Результат интеллектуальной деятельности: 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновая кислота, обладающая кардиопротекторной активностью

Изобретение относится к области фармакологии, а именно к биологически активным соединениям, конкретно - 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновой кислоте, С₁₆H₂₀N₂O₂, проявляющей кардиопротекторную активность.

По известным литературным источникам кардиотоксичность химиопрепаратов является одной из основных причин смертности онкологических пациентов, в первую очередь это касается детей, пациентов с гемабластозами, больных раком молочной железы и лимфомой Ходжкина [Felker G.M., Thompson R.Е., Hare J.М., et al. Underlying causes and long-term survival in patients with initially unexplained cardiomyopathy. N Engl J Med, 342 (2000), pp. 1077-1084. http://dx.doi.org/10.1056/NEJM200004133421502; Truong J, Yan A.T., Cramarossa G. et. al. Chemotherapy-induced cardiotoxicity: detection, prevention, and management. Can J Cardiol. 2014 Aug; 30 (8): 869-78. doi: 10. 1016/j. cjca. 2014. 04. 029; O'Hare M, Sharma A., Murphy K., et. al. Cardio-oncology Part I: chemotherapy and cardiovascular toxicity. Expert Rev Cardiovasc Ther. 2015 Apr 5: 1-8. http://dx.doi.org/10.1586/14779072.2015.1027686]. У пациентов с лимфопролиферативными заболеваниями на фоне терапии антрациклиновым антибиотиком доксорубицином отмечается ухудшение диастолической функции левого желудочка, урежение частоты сердечных сокращений, снижение минутного объема сердца и сердечного индекса [Правдивцева Е.В., Потешкина Н.Г., Сванадзе A.M. и др. Профилактика кардиотоксического действия антрациклинового антибиотика доксорубицина: роль ингибитора ангиотензинпревращающего фермента периндоприла. Клиницист. 2011; 5(3):55-60. DOI:10.17650/1818-8338-2011-3-55-60].

Назначение эналаприлата, верапамила, карведилола с целью кардиопротекции во время проведения курса полихимиотерапии с антрациклиновыми антибиотиками позволяет предотвратить ухудшение диастолической функции и сердечной гемодинамики. Ряд исследований подтверждают наличие кардипротекторных свойств у данных препаратов [Intracoronary enalaprilat during angioplasty for acute myocardial infarction: alleviation of postischaemic neurohumoral and inflammatory stress? Schaefer U, Kurz T, Bonnemeier H, Dendorfer A, Hartmann F, Schunkert H, Richardt G. J Intern Med. 2007 Feb; 261(2): 188-200; A critical review of the use of carvedilol in ischemic heart disease. Chen-Scarabelli C, Saravolatz L Jr, Murad Y, Shieh WS, Qureshi W, Di Rezze J, Abrencillo R, Gardin T, Gidwani UK, Saravolatz L, Faggian G, Scarabelli TM. Am J Cardiovasc Drugs. 2012 Dec 1; 12(6):391-401. doi: 10.2165/11636090-000000000-00000; Egr-1, the potential target of calcium channel blockers in cardioprotection with ischemia/reperfusion injury in rats. Huang Z, Li H, Guo F, Jia Q, Zhang Y, Liu X, Shi G. Cell Physiol Biochem. 2009; 24(1-2): 17-24. doi: 10.1159/000227809. Epub 2009 Jul 1].

Имидазолиновые рецепторы располагаются на мембранах митохондрий и активно связаны с антиоксидантной и моноаминооксидазной ферментативными системами. В связи с этим коррекция работы митохондрий может в значительной степени нивелировать проявления токсических кардиомиопатий.

В связи с вышесказанным следует отметить актуальность исследования производного амидов гетероциклических кислот (3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновой кислоты) в качестве лекарственного средства для коррекции химиотерапевтически-индуцированной кардиомиопатии.

К кардиопротекторным средствам относят препарат мексикор, заявленный для профилактики и лечения различных форм ишемической болезни сердца (RU №2144822, публ. 27.01.2000), обладающий антиангинальной активностью (RU №2168993, публ. 20.06.2001), применяемый для лечения острого инфаркта миокарда (RU №2299730, публ. 27.05.2007).

Однако кардиопротекторная активность мексикора выражена недостаточно, что приводит к увеличению длительности сроков лечения и использованию высоких доз в терапии. Также кардиопротекторная активность мексикора имеет серьезные недостатки: они действуют лишь на конечном этапе свободнорадикального окисления, а при разложении свободных радикалов полиненасыщенных жирных кислот образуют токсичные продукты, усиливающие повреждение клеточных мембран.

Известно соединение (±)-цис-3-(2'-бензимидазолил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновая кислота, проявляющая сахароснижающее и антидиабетогенное действие (RU №2205826, публ. 10.06.2003). Данное соединение проявляет высокую сахароснижающую и антидиабетогенную активность и может быть использовано как сахароснижающее средство при манифестных формах сахарного диабета I и II типа, а также как антидиабетогенное средство, которое предупреждает и/или ослабляет развитие инсулиновой недостаточности на ранних стадиях заболевания.

Задачей изобретения является создание высокоэффективного соединения, обладающего кардиопротекторной активностью, позволяющего повысить эффективность лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Поставленная задача достигается применением биологически активного соединения - 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновой кислоты, C₁₆H₂₀N₂O₂,

в качестве кардиопротекторного средства.

Биологически активное соединение 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновая кислота проявляет выраженное кардиопротекторное действие перед препаратами сравнения - эналаприлат, верапамил, карведилол.

Технический результат заключается в применении 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновой кислоты, C₁₆H₂₀N₂O₂, в качестве средства, обладающего выраженной кардиопротекторной активностью, позволяющего повысить эффективность лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Указанное соединение, 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновую кислоту, получают из 2-аминофениламида DL-камфорной кислоты.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

Пример

В колбу загружают 147 г DL-камфорного ангидрида, 0,9 л толуола и 87 г фенилендиамина. Включают перемешивание, нагревают реакционную массу до температуры 75°С и выдерживают в данных условиях в течение 3 часов. После этого реакционную массу охлаждают до комнатной температуры. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта. Осадок тщательно отжимают и затем дважды промывают на фильтре толуолом порциями по 150 мл и повторно отжимают. Осадок 2-аминофениламида DL-камфорной кислоты сушат в сушильном шкафу при температуре 70°С в течение 5 часов. Получают 183 г 2-аминофениламида DL-камфорной кислоты, выход 78%.

Синтез 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилцикло-пентанкарбоновой кислоты:

В колбу загружают 183 г 2-аминофениламид DL-камфорной кислоты, 0,82 л толуола, 86 мл диметилформамида и 87 г фенилендиамина. Включают перемешивание и нагревают реакционную массу до кипения (110°С). Смесь выдерживают в данных условиях до окончания выделения воды и ее сбора в преемнике насадки Дина-Старка. Должно выделится около 11 мл воды. После этого реакционную массу охлаждают до комнатной температуры.

Выпавший при стоянии осадок отфильтровывают под вакуумом на фильтре Шотта, тщательно отжимают и затем дважды промывают на фильтре толуолом порциями по 140 мл и повторно отжимают. Осадок выдерживают на фильтре под вакуумом в течение 1 часа, переносят в колбу и загружают 370 мл 70% водного этилового спирта. Включают перемешивание и нагревают раствор до температуры 75±5°С. Выдерживают массу при указанных условиях в течение 2 часов, отфильтровывают осадок 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилцикло-пентан-карбоновой кислоты, тщательно отжимают и переносят в кювету для сушки. Осадок 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилцикло-пентан-карбоновой кислоты (техн.) сушат в сушильном шкафу при температуре 70°С в течение 4 часов. Получают 141 г продукта, выход 82,5%.

Для очистки продукт дважды перекристаллизовывают из этилового спирта.

Внешний вид:

Порошок белого или почти белого цвета.

Растворимость:

Практически не растворим в воде, растворим в 96% спирте, мало растворим в хлороформе.

Подлинность:

РЖ-спектр субстанции, снятый в диске с калия бромидом (1 мг субстанции в 200 мг калия бромида) в области от 4000 до 400 см^-1.

Время удерживания основного пика на хроматограмме испытуемого раствора должно соответствовать времени удерживания основного пика на хроматограмме стандартного образца 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентан-карбоновой кислоты.

УФ-спектр вещества должен иметь три максимума при длинах волн 247 нм, 276 нм и 282 нм.

Температура плавления от 252°С до 258°С с разложением.

Посторонние примеси:

Любая единичная неидентифицированная примесь - не более 0,1%; сумма примесей - не более 0,5%.

Потеря в массе при высушивании: не более 1,0%.

Остаточные органические растворители:

Толуол - не более 0,089%;

Этанол - не более 0,5%.

Количественное определение:

Не менее 98,0% и не более 102,0% C₁₆H₂₀N₂O₂ в пересчете на безводное и свободное от остаточных органических растворителей вещество.

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗАЯВЛЕННОГО СОЕДИНЕНИЯ

Исследование проводили на изолированных сердцах крыс Wistar с массой тела 300±20 г. Все крысы были разделены на 6 опытных групп по 8 животных в каждой группе. Первая группа - внутрибрюшинное введение физиологического раствора. Моделирование патологии кардиомиопатий проводили путем введения доксорубицина внутрибрюшинно в дозе 20 мг/кг (группа контроля), через 48 часов проводили оценку показателей сократимости левого желудочка в условиях высокого ритма сокращений 480 ударов в минуту в течение 15 секунд на фоне увеличения концентрации Са²⁺ до 5 ммоль в перфузате на изолированном по Лангендорфу сердце крыс. В качестве критерия оценки кардиопротекторного действия фармакологических средств использовали площади под кривой подъема конечно-диастолического давления. Третьей группе на фоне введения доксорубицина вводилась 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновая кислота в дозе 50 мг/кг/сутки перорально. В качестве препаратов сравнения использовали: эналаприлат (KRKA, Словения) 5 мг/кг внутрибрюшинно через каждые 12 часов, карведилол (Тева, Израиль) перорально 1 раз в день, верапамил (Алкалоид АО, Македония) 5 мг/кг внутрибрюшинно 1 раз в день.

Животных из эксперимента выводили через 48 часов. Сердца извлекали под золетиловым наркозом (30 мг/кг) и помещали в «ледяной» (2-4°С) раствор Кребса-Хензеляйта следующего состава, ммоль: NaCl - 118,5; KСl -4,7; MgSO₄/7H₂O - 1,2; KН₂РO₄ - 1,2; СаСl₂ - 1,5; глюкоза - 11,1; NaHCO₃ - 25,0. Уровень рН раствора в ходе всего эксперимента составлял 7,4. После прекращения спонтанных сокращений выделяли аорту и отделяли соединительную ткань. Затем аорту канюлировали и производили ретроградную перфузию сердца методом Langendorff в режиме проточной перфузии в течение 20 минут раствором Кребса-Хензеляйта, насыщенным карбогеном (95% O₂ + 5% СO₂) при 37°С и при давлении 100 мм рт.ст и скорости перфузата 10 мл/мин. Сократительную функцию сердца регистрировали с помощью введенного в полость левого желудочка латексного баллончика, соединенного с датчиком давления, встроенного в аппарат для физиологических исследований MP 150 компании «Biopac Systems Inc.» (California, USA). Баллончик заполняли дистиллированной водой, объем которой был достаточным для создания конечно-диастолического давления в левом желудочке на уровне 3-5 мм рт.ст. С помощью оригинальной прикладной программы AcqKnowledge компании «Biopac Systems Inc.» (California, USA) у всех крыс проводили регистрацию показателей сократимости: левожелудочковое давление (ЛЖД, мм рт.ст.), частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин), максимальную скорость сокращения (+dP/dtmax, мм рт.ст./сек), максимальную скорость расслабления миокарда (-dP/dtmax, мм рт.ст./сек). Для создания высокой частоты (480 уд. в мин) на металлизированную канюлю присоединяли коннектор-земля электрического стимулятора, а на ушко левого предсердия присоединяется коннектор-плюс. После 20 минут перфузии раствором с высоким содержанием Са²⁺ (5 ммоль/л) сердце подвергалось стимуляции электрическими импульсами с помощью прибора STM 200-1 компании «Biopac Systems Inc.» (California, USA) в течение 15 секунд.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

В группе контроля с моделированием доксорубициновой кардиомиопатий при навязывании субмаксимальной частоты стимуляции (480 уд./мин) и гиперкальциевой перфузии (5 ммол/л) обнаруживали «дефект диастолы», который в цифровом выражении составил - 8.3±0.3 усл. ед., что свидетельствует о значительных повреждениях и несостоятельности кальциевых насосов кардиомиоцитов. В интактной группе площадь составила 1.4±0.1 усл. ед., что в 8 раз меньше, чем в контроле. Результаты функциональных изменений наглядно демонстрируют развитие патологии на фоне доксорубицина (20 мг/кг) за 48 часов, выражающийся в развитии дефекта диастолы при высокочастотной кардиостмуляции изолированного сердца крыс и увеличении площади под кривой подъема конечного диастолического давления. Площадь под кривой отражает динамику под кривой внутрижелудочкового давления. Это позволяет оценить степень повреждения миокарда и кардиопротективные эффекты различных изучаемых субстанций и лекарственных средств.

Площадь подъема конечного диастолического давления в группе, которой на фоне введения доксорубицина вводилась 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновая кислота, была наименьшей и составила 1,5±0,2 усл. ед., что говорит о наиболее выраженном кардиопротекторном действии. Препараты сравнения по кардиопротекторной активности расположились в следующей последовательности: эналаприлат (5 мг/кг), карведилол (30 мг/кг), верапамил (5 мг/кг) (табл.1).

Примечание: * - р<0,05 в сравнении с группой контроля, ** - р<0,05 в сравнении с группой интактных животных.

Таким образом, принимая в расчет важность изменений площади под кривой подъема конечного - диастолического давления, приведенные результаты наглядно демонстрируют, что 3-(1Н-бензимидазол-2-ил)-1,2,2-триметилциклопентанкарбоновая кислота в дозе 50 мг/кг/сут проявляет наиболее выраженный кардиопротективный эффект по сравнению с эналаприлатом, 5 мг/кг; верапамилом, 5 мг/кг; карведилолом, 30 мг/кг, что выражается в улучшении показателей сократимости на доксорубициновой модели кардиомиопатий.