение включает фармацевтически приемлемые соли, таутомеры, альтернативные твердые формы и нековалентные комплексы химического вещества с указанной структурой или химическим названием.

Фармацевтически приемлемая соль представлена любой солью исходного соединения, подходящей для введения животному или человеку. Соль включает одну или несколько ионных форм соединения, таких как конъюгат кислоты или основания, связанных с одним или несколькими соответствующими противоионами. Соли могут образовывать или включать одну или несколько депротонированных кислотных групп (например, карбоксильных кислот), одну или несколько протонированных основных групп (например, аминов) или группы обоих типов (например, цвиттер-ионы).

Фармацевтически приемлемые соли кислотных функциональных групп могут быть получены из органических или неорганических оснований. Соль может включать моно- или поливалентный ион. Особый интерес представляют неорганические ионы, литий, натрий, калий, кальций и магний. Органические соли могут быть получены из аминов, в частности соли аммония, такие как моно, ди и триалкильные амины или этаноламины. Соли также могут быть образованы из кофеина, трометамина и подобных молекул. Хлористоводородная кислоты или некоторые другие фармацевтически приемлемые кислоты могут образовывать соль с соединением, включающим основную группу, такую как амин или пиридиновое кольцо.

Таутомеры являются изомерами, между которыми быстро устанавливается равновесие. Они часто, но не обязательно, обуславливают перенос протона, атома водорода или иона гидрида. Например, представленные здесь структуры могут включать, но не ограничиваться, следующие таутомерные формы:

.

Если это четко указано стереохимическим образом, структура включает каждый возможный стереоизомер, содержащийся как в чистой, так и в любой возможной смеси.

Альтернативные твердые формы представлены различными твердыми формами, некоторые из которых могут быть получены при применением описанных здесь процедур. Например, альтернативные твердые формы могут быть полиморфами, различными видами аморфных твердых форм, аморфными формами диоксида кремния и т.п.

Нековалентные комплексы представлены комплексами, которые могут образовываться между Соединением и одним или несколькими дополнительными химическими молекулами, которые не взаимодействуют ковалентным образом с образованием связи между Соединением и такими дополнительными химическими молекулами. Специфическое соотношение между Соединением и дополнительными химическими молекулами может присутствовать или отсутствовать. Примеры могут включать сольваты, гидраты, комплексы с переносом заряда и т.п.

Способы получения соединений по Формуле I описаны, например, в заявке на публикацию патента США № 2009/0036436, описание которого приводится здесь посредством ссылки.

Композиции, используемые в способе по изобретению, могут дополнительно включать вспомогательное вещество. Такое вспомогательное вещество может быть носителем или разбавителем; оно обычно смешано с активным соединением или может быть разбавлено или включено в активное соединение. В случае разбавителя, носитель может быть представлен твердым, полутвердым или жидким материалом, действующим в качестве вспомогательного вещества или носителя для активного соединения. Композиции также могут включать смачивающие агенты, эмульгаторы, консерванты, увлажняющие агенты и/или ароматизаторы.

Когнитивные расстройства

В контексте данного изобретения термин «когнитивные расстройства» обозначает любое состояние, характеризующееся нехваткой умственной активности, ассоциированной с мышлением, способностью к обучению или памятью. Примеры таких расстройств включают агнозию, амнезию, афазию, апраксию, делирий, слабоумие и нарушение способности к обучению.

В некоторых случаях, причина когнитивного расстройства может быть неизвестной или неопределенной. В других случаях когнитивное расстройство может быть связано (что может быть вызвано или возникнуть в присутствии) с другими состояниями, характеризующимися повреждением или потерей нейронов или других структур, задействованных в передаче сигналов между нейронами. Таким образом, когнитивные расстройства могут быть связаны с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, кортикобазальная дегенерация, болезнь Крейтцфельдта-Якоба, лобно-височная долевая дегенерация, болезнь Хантингтона, рассеянный склероз, нормотензивная гидроцефалия, органический хронический мозговой синдром, болезнь Паркинсона, болезнь Пика, прогрессирующий надъядерный паралич или сенильная деменция (альцгеймеровского типа); они могут быть связаны с травмой головного мозга, такой как, например, вызванной хронической субдуральной гематомой, контузией, внутримозговым кровотечением или другим повреждением головного мозга, таким как вызванное, например, инфекцией (например, энцефалит, менингит, септицемия), или интоксикацией, или злоупотреблением лекарственных средств; и могут быть связаны с синдромом Дауна и синдромом Мартина-Белла.

Когнитивные расстройства также могут быть связаны с другими состояниями, которые нарушают нормальное функционирование центральной нервной системы, включая психические расстройства, такие как тревожные расстройства, диссоциативные расстройства, расстройства настроения, шизофрению, а также соматоформные и симулятивные расстройства; они также могут быть связаны с состояниями периферической нервной системы, такими как хроническая боль.

Описанные здесь соединения могут использоваться для лечения агнозий, амнезии, афазии, апраксии, делирия, деменции, нарушения способности к обучению и других когнитивных расстройств вне зависимости от того, известна их причина или нет.

Примеры деменции, которая может быть подвергнута лечению с использованием способов по изобретению, включают СПИД-деменцию, болезнь Бинсвангера, деменцию с тельцами Леви, лобно-височную деменцию, мультиинфарктную деменцию, болезнь Пика, семантическую деменцию, сенильную деменцию и сосудистую деменцию.

Примеры нарушений способности к обучению, которые могут быть подвергнуты лечению способами по изобретению, включают синдром Альцгеймера, нарушение внимания, синдром гиперреактивности с дефицитом внимания, аутизм, дезинтегративное расстройство детского возраста и синдром Ретта.

Примеры афазии, которая может быть подвергнута лечению с использованием способов по изобретению, включают прогрессирующую вялотекущую афазию.

Описанные здесь соединения также могут использоваться для лечения пациентов с дефицитом умственной деятельности легкой степени тяжести или дефицитом умственной деятельности, которые не существенно влияют на ежедневную деятельность. Когнитивное расстройство легкой степени тяжести является примером подобного состояния: пациент с когнитивным расстройством легкой степени тяжести имеет симптомы деменции (например, затруднения речи или памяти), однако тяжесть таких симптомов такова, что диагноз деменции может оказаться неподходящим. Описанные здесь соединения могут использоваться для лечения когнитивных расстройств легкой степени тяжести и других подобных расстройств менее тяжелой степени тяжести.

Фармацевтические композиции

Фармацевтические композиции по изобретению включают один или нескольких фармацевтически эффективных ингибиторов холинэстеразы и одно или нескольких соединений по Формуле I.

Доза

Фармацевтические композиции по изобретению могут быть разработаны таким образом, что пациент принимает дозу ингибитора холинэстеразы, которая обычно эффективна при введении в виде монотерапии для лечения когнитивного расстройства, для которого показан ингибитор холинэстеразы, и дозу соединения по Формуле I, которая обычно эффективна при введении в виде монотерапии для лечения когнитивного расстройства. Однако фармацевтические композиции по изобретению также могут быть разработаны таким образом, что дозы каждого соединения неэффективны или минимально эффективны при введении соединений в виде монотерапии. Это позволяет ввести пациенту композицию по изобретению, которая настолько же эффективна, как и большие дозы ингибиторов холинэстеразы и соединений по изобретению по Формуле I, вводимых в виде монотерапии, при этом менее вероятно, что это приведет к возникновению побочных эффектов. Это не означает, что композиции по изобретению включают ингибиторы холинэстеразы и соединения по Формуле I только в таких дозах, которые, при введении в виде монотерапии, обладают минимальной эффективностью: у пациента, которому введена композиция, включающая обычную дозу таких соединений, вероятно, будет отмечаться улучшение, которое превышает таковое улучшение у пациента при введении соединений в качестве монотерапии.

Точная доза и частота введения зависит от степени тяжести и состояния пациента, пути введения, активности и фармакодинамики отдельного используемого соединения, а также от суждения врача, назначающего лечение. Определение дозы происходит обычным образом, что должно быть известно специалисту в данной области. Дозы обезболивающих противосудорожных препаратов для лечения судорог, обсужденных в предыдущих разделах, могут применяться в качестве руководства.

Желательным может оказаться введение доз ингибитора холинэстеразы и соединения по Формуле I, которые являются неэффективными или минимально эффективными при введении соединений в виде монотерапии. Определение такой дозы проводят обычным образом. Типичные дозы представлены ниже.

Если необходимо ввести дозу ингибитора холинэстеразы, которая эффективна при введении в виде монотерапии, можно использовать дозы, превышающие указанные выше дозы.

Вспомогательные вещества и лекарственные формы

Специалисту в данной области будет очевидно, что для введения фармацевтических композиций по изобретению ингибиторы холинэстеразы и соединения по Формуле I могут быть смешаны с фармацевтически приемлемым вспомогательным веществом, которое хорошо известно в науке.

Фармацевтическая композиция для систематического введения может быть представлена порошком, таблеткой, драже или т.п., или раствором, эмульсией, суспензией, аэрозолем, сиропом или эликсиром, подходящим для перорального или парентерального введения или ингаляции.

Для твердых лекарственных форм или лекарственных средств нетоксичные твердые носители включают, но не ограничиваются, фармацевтические категории маннитола, лактозы, крахмала, магния стеарата, натрия сахарина, полиалкиленгликолей, талька, целлюлозы, глюкозы, сахарозы и магния карбоната. Твердые лекарственные формы могут быть непокрытыми или могут быть покрытыми с использованием известных способов для замедления распада и абсорбции в желудочно-кишечном тракте, обеспечивая продолжительное высвобождение в течение более длительного периода. Например, может использоваться вещество для замедления распада, такое как глицерила моностеарат или глицерила дистеарат. Такие формы также могут быть покрыты с использованием способа, описанного в патентах США № 4256108, № 4166452 и № 4265874, для образования лечебных таблеток для контроля высвобождения. Жидкие фармацевтические лекарственные формы могут, например, включать раствор или суспензию с одним или несколько представленными здесь соединениями и, в некоторых случаях, фармацевтическими адъювантами на носителе, таком как, например, вода, физиологический раствор, водная декстроза, глицерин, этанол и т.п., для образования раствора или суспензии. При необходимости, фармацевтическая композиция для введения также может содержать незначительные количества нетоксичных вспомогательных веществ, таких как смачивающие вещества или эмульгаторы, агенты для буферизации рН и т.п. Типичные примеры таких вспомогательных агентов представлены натрия ацетатом, сорбитан монолауратом, триэтаноламином, натрия ацетатом, триэтаноламина олеатом и т.д. Фактические способы приготовления таких лекарственных форм известны или очевидны для специалиста в данной области; например, см. Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton, Pa., 16th Edition, 1980. Композиция по изобретению для введения, в любом случае, содержит количество одного или нескольких описанных здесь соединений в количестве, эффективном для обеспечения необходимого терапевтического эффекта.

Парентеральное введение обычно характеризуется инъекцией (подкожной, внутримышечной или внутривенной). Вводимые вещества могут быть приготовлены в обычно используемых формах, в виде жидких растворов или суспензий, твердых форм, подходящих для приготовления раствора или суспензии перед введением, или в виде эмульсий. Подходящие вспомогательные вещества представлены, например, водой, физиологическим раствором, декстрозой, глицерином, этанолом и т.п. Кроме того, при необходимости, вводимые фармацевтические композиции для введения также могут содержать незначительные количества нетоксичных вспомогательных веществ, таких как смачивающие вещества или эмульгаторы, агенты для буферизации рН и т.п.

Способы лечения

Композиции и способы по изобретению могут использоваться для лечения когнитивных расстройств. В контексте данного изобретения термин «лечение» обозначает медицинское воздействие. Он включает, например, введение соединения по изобретению для предотвращения возникновения когнитивного расстройства, а также для снижения его степени тяжести.

Пациенту с когнитивным расстройством можно вводить фармацевтическую композицию, включающую ингибитор холинэстеразы и соединение по Формуле I. Такие соединения также могут быть введены по отдельности, непосредственно один после другого, или быть введены с коротким интервалом между введением таких соединений (например, 5-15 минут, или 15-30 минут, или 30 минут - 1 час), или быть введены с более длительным интервалом между введением таких соединений (например, 1-2 часа, 2-4 часа, 4-6 часов, 6-12 часов или 12-24 часа). Одно соединение может быть введено более часто, чем другое соединение, например, введение ингибитора холинэстеразы может осуществляться один или несколько раз в день, а введение соединения по Формуле I - два или более раз (или наоборот).

ПРИМЕРЫ

Изобретение дополнительно описано следующими примерами.

Пример 1

Базальная синаптическая передача возбуждающего сигнала в гиппокампе и коре свободно движущейся крысы

Эксперименты проводили на свободно движущихся самцах крыс линии Sprague-Dawley, которым в гиппокамп и обонятельную кору были имплантированы стимулирующие и записывающие электроды, для (1) характеристики влияния соединения по Формуле I ((2R,3S)-2-амино-3-гидрокси-3-(пиридин-4-ил)-1-(пирролидин-1-ил)пропан-1-он) («Соединение X») на базальную синаптическую передачу возбуждающего сигнала, т.е. параметра меры, положительным образом ассоциированного с поведением и кодированием информации; и для (2) определения возможного воздействия на синаптическую передачу сигнала при комбинации Соединения Х с физостигмином и галантамином - обоих членов семейства ингибиторов холинэстеразы, обладающих прокогнитивной эффективностью у пациентов с болезнью Альцгеймера.

Само по себе Соединение Х существенно повышает синаптическую передачу возбуждающего сигнала в гиппокампе и обладает похожей специфичностью при усилении передачи сигнала в обонятельной коре. Физостигмин и галантамин обладают предельным эффектом на синаптическую передачу сигнала в гиппокампе и коре в исследуемых дозах. При совместном применении с Соединением X физостигмин и галантамин облегчают синаптическую передачу сигнала и повышают ее до значительного уровня в сравнении с таковым повышением в гиппокампе и коре, наблюдаемым при использовании только Соединения X. Синергизм между двумя структурно и функционально очень различающимися классами соединений указывает на то, что прокогнитивные эффекты Соединения Х могут быть в разы повышены холинергическими соединениями, утвержденными для лечения болезни Альцгеймера.

Способы

Полевые возбуждающие постсинаптические потенциалы (пВПСП), возникающие в результате электрической стимуляции, были записаны у свободно движущихся животных с постоянным образом и глубоко имплантированными электродами в гиппокамп и обонятельную кору. В ходе эксперимента 1 сравнивали эффекты одного уровня дозы (6 мг/кг интраперитонеально (и/п)) Соединения Х на пВПСП гиппокампа и коры с контрольными данными носителя. В ходе эксперимента 2 сравнивали эффекты Соединения Х (6 мг/кг и/п) в сочетании с физостигмином (0,1 мг/кг и/п) или галантамином (1 мг/кг и/п) на пВПСП гиппокампа и коры с контрольными данными носителя.

Субъекты

Использовали самцов крысы линии Sprague Dawley в возрасте на момент проведения операции 3 месяцев. Животные содержались по отдельности с циклом 12:12 светлого/темного времени суток, еда и вода подавались ad libitum.

Получение хронических электрофизиологических данных для гиппокампа и коры

Подготовка животных с хроническим образом имплантированными электродами проводилась в соответствии с процедурами, по существу, описанными в опубликованной ранее работе (U.Staubli and J.Scafidi, J.J.Neurosci. 17:4820-4828 (1997)). Для получения записей для гиппокампа стимулирующий электрод был расположен в перфорантном пути в пределах энторинальной области коры, а записывающий электрод - в воротах зубчатой извилины гиппокампа. Для получения записей для обонятельной коры стимулирующий электрод был расположен в обонятельном пути, а записывающий электрод - в слое I грушевидной коры.

Запись у свободно движущихся крыс

Спустя десять дней выздоровления после операции животные были акклиматизированы в клетках для записи и присоединению записывающего проводника к области головы. Сессии записи были начаты путем корректировки интенсивности тока (25-100 мкА) и ширины импульса монофазного стимулирующего пульса (100-250 мкс) для получения полевого возбуждающего постсинаптического потенциала (пВПСП), значение максимальной амплитуды которого было на 50-60% больше от значения потенциала популяционного спайка, обычно варьирующего от 4 до 8 мВ. Сигналы записи были амплифицированы и профильтрованы с полосой пропускания от 1 Гц до 5 Гц и введены в специализированное программное обеспечение (NacGather), производящее оцифровку данных и хранение значений возбужденных потенциалов. Начальные записывающие сессии, когда пВПСП возбуждались каждые 20 секунд, проводили ежедневно в течение 20-45 минут, как минимум, в течение 3 дней, и для дальнейшего исследования отбирали только тех животных, у которых отмечались соответствующие и стабильно возбуждаемые моносинаптические пВПСП.

Исследование препарата

Гиппокампальные животные (животные с электродами, имплантированными в гиппокамп) были случайным образом распределены в одну из 3 групп, т.е. группу введения только Соединения X, группу введения Соединения Х плюс физостигмина и группу введения только физостигмина. Кортикальные животные (животные с электродами, имплантированными в обонятельную кору) были случайным образом распределены в одну из 5 групп, т.е. группу введения только Соединения X, группу введения Соединения Х плюс физостигмина, группу введения только физостигмина, группу введения Соединения Х плюс галантамина и группу введения только галантамина. Для каждого теста исходные потенциалы записывались в течение, по меньшей мере, 15 минут, для установления стабильности, затем вводили раствор носителя (ДДП) и проводили запись в течение дополнительных 20 минут для верификации того, что процедура введения или носитель не влияют на исходные потенциалы. Если изменения в исходных значениях превышают +5%, эксперимент в тот же день прекращали. Всем другим животным было введено исследуемое соединение спустя 2 минуты после введения носителя, и запись пВПСП продолжалась в течение, по меньшей мере, 2 часов, или 4 часов, если эффект препарата сохранялся по истечении 2 часов. В случаях повторного использования животных, после каждой сессии испытаний выдерживался минимальный период выведения из организма (3 дня). Значения потенциалов отмечались каждые 20 секунд в течение всего эксперимента.

Исследуемые соединения

Соединение Х хранили замороженным при температуре примерно -20°С в морозильной камере в виде порошка. Непосредственно перед использованием, порошок растворяли в дистилляте двойной перегонки (ДДП) для получения маточного раствора 12 мг/мл с последующим разбавлением на 50% для введения в дозе 6 мг/кг при финальном объеме 1 мл/кг.

Физостигмин (эсерина гемисульфат) был приобретен у компании Sigma Aldrich и растворен в ДДП для получения маточного раствора 1 мг/мл. Для введения маточного раствора такой раствор был разбавлен в 10 раз и введен при концентрации 0,1 мг/кг при финальном объеме 1 мл/кг. Галантамин (галантамина гидробромид) был приобретен у компании Sigma Aldrich и растворен в ДДП для получения маточного раствора 2 мг/мл. Для введения маточного раствора, такой раствор был разбавлен на 50% и введен при концентрации 1 мг/кг при финальном объеме 1 мл/кг.

Для комбинированного лечения Соединением Х и физостигмином, 12 мг/мл маточный раствор Соединения Х и 1 мг/мл маточный раствор физостигмина были разведены на 50% и 10%, соответственно, и введены при финальном объеме 1 мл/кг. Для комбинированного лечения Соединением Х и галантамином, 12 мг/мл маточный раствор Соединения Х и 2 мг/мл маточный раствор галантамина были разведены на 50% каждый и введены при финальном объеме 1 мл/кг.

Все соединения вводили интраперитонеально (и/п).

Вычисления

Все электрофизиологические данные были собраны и оцифрованы с использованием программы NacGather 2.0.7.2 Neurodata Acquisition Systems, а затем проанализированы с использованием программ NacShow с построением графиков в программе GraphPad Prism. Все результаты были выражены относительно значений амплитуды пВПСП в течение начального периода 15 минут, предшествующего введению носителя, и представлены в виде средних значений ±СПС. Для определения эффектов лекарственных средств на синаптическую передачу возбуждающего сигнала (амплитуды пВПСП) для каждого соединения в отдельности были проведены статистические сравнения с использованием двустороннего парного критерия Стьюдента между усредненными данными для всего периода перед введением носителя (15 минут) относительно усредненных данных для периода спустя 15 минут после введения лекарственного средства, который характеризовался наибольшим повышением. Статистические сравнения между облегчающим эффектом комбинированного лечения (Соединение Х с физостигмином или Соединение Х плюс галантамин) в сравнении только с Соединением Х или только ингибиторами холинэстеразы, соответственно, проводили с использованием непарного одностороннего критерия Стьюдента и данных пиковых значений после введения лекарственных средств, усредненных для периода в 15 минут. Уровень значимости был установлен на значение р<0,05 (обозначается *), р<0,01 (обозначается **) и р<0,001 (обозначается ***).

Результаты

В Таблице 1 представлены данные эффекта физостигмина, Соединения Х и Соединения Х в сочетании с физостигмином на синаптическую передачу возбуждающего сигнала в гиппокампе у свободно движущихся крыс. Эффекты препаратов оценивали путем измерения изменений в амплитуде пВПСП в присутствии лекарственного средства относительно изменений, возникших после введения носителя, которое непосредственно предшествовало введению лекарственного средства. Само по себе Соединение Х и Соединение Х в совместном применении с физостигмином существенно повышало значения пВПСП гиппокампа, в отличие от физостигмина, который не приводил к каким-либо существенным изменениям в базальной передаче сигнала. Более того, облегчение, вызванное совместным применением Соединения Х с физостигмином, было существенно большим, чем облегчение, наблюдаемое при использовании только Соединения Х или только физостигмина (см. Фигуру 1).

В Таблице 1 показано, что Соединение Х в дозе 6 мг/кг и/п в виде монотерапии (n=5) и в комбинации с физостигмином в дозе 0,1 мг/кг и/п (n=3) обладало значительной облегчающей способностью на базальную синаптическую передачу возбуждающего сигнала в гиппокампе свободно двигающихся крыс линии Sprague-Dawley. Физостигмин сам по себе (n=3) был неактивным и не приводил к значительному повышению базальной синаптической передачи сигнала. Представлены значения сравнения отдельных критериев Стьюдента (двусторонних, парных).

В Таблице 2 представлены значения эффекта физостигмина, Соединения Х и Соединения Х в сочетании с физостигмином на синаптическую передачу возбуждающего сигнала в обонятельной коре. Эффекты препаратов оценивали путем измерения изменений в амплитуде пВПСП в присутствии лекарственного средства относительно изменений, возникших после введения носителя, которое непосредственно предшествовало введению лекарственного средства. Само по себе Соединение X и соединение Х в комбинации с физостигмином значительно повышало пВПСП в гиппокампе. Физостигмин также приводил к значительному повышению базальной передачи сигнала, однако такой эффект был существенно ниже эффекта, отмечаемого только для Соединения Х или Соединения Х в комбинации с физостигмином (см. Фигуру 2). Кроме того, облегчение, вызванное комбинированным использованием Соединения Х и физостигмина, было значительно большим, чем облегчение, отмечаемое при использовании только физостигмина (см. Фигуру 2).

В Таблице 2 показано, что Соединение Х в дозе 6 мг/кг и/п в виде монотерапии (n=11) и в комбинации с физостигмином в дозе 0,1 мг/кг и/п (n=7) обладало значительной облегчающей способностью на базальную синаптическую передачу возбуждающего сигнала в обонятельной коре свободно двигающихся крыс линии Sprague-Dawley. Сам по себе Физостигмин (n=5) также приводил к значительному улучшению базальной синаптической передачи сигнала. Представлены значения сравнения отдельных критериев Стьюдента (двусторонних, парных). Облегчение, возникающее под действием только физостигмина, было существенно ниже, чем облегчение, возникающее под действием только Соединения Х или Соединения Х в комбинации с физостигмином.

В Таблице 3 представлены значения эффекта галантамина, Соединения Х и Соединения Х в сочетании с галантамином на синаптическую передачу возбуждающего сигнала в обонятельной коре. Эффекты препаратов оценивали путем измерения изменений в амплитуде пВПСП в присутствии лекарственного средства относительно изменений, возникших после введения носителя, которое предшествовало введению лекарственного средства. Само по себе Соединение Х и Соединение Х в совместном применении с галантамином существенно повышало значения пВПСП гиппокампа, в отличие от галантамина, который не приводил к каким-либо существенным изменениям в базальной передаче сигнала. Облегчение, возникающее при совместном применении Соединения Х плюс галантамина, было значительно большим, чем облегчение, отмечаемое при использовании только Соединения X, но не достигало уровней значимости (р=0,07) (см. Фигуру 3).

В Таблице 3 показано, что Соединение Х в дозе 6 мг/кг и/п в виде монотерапии (n=11) и в комбинации с галантамином в дозе 1 мг/кг и/п (n=3) обладало значительной облегчающей способностью на базальную синаптическую передачу возбуждающего сигнала в обонятельной коре свободно двигающихся крыс линии Sprague-Dawley. Галантамин в дозе 1 мг/кг сам по себе (n=3) был неактивным и не приводил к значительному повышению базальной синаптической передачи сигнала. Представлены значения сравнения отдельных критериев Стьюдента (двусторонних, парных).

Такие эксперименты показывают, что Соединение Х в дозе, повышающей память у грызунов, приводило к значительному повышению синаптической передачи возбуждающего сигнала в базальном отделе гиппокампа и обонятельной коре, что является мерой, положительно ассоциированной с поведением и научением. Такой потенциал, вызываемый Соединением Х у свободно движущихся крыс, был существенно повышен и имел равную степень при совместном введении подпороговых доз физостигмина или галантамина в гиппокамп и обонятельную кору. Сами по себе физостигмин и галантамин, при использовании в равных дозах, не влияют на базальную передачу сигнала. Такие результаты показывают, что Соединение Х может усиливать или обладать синергичным эффектом с физостигмином и галантамином.

Пример 2

Композиции по изобретению дополнительно описаны в таблице ниже.

соединение А Соединение В Введение Донепезил 0,5 мг Соединения А плюс 50 мг Соединения В, представленные в виде одной таблетки, принимаемой два раза в день Донепезил 1,0 мг Соединения А, принимаемого один раз в день утром и вечером, плюс 50 мг Соединения В, принимаемого один раз в день в середине дня Донепезил 2,5 мг Соединения А плюс 30 мг Соединения В, представленные в виде раствора, принимаемого один раз в день Донепезил 10 мг Соединения А плюс 30 мг Соединения В, представленные в виде раствора, принимаемого один раз в день Галантамин 4 мг Соединения А плюс 25 мг Соединения В, представленные в виде одной таблетки, принимаемой два раза в день Галантамин Одна таблетка, содержащая 2 мг Соединения А, плюс одна таблетка, содержащая 50 мг Соединения В, принимаемые в одно и то же время два раза в день Галантамин 4 мг Соединения А, принимаемого один раз в день утром, плюс 100 мг Соединения В, принимаемого один раз в день вечером Галантамин 15 мг Соединения А, принимаемого два раза в день, плюс 30 мг Соединения В, принимаемого один раз в день вечером Ривастигмин 0,5 мг Соединения А плюс 50 мг Соединения В, представленные в виде одной таблетки, принимаемой два раза в день Ривастигмин 0,25 мг Соединения А плюс 15 мг Соединения В, представленные в виде раствора, принимаемого три раза в день Ривастигмин Одна таблетка, содержащая 3 мг Соединения А, плюс одна таблетка, содержащая 100 мг Соединения В, принимаемые в одно и то же время один раз в день Ривастигмин 3 мг Соединения А плюс 100 мг Соединения В, представленные в виде одной таблетки, принимаемой один раз в день Ривастигмин 10 мг Соединения А плюс одна таблетка, содержащая 30 мг Соединения В, представленные в виде одной таблетки, принимаемой один раз в день