Реферат: Синтез, перетворення та біологічна активність поліциклічних конденсованих систем на основі 4-тіазолідонів
Вивчення антиоксидантної активності (АОА) проводили в модельній системі in vitro при неферментативному Fe2+ -індукованому перекисному окисленні ліпідів (ПОЛ) на субстраті яєчних ліпопротеїдів у порівнянні з б-токоферолу ацетатом за стандартною методикою (проф. В.Д. Лук’янчук, ЛугДМУ). У результаті експерименту встановлено, що найбільш виразну АОА реалізують сполуки 2.98, 2.122, 2.102 і 2.111, які вже до 15-ої хвилини досліду зменшують рівень ТБК-реактантів на 81,58%, 48,79%, 39,83% та 26,29% відповідно, у порівнянні з контролем, причому 9-(3-етокси-4-оксифеніл)-14-(4-фторфеніл)-3,7-дитіа-5,14-діазапентацикло[9.5.1.02,10 .04,8 .012,16 ]гептадецен-4(8)-тріон2.98 протягом усього періоду дослідження має найвищу здатність протидіяти розвитку ПОЛ.
Дослідження протигіпоксичної активності поліциклічних тіопіранотіазолів in vivo проведено на 104 білих безпородних щурах обох статей з використанням моделі гострої гіпоксичної гіпоксії на фоні гіпертермії (проф. В.Д. Лук’янчук, ЛугДМУ). У результаті експерименту встановлено, що 10 сполук з 15 проявляють протигіпоксичну активність з термопротекторними властивостями, а максимальний протекторний ефект характерний для сполуки 2.98, про виразну протигіпоксичну активність якої свідчить здатність збільшувати виживання тварин в умовах досліджуваного патологічного стану на 83,3% в порівнянні з контролем (пентоксифілін).
Враховуючи перспективні фармакологічні характеристики потенційного антиоксидантна та антигіпоксанта 2.98, опрацьовано режим його дозування методом двофакторного експерименту на моделі гіпоксії in vivo. Методом математичного моделювання з наступним аналізом одержаних систем залежностей виживання тварин від дози встановлено, що оптимальна доза 2.98 становить 166,42 мг/кг, при часі введення 49,93 хв до початку дії подразнюючих факторів.
На основі встановленого високого антиоксидантного потенціалу 9-(4'-флуорофеніл)-3,7-дитіа-5-азатетрацикло[9.2.1.02,10 .04,8 ]тетрадецен-4(8)-ону-6 2.23 проведено вивчення гастропротекторного ефекту сполуки на моделі імобілізаційного стресу. На основі аналізу стану системи ПОЛ-АОЗ та морфологічних змін слизової оболонки шлунка дослідних тварин встановлено здатність сполуки 2.23 запобігати розвитку оксидаційного стресу та забезпечувати гастропротекторну дію.
У результаті дослідження протитуберкульозної активності, проведеної на штамі Mycobacterium tuberculosis H37 Rv (АТСС 27294) в Національному інституті алергійних та інфекційних хворіб (Бетезда, США) за програмою TAACF, виділено 6 сполук-лідерів (2.27, 2.118, 2.145, 2.147, 2.151, 2.152) з виразною протитуберкульозною активністю (MIC90 <6,25 мкг/мл). Слід відзначити високу групову активність 3,5,10,11-тетрагідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріонів 2.145, 2.147, 2.151, 2.152 (MIC90 =0,677ч2,654 мкг/мл), проте певним обмеженням для їх поглибленого вивчення може стати висока цитотоксичність на VERO клітинах ссавців (IC50 =0,440ч1,575 мкг/мл).
Протисудомна активність in vivo (Національний інститут неврологічних порушень, Бетезда, США) вивчалась на основі максимального електрошокового тесту (MES-тест), коразолового судомного тесту та моделі гострої токсичності за рахунок мінімального рухового погіршення. Імідопохідні 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти 2.44, 2.48 та 2.53 виявили протекторний ефект в дозі 100 мг/кг в MES-тесті на мишах, а 2.56 – у MES- та коразоловому тестах.
Скринінг противірусної активності, проведений в Національному інституті алергічних та інфекційних хворіб (Бетезда, США) програмою AACF, не виділив активних сполук проти вірусу SARS та вірусів групи «біологічної зброї». Проте 2-оксо-7-(4-метоксифеніл)-3,5,6,7-тетрагідро-2Н-тіопірано[2,3-d]тіазол-6-карбальдегід 2.2 виявив суттєву активність до групи герпес-вірусів з високими значеннями індексу селективності (SI = CC50 /EC50 ) – 3279, 34 та 31 для вірусів EBV (вірус Эпштейна-Барра), VZV (вірус варіцелла-зостер) та HSV-1 відповідно, що важливо для подальшого розвитку противірусної тематики конденсованих похідних на основі 4-тіазолідонів.
ВИСНОВКИ
1. Показано, що взаємодія акролеїну, диметилацетилендикарбоксилату, N-карбоксиметилмалеїніміду, ароїлакрилових кислот, 2-норборнену, імідів 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти та 1,4-нафтохінону в реакції гетеро-Дільса-Альдера з 5-(R-метиліден)ізороданінами селективно призводить до утворення функціонально заміщених тіопірано[2,3-d]тіазолів, що дозволило одержати 199 конденсованих похідних на основі 4-тіазолідонів, встановити їх будову, вивчити фізико-хімічні параметри та біологічну активність. Комплексними дослідженнями кореляції «структура-активність» виділено 34 високоактивні сполуки з протираковою (11), протитуберкульозною (6), антиоксидантною (8), протигіпоксичною (2), протисудомною (4), гастропротекторною (1) та противірусною (1) активностями для поглибленого вивчення. Пріоритет дослідження підтверджено 3 патентами України на корисну модель.
2. Вперше встановлено, що взаємодія 5-(R-метиліден)-4-тіоксо-2-тіазолідонів з ароїлакриловими кислотами селективно проходить з утворенням виключно 6-ароїл-2-оксо-7-арил(гетерил)-3,5,6,7-тетрагідро-2Н-тіопірано[2,3-d]тіазол-5-карбонових кислот, що дозволяє реалізувати ряд синтетичних схем в ряду б,в-ненасичених тіокарбонільних сполук.
3. Показано, що [4+2]-аддукти реакції 5-(R-метиліден)ізороданінів з 1,4-нафтохіноном зазнають спонтанного оксидування, що дозволило одержати неописані в хімічній літературі 3,5,10,11-тетрагідро-2H-бензо[6,7]тіохромено[2,3-d]тіазол-2,5,10-тріони, які містять у своїй структурі біофорні фрагменти протиракових лікарських засобів - адріаміцину, даунорубіцину, мітоксантрону та мітоміцину С.
4. Вперше встановлено, що 5-алкіліден-4-тіоксо-2-тіазолідони є активними гетеродієнами у реакції гетеро-Дільса-Альдера, що дозволило при їх взаємодії з N-заміщеними малеїнімідами, ароїлакриловими кислотами, 2-норборненом, імідами 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти та 1,4-нафтохіноном одержати серії нових тіопірано[2,3-d]тіазолів.
5. Показано, що взаємодія 5-етоксиметиліденізороданіну з ацетилендикарбоновою кислотою та її метиловим естром, ароїлакриловими кислотами та 1,4-нафтохіноном проходить із спонтанними перетвореннями аддукту [4+2]-циклоприєднання, які включають не тільки встановлену раніше елімінацію молекули етанолу, а й декарбоксилювання та перегрупування подвійних зв’язків в залежності від природи дієнофілу.
6. Обґрунтовано, що взаємодія 5-(2-оксифенілметиліден)ізороданінів з акролеїном є новим варіантом «доміно»-реакції (гетеродієновий синтез / утворення напівацеталю), що дозволило вперше одержати 6-гідрокси-3,5a,6,11b-тетрагідро-2Н,5Н-хромено[4’,3’:4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-2-они.
7. Показано, що при взаємодії з амінопохідними в жорстких умовах 2-(2,6-діоксо-3,5а,6,11b-тетрагідро-2Н,5Н-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-5а-іл)оцтові кислоти зазнають рециклізації, що дозволило реалізувати синтетичний підхід до одержання 7'-(2-гідроксифеніл)-3',7'-дигідро-2H,2'H,5H-спіро[піролідин-3,6'-тіопірано[2,3-d]тіазол]-2,2',5-тріонів.
8. Вперше ідентифіковано значний протираковий потенціал поліциклічних тіопірано[2,3-d]тіазолів, які проявляють високий протимітотичний ефект на 60 лініях ракових клітин людини з відносною специфічністю дії на лейкемію, меланому та рак молочної залози, що дозволило запропонувати 11 «структур-лідерів» для поглиблених фармакологічних досліджень. На основі комп’ютерного COMPARE аналізу, поєднаного з докінговими дослідженнями та QSAR-аналізом, висунуто гіпотезу про тубулін та білковий комплекс Bcl-XL -ВН3 як біологічні молекулярні мішені протипухлинної активності поліциклічних тіопірано[2,3-d]тіазолів.
9. Для похідних тіопірано[2,3-d]тіазолу характерна висока антиоксидантна, протигіпоксична та противірусна активності, які спостерігаються вперше і можуть розглядатись як нові напрямки дослідження фармакологічного потенціалу зазначеного класу гетероциклічних систем.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Anticancer thiopyrano[2,3-d]thiazol-2-ones with norbornane moiety. Synthesis, cytotoxicity, physico-chemical properties, and computational studies / Roman Lesyk, Borys Zimenkovsky, Dmytro Atamanyuk, Frank Jensen, Katarzhyna Kiec-Kononowicz, Andrzej Gzella // Bioorganic & Medicinal Chemistry. – 2006. – №14. – P.5230-5240. Особистий внесок автора: експериментальна частина робота, проведення докінгових та QSAR досліджень, узагальнення результатів.
2. Синтез нових конденсованих гетероциклів з норборнановим фрагментом на основі 4-тіоксо-2-тіазолідону як потенційних біологічно активних сполук / Р.Б. Лесик, Д.В. Атаманюк, О.М. Роман, О.Д. Туркевич // Актуальні питання фармацевтичної та медичної науки та практики: Зб. наук. ст. – Вип. XIІ, т.1, – Запоріжжя, 2004. – С.39-42. Особистий внесок автора: експериментальна частина роботи.
3. Віртуальний скринінг як методологія наукомістких технологій пошуку нових лікарських засобів / Р.Б. Лесик, Б.П. Громовик, Д.В. Атаманюк, В.М. Ябчанка // Фармацевтичний журнал. – 2004. – №6. – С.66-75. Особистий внесок автора: опрацювання методології та тактики віртуального скринінгу.
4. Синтез та фармакологічне дослідження нових похідних тіопірано[2.3-d]тіазол-2-онів з антиоксидантною дією / Д.В. Атаманюк, В.Д.