Конденсированные бензимидазолы новый класс каппа-опиоидных агонистов
Скачать 0.74 Mb.
|
А Б   В Г   Рис. 6 Анксиолитическая активность соединения РУ-1203, буторфанола и диазепами в дозах 0,01-1 мг/кг, в/бр, на стандартных моделях анксиогенеза: Обозначения: А – число выходов в центр поля в тесте «открытое поле»; Б – время пребывания в «светлых рукавах» «крестообразного лабиринта»; В – количество «наказуемых» взятий воды в тесте Вогеля; Г – количество выходов в «светлые рукава» «крестообразного лабиринта». Примечание: *- p<0,05- данные статистически значимы к контрольной группе животных. U-критерий Манна-Уитни. Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о значимых антиноцицептивных, нейропротекторных, противосудорожных, анксиолитических свойствах оригинальной молекулы под лабораторным шифром РУ-1203, обладающей рядом преимуществ по сравнению с буторфанолом. Следующим направлением работы явилось детальное изучение механизма действия нового производного конденсированных бензимидазольных систем РУ-1203 с применением комплексного подхода, включающего исследования in silico, серию экспериментов in vitro и in vivo. Для подтверждения каппа-рецепторного механизма действия соединения РУ-1203 in silico были построены методами молекулярной механики и квантовой химии 3D-модели протестированного вещества и селективного каппа-агониста U50,488, выполнен 2D-,3D-анализ сходства структур с последующим докингом в сайт связывания 3D-модели каппа-рецептора. Установлено, что исследуемое соединение РУ-1203 имеет достаточно высокое молекулярное структурное сходство с каппа-селективным агонистом U50,488 (табл. 9) и образует прочный лиганд-рецепторный комплекс, для которого расчетная величина энергии докинга (-10,2 Ккал/моль) сопоставима с соответствующим показателем для U50,488 (-9,6 Ккал/моль) (табл. 9). Данные литературы [Carr G.R., 2008; Bruchas M.R., 2010; Lemos J.C., 2011], свидетельствующие о том, что угнетение p38 MAPK-киназы высокоспецифически блокирует каппа-опосредованные аверсивные реакции (развитие дисфории, седации), не вызывая изменения других функций, а также сведения [PDB, 2011] о принадлежности селективных ингибиторов p38 MAPK SB203580, SB216995, SB220025 к фторфенилпроизводным имидазольных систем, послужили предпосылкой к оценке возможного влияния соединения РУ-1203 на нейрональную изоферментную фракцию MAPK с использованием компьютерных технологий. В результате комплексной оценки in silico был выявлен высокий уровень пространственного сходства вещества РУ-1203 с трехмерными структурами референсных ингибиторов p38 MAP-киназы SB203580, SB216995, SB220025 (табл. 9), а также установлено образование стабильного комплекса соединения РУ-1203 с каталитическим доменом p38 MAPK с энергией связывания -8,8 Ккал/моль, что сопоставимо с расчетной величиной энергии взаимодействия SB203580 с сайтом связывания нейрональной MAPK (табл. 9). Таким образом, тестируемое соединение по данным 2D-, 3D-анализа структурного сходства и молекулярного докинга в сайты связывания белков-мишеней проявляет каппа-агонистическую активность и свойства ингибитора р38 MAPK, сопоставимые с таковыми селективных референсных препаратов U50,488 и SB203580, что, вероятно, позволит избежать серьезных побочных эффектов, связанных с клиническим профилем мю- и каппа-опиоидных агонистов (риск развития респираторной депрессии, наркотической зависимости, седации и дисфории). Таблица 9. Результаты расчетной оценки аффинитета к каппа-рецептору и ингибирующей нейрональную р 38 MAPK-киназу активности соединения РУ-1203 и стандартных референсных препаратов
Примечание: при вычислении суммарного коэффициента структурного сходства соединения РУ-1203 к препаратам-стандартам оценивались коэффициент 2D-сходства Танимото и коэффициенты 3D-сходства по среднеквадратичному расстоянию между совпадающими атомами, по площади поверхности и по объему совпадающих фрагментов молекул; все показатели нормировали на медиану. В соответствии с методическими указаниями по доклиническому изучению обезболивающего действия и налоксоноподобной активности фармакологических веществ [Булаев В.М., Коробов Н.В., 2005] для выявления каппа-рецепторного компонента действия соединения РУ-1203 выполнены эксперименты in vitro на препаратах семявыносящего протока кролика с учетом тканеспецифичности и использованием высокоселективных лигандов рецепторных макромолекул. Установлено, что тестируемое вещество концентрационно-зависимо и norBNI-обратимо ингибирует стимулированные электрическими импульсами сокращения семявыносящего протока кролика, эксклюзивно экспрессирующего каппа-подтип опиоидных рецепторов, в диапазоне наномолярных концентраций и превосходит по уровню ЕК50 эталонный препарат буторфанол в 194 раза (5,5×10-8 и 9,7×10-5М, соответственно) (рис. 7). Полученные данные хорошо согласуются с результатами предыдущих исследований на тромбоцитах кролика. Важным представляется тот факт, что соединение РУ-1203 и буторфанол оказались практически не эффективны на модели электроиндуцированных сокращений изолированного отрезка подвздошной кишки крыс (ПКК), характеризующей мю- и дельта-рецепторный компонент действия (рис. 8). Тогда как морфин концентрационно-зависимо налоксонообратимо подавлял вызванные электрической стимуляцией сокращения препарата ПКК (ЕК50 2,6×10-7М). При этом указанные эффекты не устранялись в условиях преинкубации с norBNI, что коррелирует с данными литературы о вовлечении мю- и дельта-, но никак не каппа-рецепторных механизмов в реализацию ингибиторных влияний опиоидов на сокращения кишечника [Coupar I.M., 1995; Gray A.С., 2006]. А Б   Рис. 7. Влияние соединения РУ-1203 и буторфанола на вызванные электрической стимуляцией сокращения препарата семявыносящего протока кролика. А - определение величины ЕК50 вещества РУ-1203 и буторфанола на вызванные электрической стимуляцией сокращения препарата семявыносящего протока кролика; Б – изменение эффектов соединения РУ-1203 в концентрации 10 µM на фоне его преинкубации с норБНИ (0,1 µM); Обозначения: по оси Y - выраженность ингибиции сократительных ответов СПК, вызванной преинкубацией веществ (%), по оси X (А) - концентрации веществ (М); &- p<0,05- данные статистически значимы по отношению к РУ-1203-индуцированным эффектам. U-критерий Манна-Уитни. А Б   Рис. 8. Влияние соединения РУ-1203, буторфанола и морфина на вызванные электрической стимуляцией сокращения препарата подвздошной кишки крысы. А - определение величины ЕК50 вещества РУ-1203, буторфанола и морфина на вызванные электрической стимуляцией сокращения препарата подвздошной кишки крысы; Б – изменение эффектов вещества РУ-1203, буторфанола в концентрации 100 µM, морфина (10 µM) на фоне их преинкубации с норБНИ и налоксоном (0,1 µM); Обозначения: по оси Y - выраженность ингибиции сократительных ответов ПКК, вызванной преинкубацией веществ (%), по оси X (А) - концентрации веществ (М); &- p<0,05- данные статистически значимы по отношению к эффектам исследуемых веществ. U-критерий Манна-Уитни. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о преимущественном каппа-рецепторном компоненте действия производного конденсированных бензимидазольных систем РУ-1203 и позволяют предполагать низкий риск развития лекарственной зависимости. С использованием метода внутриклеточного диализа и фиксации мембранного потенциала было показано, что исследуемое соединение в диапазоне концентраций 1-1000 мкМ оказывает выраженное мембранотропное действие на нейроны моллюска прудовика, дозозависимо и обратимо подавляет натриевые (INa), кальциевые (ICa) ионные токи, снижает неспецифические токи утечки, что может явиться дополнительным механизмом в реализации специфических эффектов вещества РУ-1203 (рис. 9).  Рис. 9. Изменения натриевых, кальциевых ионных токов нейронов прудовика под влиянием вещества РУ-1203 в различных концентрациях. А – изменения вольт-амперной характеристики натриевых ионных каналов нейрона под влиянием соединения РУ-1203 в различных концентрациях. По оси абсцисс – время, в течение которого амплитуда пилообразного смещения потенциала изменялась от –40 до 10 мВ; по оси ординат – INa (нA); 1 – контроль, 2 – отмывание, 3 – 10 мкМ, 4 – 100 мкМ, 5 – 1000 мкМ. Под влиянием соединения РУ-1203 максимум ВАХ смещается вправо (кривые 3-5), в сторону деполяризации, примерно на 10–20 мВ. Б – изменения вольт-амперной характеристики кальциевых ионных каналов нейрона под влиянием соединения РУ-1203. По оси абсцисс – пилообразное смещение потенциала от –40 до 30 мВ в течение 50 мс, по оси ординат – ICa (нA); 1 – контроль, 2 – 10 мкМ и 3 – отмывание (кривые почти сливаются), 4 – 100 мкМ, 5 – 1000 мкМ (смещение максимума вправо). Дальнейшим этапом исследовательской работы явилась оценка специфичности опиоидного характера действия соединения РУ-1203 на различных моделях экспериментальной патологии in vivo в тестах «вокализации», «максимального электрошока» и «наказуемого взятия воды» Вогеля. Исследуемое вещество (1 мг/кг, в/бр) в изученном диапазоне тестов вызывает статистически значимое налоксонообратимое нейротропное действие (рис. 10). Известно, что нейротропные средства, в том числе, и каппа-селективные агонисты, реализуют свои эффекты с вовлечением многочисленных нейромедиаторных систем мозга [Pasternak G.W. et al., 2011]. Изучение нейрохимических закономерностей влияния новых молекул на нейрональные процессы в ЦНС представляет интерес не только с точки зрения выяснения общих принципов их действия, но и дальнейшей разработки рациональных путей поиска более совершенных лекарственных препаратов с заданными свойствами и минимальными нежелательными эффектами.  Рис. 10. Налоксонобратимые нейротропные эффекты вещества РУ-1203 in vivo на различных моделях экспериментальной патологии в тестах «вокализации», «максимального электрошока», «наказуемого взятия воды» Вогеля. Примечание: &- p<0,05- данные статистически значимы по отношению к нейротропным эффектам вещества РУ-1203. U-критерий Манна-Уитни. В экспериментах in vivo с использованием анализаторных веществ, избирательно влияющих на определенные нейромедиаторные процессы в ЦНС, было показано, что тестируемое соединение с виртуально и экспериментально установленным каппа-рецепторным профилем фармакологической активности реализует свои эффекты с вовлечением различных нейромедиаторных систем, в частности, моноамин- и ГАМК-ергических механизмов. Выявленные нейрохимические закономерности действия вещества РУ-1203 позволяют высказать предположение о роли дофамин-, α2-адрено-, серотонин- и ГАМКА-ергических структур в развитии анальгезии, нейропротекции, противосудорожной и анксиолитической активности, весьма вероятно, за счет ослабления процессов возбуждения и усиления ГАМК-ергического торможения. Результаты проведенных исследований хорошо согласуются с данными литературы о вовлечении дофамин-, серотонин-, норадреналин- и ГАМКА-трансмиттерных систем в нейрохимический профиль селективных каппа-агонистов [Manocha A., 2003; Lemos J.C., 2011; Schwarzer C. 2011], что является косвенным подтверждением каппа-рецепторного действия соединения РУ-1203 in vivo (табл. 10). Таким образом, вышеизложенные факты свидетельствуют о выраженных антиноцицептивных, нейропротекторных, противосудорожных, анксиолитических свойствах соединения РУ-1203, которые реализуются посредством каппа-рецепторных опиоидергических механизмов, что подтверждается способностью налоксона блокировать эффекты вещества в тестах in vivo, а также оказывать norBNIобратимое каппа-агонистическое действие на препаратах семявыносящего протока кролика, экспрессирующих каппа-подтип опиоидных рецепторов. Таблица 10. Сравнительная оценка влияния соединения РУ-1203 и селективных каппа-агонистов на основные нейротрансмиттерные системы мозга
Примечание: *- соединение РУ-1203 статистически значимо угнетало дофаминергическую нейропередачу в мезолимбической, нигростриарной системах в условиях фенамин-, апоморфин-индуцированной гипервозбудимости нейронов на 35 и 25%, соответственно; # - соединение РУ-1203 статистически значимо уменьшало стимулирующее влияние 5-ГТФ (выраженность гиперкинеза) на серотонинергические структуры мозга на 28,7%; $ - соединение РУ-1203 усиливало гипотермические эффекты центрального α2-адреномиметика клофелина;@ - соединение РУ-1203 статистически значимо уменьшало продолжительность пикротоксин-индуцированного судорожного синдрома на 35%; & - влияние селективных каппа-агонистов на указанные нейромедиаторные системы мозга по данным Lemos J.C., Chavkin C. Kappa-opioid receptor function // Opiate receptors ed. by Pasternak G.W. -2011. -P.275. Виртуально и экспериментально установленный каппа-рецепторный профиль оригинальной молекулы позволяет надеяться на создание каппа-селективных препаратов без респираторной депрессии и наркогенного потенциала. На заключительном этапе работы было проведено выявление/исключение специфических (мю- и каппа-подобных) побочных эффектов, общетоксических свойств и нейротоксикологического профиля вещества РУ-1203. В диапазоне доз 0,1-100 мг/кг, в/бр, тестируемое соединение не оказывает влияния на респираторную функцию. По данным литературы морфин и буторфанол в дозах 1,5 и 30,0 мг/кг, в/бр, статистически значимо угнетают дыхание на 83 и 56%, соответственно [Sladky K.K., 2007]. В ходе экспериментов по выявлению/исключению возможной аддикции соединения РУ-1203 установлено, что исследуемое вещество не вызывает характерных признаков наркотической зависимости, синдрома отмены при остром (100 мг/кг, в/бр) и субхроническом (2 раза в день в течение 5 дней по схеме: 3 инъекции по 50 мг/кг, 3 - по 75 мг/кг и 3 - по 100 мг/кг) введении (рис. 11 А, Б), а также подавляет (в дозе 1 мг/кг, в/бр) развитие основных симптомов абстинентного синдрома у морфин-зависимых животных при провокации налоксоном (рис. 11 В). Показано, что 7-дневное введение вещества РУ-1203 (1 мг/кг, в/бр, 2 раза в день) статистически значимо не влияет на % ингибиции «корчей» по сравнению с эффектом однократной инъекции (рис. 11 Г). Важно отметить, что буторфанол в аналогичных условиях вызывает развитие доминантных и рецессивных признаков физической зависимости, а также проявляет антиноцицептивную толерантность (˃20%) в тесте «уксусных корчей» (рис. 11). Лимитирующим фактором продвижения каппа-селективных агонистов первого поколения явились психо-неврологические расстройства, связанные с развитием дисфории и седации [Aldrich J., 2009; Kivell B., 2010; Pasternak G.W., 2011]. В качестве экспериментальных моделей, рекомендованных для оценки дисфорического компонента действия каппа-опиоидов [Bruchas M.R., 2007; Carr G.V., 2008], использовались методика условнорефлекторной реакции избегания места и тест повторного «неизбегаемого плавания», потенцирующего реакцию иммобилизации животных на стрессор при повторных воздействиях. Установлено, что вещество Ру-1203 (1 мг/кг, в/бр) не вызывает аверсивных расстройств на представленных моделях поведенческих реакций (рис. 12). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Драться я не хотел. Второй день в новом классе. Новый район (мы только что получили квартиру), новая школа, новый класс | | Календарно-тематическое планирование по умк афанасьевой О. В., Михеевой... «Новый курс английского языка для российских школ. 8 класс», учитель: Красикова Н. С, 3 часа в неделю |
| Итогов успеваемости по предмету «испанский язык» Во 2-ой четверти... Новый лексический материал по теме «Моя школа, мой класс», «Новый год, Рождество, Короли-Волшебники» освоен полностью | | Календарно-тематическое планирование по умк афанасьевой О. В., Михеевой... «Новый курс английского языка для российских школ. 9 класс», учитель: Красикова Н. С |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Под Новый год, под Новый год Мечта и быль встречаются. Под Новый год, под Новый год Чудеса случаются | | Я решила написать урок (по просьбам трудящихся) по созданию фигурной... Итак, начнем. Создаем документ нужного размера (Новый-Файл-Новый выставляем параметры и ок). Можно сразу добавить новый слой |
| Ответственность адвоката перед подзащитным за ненадлежащее исполнение обязанностей Вступил в силу не только новый упк рф, но и новый Федеральный закон от 31 мая 2002 г. N 63-фз «Об адвокатской деятельности и адвокатуре... | | Урок 5 Слои в Photoshop Скопируете фрагмент изображения, потом вставите его на рисунок и обнаружите, что вставился он не на тот же слой, а на новый. Или... |
| Новый рационализм новый научный дух Разработка нормативной документации, программа по элективным курсам и курсам по выбору учащихся, компьютерной базы | | Поколение геймеров компьютерных фанатов: новый тип людей или новый тип психопатологии? Этот вопрос еще требует изучения со стороны психологической науки |
| Российской Федерации Негосударственное образовательное учреждение... Вильде Т. Н., канд пед наук, зав кафедрой дизайна и изобразительных искусств ноу впо «Новый гуманитарный институт» Евстифеева М.... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Новый учебный базисный план: предмет биология, 6 класс – 34 часа. 1 час в неделю |
 | Анализ работы школьного методического объединения учителей начальных... В мбоу сош с. Новый Артаул учителей работают 6 учителей. Из них имеют высшее образование – Высшую квалификационную категорию имеют... | | Новый Закон «Об образовании» Новый Закон «Об образовании» запретит школьным учителям «натаскивать» своих учеников |
| Тема урока : Западная Европа: новый этап развития Показать, что Европа к 15-16вв вступила в новый период развития, связанный с возникновением мануфактурного производства, изменением... | | Аннотация к рабочей программе по Основам безопасности жизнедеятельности Рабочая программа составлена на основании «Программы для общеобразовательных учреждений. Новый образовательный стандарт. Обж 5-11... |
