×
14.07.2019
219.017.b4e2

ПРОИЗВОДНЫЕ 1-(1-АДАМАНТИЛ)ЭТИЛАМИНА И ИХ ПРОТИВОВИРУСНАЯ АКТИВНОСТЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производным 1-(1-адамантил)этиламина (ремантадина) общей формулы: где R - функциональная группа аминокислотного остатка (I-IV) или остаток липоевой кислоты (V):
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к новым биологически активным производным 1-(1-адамантил)этиламина (ремантадина) и может найти применение в фармакологии и вирусологии.

Вирус гриппа на сегодня остается самым массовым инфекционным заболеванием, приносящим огромный экономический ущерб. Важнейшей проблемой современной медицинской вирусологии является преодоление резистентности вирусов к еще недавно эффективным химическим препаратам.

Антигенная структура вируса подвержена изменениям в результате селективного давления иммунной системы организма-хозяина и прессингом от применения химиопрепаратов. Эти два процесса приводят к появлению вариантов вирусов, способных избегать как нейтрализующие антитела, и тем преодолевать иммунную систему, так и преодолевать действие химиопрепаратов, исходно направленных на определенный этап репродукции вируса. Сложность проблемы в том, что каждый тип вируса имеет свой механизм приспособления к химическому препарату. Известно, что ингибировать репродукцию вируса гриппа можно на разных стадиях его жизненного цикла. В настоящее время используют лекарственные препараты, действия которых направлено на подавление репликации вируса гриппа. Это ингибиторы нейраминидазы - Озельтамивир (Тамифлю) и Занамивир (Реленза), они действуют на этапе выхода вновь синтезированных вирионов вируса гриппа из оболочки клетки, путем блокирования отщепления вирусных частиц от поверхности клеток. И селективные ингибиторы функций белка-канала М2 вирусов гриппа А - препараты адамантановоного ряда: Ремантадин и Амантадин, которые блокируют процесс закисления внутри эндосом [1].

Адамантановые препараты значительно дешевле и проще в производстве, что делает их более доступными для лечения и профилактики гриппа среди населения. Однако в настоящее время в результате широкого использования адамантановых препаратов (ремантадин и амантадин) значительно утрачены их противовирусные свойства в отношении вирусов гриппа А. Потерю активности в основном связывают с мутацией в трансмембранном домене белка М2 вируса гриппа. В настоящее время методами кристаллографии установлено, что четыре субъединицы этого белка образуют в мембране вируса канал, по которому осуществляется транспорт протонов через мембрану вирусной частицы. Ключевым элементом работы протонного канала служит аминокислота гистидин в 37-м положении (His37). Остатки гистидина из четырех белковых цепей объединяются в виде тетрамера и образуют кольцо. При высоком рН (в щелочной среде) это кольцо неподвижно, а при низком рН (в кислой среде) оно изменяет конфигурацию из-за того, что остатки гистидина сдвигают свою ориентацию на 45 градусов. Такая трансформация происходит со скоростью 50 тысяч раз в секунду. Это рабочее состояние «насоса» для проведения внутрь протонов. Поставщиками протонов из клетки хозяина служат ионы Н3О+. Они подходят в канал М2 и соединяются водородными связями с имидозольным кольцом гистидина, а при изменении конфигурации аминокислотного остатка отсоединяются во внутреннее пространство вирусной частицы [2].

Протоны запускают процесс диссоциации вирусных белков и выход генетического материала вируса в цитоплазму клетки. Механизм противовирусного действия ремантадина и амантадина состоит в том, что адамантановый карбоцикл закрепляется в фосфолипидной мембране вируса, а единственная аминогруппа способна вступать во взаимодействие с аминокислотными остатками как внутри, так и снаружи протонпроводящего канала, тем самым нарушать нормальный ток протонов.

Исследования генома вирусов гриппа, резистентных к действию ремантадина, показали, что мутация коснулась лишь одной аминокислотной замены в трансмембранной области белка М2. Этого было достаточно, чтобы ремантадин и амантадин потеряли свою противовирусную активность. Потерю противовирусной активности адамантановых препаратов (ремантадин, амантадин) связывают с заменой в 31 положении остатка серина на аспарагин, реже на аспарагиновую кислоту. Такая мутация делает невозможным закрепление аминоадамантана в поре канала белка М2, так как не образуется водородная связь между аминогруппой карботрицикла адамантана и гидроксильной группой остатка серина [3]. Штаммы, резистентные к препарату ремантадин, сначала составляли менее 10% (1995-2002), затем резистентность быстро выросла до 58% в 2003, в 2004 году она уже была зафиксирована на отметке 74%, и в течение 2005-2006 г. составила 92% [4, 5].

В ряде случаев возникшую резистентность штаммов гриппа А можно преодолеть, привнося некоторые структурные изменения в окружение адамантановоного карбоцикла. В настоящее время ведутся разрабоки по крайней мере в двух направлениях по преодолению лекарственной устойчивости к адамантановым производным. Первый подход - это композиция ремантадина с другими лекарственными препаратами или субстанциями. Известны комплексы, способствующие пролонгации свойств ремантадина с альгинатом натрия [6] или с но-шпой [7], а также композиции, снижающие токсичность ремантадина, например комплекс с 3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1,2,4,5-тетрасульфатом натрия [8].

Второй подход это - синтез нового противовирусного соединения на базе карбоцикла ремантадина. Известен патент РФ [9], в котором предложен комплексный лекарственный препарат, ингибирующий репродукцию вирусов гриппа А. Данное соединение ремантадина и полимерных матриц под названием «Полирем» обладает токсичностью в 5-10 раз ниже, чем у ремантадина [10].

Один из способов восстановления противовирусных свойств соединений аминоадамантанов - это обеспечение их дополнительными функционально активными группами, которые в процессе взаимодействия с трансмембранным доменом были бы способны нарушать процесс транспорта протонов через мембрану вируса. Источником таких функционально активных групп могут являться аминокислотные остатки, введенные в ремантадин методами пептидного синтеза.

Задачей предлагаемого изобретения является создание новых производных ремантадина в качестве соединений, высокоселективно подавляющих репродукцию вируса гриппа и эффективных против штаммов, резистентных к действию ремантадина.

Предлагаемые соединения относятся к новым адамантановым производным 1-(1-адамантил)этиламина (ремантадина) и имеют общую формулу:

где R - функциональная группа аминокислотного остатка (I-IV) или остаток липоевой кислоты (V):

I - дитретбутилоксикарбонил-орнитил-1-(1 -адамантил)этиламина,

II - третбутилоксикарбонил-саркозил-1-(1-адамантил)этиламина,

III - третбутилоксикарбонил-гистидил-1-(1-адамантил)этиламина

IV - 1-(1-адамантил)этиламид-2-аминоэтансульфоновой кислоты

V - 1-(1-адамантил)этиламид-α-липоевой кислоты

Для получения соединений I-V может быть использован следующий синтетический подход на примере соединения I:

Образование пептидной связи между карбоциклом, содержащим аминогруппу, и аминокислотами, защищенными по аминогруппе трет-бутилоксикарбонильной группой (Воc-) или с липоевой кислотой (3-(4-карбоксибутил)-1,2-дитиолан) в соединении V, проводили в одну стадию в условиях реакции смешанных ангидридов в эквимолярном соотношении. При необходимости третбутилоксикарбонильную группу удаляли действием этилацетата насыщенного 4 н НСl при температуре 20-24°С.

В работе использовались только L-аминокислоты, выпушенные фирмой Nova Biochem (США). Используемые для конденсации растворители готовили по стандартной методике. Анализ тонкослойной хроматографии (ТСХ) проводили на пластинах Silufol (Чехия) в системах: втор-бутанол - 3%аммиак (100:44) (А), метанол-хлороформ (13:60) (В), бутанол-уксусная кислота-вода-пиридин (30:3:12:10) (С), позволяющих констатировать полное отсутствие в испытуемых образцах следов ремантадина. Настоящее изобретение проиллюстрировано нижеследующими примерами.

Пример 1. Синтез Boc-Sar-Rem (третбутилоксикарбонил-саркозил-1-адамантаилэтиламина) (R=-СО-СН2-NН(Вос)-СН3) и его выделение.

К 1,5 г (0,0079 моль) третбутилоксикарбонил-саркозину (Boc-Sar-OH) в 15 мл СНСl3 прибавляют 0,87 мл (0,0079 моль) N-метилморфолина (МММ). Охлаждают до -20-25°С и при перемешивании в реакционную массу добавляют 1,08 мл (0,0079 моль) изо-бутилхлорформиата (ИБХФ). Перемешивают от 10 до 15 мин. Затем добавляют, заранее приготовленный и охлажденный до - 20°С, второй компонент, хлоргидрат 1-(1-адамантаил)этиламина 1,71 г (0,0079 моль) в 15 мл СНСl3 с 0,87 мл (0,0079 моль) NMM. Перемешивают - 30 мин, затем еще 1 час при 0°С и 2 часа при 24°С.

Реакционную массу упаривают от СНСl3 в вакууме. Остаток растворяют в 35 мл этилацетата. Экстрагируют последовательно Н2О (5 мл×1), 0,5 н NaHCO3 (10 мл×2), 10% лимонной кислотой (4 мл×1) и Н2О (5 мл×1). Органический слой сушат над безводным Na2SO4. Этилацетат удаляют в вакууме, получают белые кристаллы. Выход: 2,55 г (83%), RfA=0,86; BfB=0,68; RfC=0,91, [α]D20=-2,5°, Тпл. 116°С.

Аналогичным образом были получены соединения I, III, IV и V, физико-химические константы которых представлены в таблице 1 (Фиг.1).

Пример 2. Исследование противовирусной активности соединений формулы I-V в отношении вируса гриппа А.

В работе использовали вирусы гриппа, резистентные к действию ремантадина: пандемический штамм вируса гриппа A/IIV-Moscow/01/2009 (H1N1)v [11], и эпидемический штамм вируса гриппа А/Москва/26/2009 (H3N2).

Изучение противовирусной активности ремантадина и новых соединений (производных ремантадина) проводили на 96-луночных панелях со сформировавшимся монослоем клеток культуры ткани MDCK. Одномоментно с инфицированием в монослой клеток вносили производные ремантадина: соединение I или II, или III, или IV, или V - в концентрации 5 мкг/мл и в качестве контроля на каждой панели вносили ремантадин в этой же концентрации. Панели инкубировали 24 часа при 37°С, останавливали реакцию фиксированием клеток 80% ацетоном на фосфатном буфере. Постановку метода клеточного иммуноферментного анализа (ИФА) проводили по методике, описанной ранее [12]. Процент ингибирования вирусной активности соединениями определяли как отношение:

где ОП - оптическая плотность при 492 нм, ОПкл.к - ОП492 клеточного контроля, ОПвир.к - ОП492 вирусного контроля.

Обнаружено, что синтезированные соединения (I-V) показали высокий процент ингибирования репродукции штаммов вируса гриппа А, устойчивых к действию ремантадина и амантадина. Данные представлены в таблице 2 (Фиг.2).

Пример 3. Определение цитотоксического действия соединений формулы I-V.

Токсичность соединений была изучена при внесении их концентраций (5, 20, 40 и 80 мкг/мл) на монослой клеток культуры ткани MDCK в 96-луночных панелях и инкубации при 37°С. Состояние клеточного монослоя проверяли под микроскопом. Концентрацию вещества, вызывающую дегенерацию 50% клеток по сравнению с контролем, принимают за среднетоксичную концентрацию (СТ50). Наименьшую концентрацию вещества, вызывающую дегенерацию клеток, считают минимально токсичной концентрацией (МТК). Максимально переносимой концентрацией (МТК) считают половину концентрации соединения, которая не оказывает на клетки токсического действия. Оценку цитотоксичности проводили колориметрическим методом. После инкубации в течение 72 час при 37°С монослой отмывали раствором PBS (фосфатный буфер). Количество жизнеспособных клеток определяли сравнением интенсивности окрашивания раствора в контрольных и опытных лунках при добавлении нейтрального красного на автоматическом спектрофотометре при длине волны 450 нм. Концентрацию препарата, ингибирующую значение ОП450 на 50% по сравнению с клеточным контролем, принимают за 50% цитотоксическую дозу (ЦД50) Данные представлены в таблице 2 (Фиг.2). Отмечено, что токсический эффект действия на клетки соединений (I-V) не превосходил действие ремантадина. Более того, цитотоксическое действие соединений IV и V значительно меньше, чем у ремантадина.

Т.о., получены новые соединения формулы I-V на основе ремантадина, обладающие избирательной противогриппозной активностью с эффективностью, превышающей эффективность действия ремантадина гидрохлорида. Представленные соединения способны ингибировать репликацию вирусов гриппа А, в том числе и штаммов гриппа, устойчивых к действию препаратов ремантадина. Соединения формулой IV и V in vitro обладают значительно меньшей токсичностью по сравнению с ремантадином. Эти аминокислотные, аминосульфоновые и сульфгидридные производные ремантадина, описанные формулой I-V, способны эффективно проникать в мембранный фосфолипидный бислой оболочки вируса. Механизм противовирусного действия полученных соединений до конца не ясен. Основной предполагаемый механизм противовирусного действия, вероятно, сходен с действием ремантадина, адамантановый карбоцикл которого проникает в мембрану вирусной частицы, и будет исполнять роль носителя, к которому «прицеплена» функционально активная группа соответствующей аминокислоты. Полученные соединения могут быть применены для создания новых противовирусных лекарственных препаратов.

Литература

1. Balannik V., Wang J., Ohigashi Y., «Design and pharmacological characterization of inhibitors of amantadine-resistant mutants of the M2 ion channel of influenza A virus». Biochemistry v.48, p.11872-11882 (2009).

2. Hu F., Luo W., Hong M. «Mechanisms of Proton Conduction and Gating in Influenza M2 Proton Channels from Solid-State NMR». Science, v.330 no. 6003. p.505-508 (2010).

3. Balannik V., Camevale V., Fiorin G., «Functional studies and modeling of pore-lining residue mutants of the influenza a virus M2 ion channel». Biochemistry v.49, p.696-708(2010).

4. Laohpongspaisan C., Rungrotmongkol E., Intharathep P., «Why Amantadine Loses Its Function in Influenza M2 Mutants: MD Simulations» J. Chem. Inf. Model, v.49, p.847-852 (2009).

5. Бурцева E.И., Шевченко E.С., Ленева И.А. и др. «Чувствительность к ремантадину и арбидолу вирусов гриппа, вызвавших эпидемические подъемы заболеваемости в России в сезоне 2004-2005 г.» Вопр. вирусол. №2., с.24-29 (2007).

6. Киселев В.И., Киселев О.И., Юрьев М.З. «Препарат для лечения и профилактики вирусных заболеваний». Патент РФ №2185822 (RU).

7. Ашмарин И.Л., Жилинская И.Н., Киселев О.И. Осидак Л.В. «Средство для лечения гриппа». Патент РФ №2229877 (RU).

8. Еропкина Е.М., Киселев О.И., Еропкин М.Ю., Тверьянович И.А. «Средство, обладающее антигипоксической и цитопротектерной активностями, используемое для снижения токсичности ремантадина при лечении гриппозной инфекции». Патент РФ №2302236 (RU).

9. Киселев О.И., Чижов Н.П., Ильенко В.И. и др. «Противовирусный препарат ПОЛИРЕМ». Патент РФ №2071323 (RU).

10. Киселев О.И., Соминина А.А, Козелецкая К.Н. «Структура и антивирусная активность адамантансодержащих полимерных препаратов», Воп. вирусол., №5, с.19-26 (2003).

11. Львов Д.К.. Бурцева Е.И., Прилипов А.Г. и др. «Штамм вируса гриппа A/IIV-Moscow/01/2009 (H1N1)sw1 для разработки средств и методов биологической защиты». Патент РФ №2412244 (RU).

12. Ленева И.А., Федякина И.Т., Соколова М.В., Гуськова ТА. «Использование иммуноферментного анализа для изучения действия противовирусного препарата на репродукцию респираторно-синцитиального вируса, Вопр. вирусол. №2., с.42-45 (2002).

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-1 из 1.
29.05.2019
№219.017.6860

Реассортант rem8 - вакцинный штамм вируса гриппа а подтипа н1n1

Изобретение относится к области вирусологии. Предложен вакцинный штамм вируса A ReM8 (H1N1), депонированный в ГКВ под №2632. Высокая продуктивность полученного реассортанта ReM8, а также его иммуногенность, выявляемая в опытах иммунной защиты на мышах, позволяет рассматривать вирус-реассортант...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002457245
Дата охранного документа: 27.07.2012
Показаны записи 1-10 из 10.
27.07.2014
№216.012.e43a

Пептидные производные 1-(1-адамантил)этиламина и их противовирусное действие

Изобретение относится к новым биологически активным производным 1-(1-адамантил)этиламина (ремантадина), представляющим собой адамантил-пептиды, обладающие противовирусным действием. Полученные новые малотоксичные соединения обладают избирательной противовирусной активностью в отношении ВГС....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524216
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.06.2015
№216.013.57bd

Производное 1,3-адамантандиуксусной кислоты и его противовирусная активность

Изобретение относится к области фармацевтической промышленности, конкретно к новому производному 1,3-адамантандиуксусной кислоты с аминокислотным остатком этилового эфира треонина указанной ниже формулы. Данное соединение обладает избирательной противовирусной активностью в отношении вируса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553991
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.11.2015
№216.013.9403

Сорбент, представляющий собой наноалмазный материал (варианты), способы получения и использования.

Группа изобретений относится к сорбентам на основе наноалмазов, которые могут быть использованы для иммобилизации или удаления вирусов, специфических антител, иммуносорбции, в диагностических целях, для дезактивации и удаления вирусов из внешней среды. Сорбенты из наноалмазсодержащих материалов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569510
Дата охранного документа: 27.11.2015
27.12.2015
№216.013.9e18

Производные 1-(1-адамантил)этиламин-n-ациламинокислот и их противогриппозная активность

Изобретение относится к новым аминокислотным производным 1-(1-адамантил)этиламина указанной ниже общей формулы, а именно к соединениям 1-3, в которых , (соединение 1); R1=Н, (соединение 2) и , (соединение 3). Предлагаемые соединения обладают избирательной противовирусной активностью в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572102
Дата охранного документа: 27.12.2015
25.08.2017
№217.015.c221

Адамантиламиды серосодержащих кислот и их противогриппозная активность

Изобретение относится к новым синтетическим соединениям, а именно 1-(1-адамантил)этиламиду-3-(2-тиэнил)-пропеновой кислоты (TEPr-Rem), 1-адамантаиламиду-3-(2-тиэнил)-пропеновой кислоты (TEPr-Amt) и 1-(1-адамантил)этиламиду-4-(2-тиэнил)-бутановой кислоты (TEBu-Rem): Предложенные соединения:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617850
Дата охранного документа: 28.04.2017
26.08.2017
№217.015.deb4

Производные 2-хинальдинкарбоновой кислоты и их противогриппозная активность

Изобретение относится к противогриппозному средству, обладающему противовирусной активностью в отношении вирусов гриппа А и действующему на штаммы, резистентные к действию ремантадина и амантадина. Средство представляет собой аминокислотные производные 2-хинальдинкарбоновой кислоты:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624906
Дата охранного документа: 10.07.2017
13.02.2018
№218.016.1fca

Циклогексаноксикарбонил-дипептид и его противовирусная активность в отношении вируса гепатита с

Изобретение относится к новым синтетическим соединениям, а именно к N-ацилпроизводному дипептида, представляющего собой циклогексилоксикарбонил-пролил-триптофан (Cho-Pro-Trp-OH). Cho-Pro-Trp-OH ингибирует репродукцию вируса гепатита C (ВГС), а также обладает вирулицидным действием по отношению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641297
Дата охранного документа: 17.01.2018
11.01.2019
№219.016.aeaa

Аминокислотные производные 2-норборнануксусной кислоты и их противогриппозная активность

Изобретение относится к применению производных 2-норборнануксусной кислоты, имеющих указанные ниже структурные формулы, в качестве средств, обладающих противовирусной активностью в отношении вирусов гриппа А и действующих на штаммы, резистентные к действию римантадина и амантадина. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676699
Дата охранного документа: 10.01.2019
08.02.2019
№219.016.b846

Неконкурентный ингибитор тимидинфосфорилаз

Изобретение относится к области биохимии. Предложен неконкурентный ингибитор тимидинфосфорилаз пептидной природы H-Trp-Met(О)-Phe-NH. Изобретение обеспечивает получение неконкурентного ингибитора тимидинфосфорилаз пептидной природы, который потенциально можно использовать для лечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679148
Дата охранного документа: 06.02.2019
09.06.2019
№219.017.7cf5

Штамм вируса гриппа а/iiv-moscow/01/2009 (h1n1)swl для разработки средств и методов биологической защиты

Изобретение относится к области вирусологии и может быть использовано для разработки средств и методов биологической защиты. Предложен штамм вируса гриппа A/IIV-Moscow/01/2009 (H1N1)swl, антигенная структура которого отлична от структуры эпидемических штаммов вирусов гриппа A(H1N1) и наиболее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002412244
Дата охранного документа: 20.02.2011
+ добавить свой РИД