Konjugat tal-Kromone-Aċidu Lipoic: Aġent newroprotettiv li għandu Inibizzjoni Aċċettabbli ta' Butyrylcholinesterase, Antiossidanti u Attivitajiet ta' kelazzjoni tar-ram

Għal aktar informazzjoni:ali.ma@wecistanche.com

Astratt

GħanIl-marda ta' Alzheimer(AD) hija marda newrodeġenerattiva multidimensjonali. Biex timmira simultanjament proċessi patoloġiċi multipli involuti fiIl-Marda ta' Alzheimer,komposti ta’ oriġini naturali b’karatteristiċi uniċi huma scaffolds promettenti biex jiżviluppaw komposti ġodda multi-mira fit-trattament ta’ mard newrodeġenerattiv differenti, speċjalmentIl-Marda ta' Alzheimer. F'dan l-istudju, ibridi ġodda chromone-lipoic acid ġew ippreparati biex isibu struttura taċ-ċomb multifunzjonali ġdida għat-trattament ta 'AD. Metodi L-ibridi tal-kromone-lipoic acid ġew ippreparati permezz ta' reazzjoni tal-ikklikkja u n-newroprotezzjoni u l-attività anticholinesterase tagħhom ġew evalwati bis-sħiħ. L-attivitajiet ta 'aggregazzjoni anti-amilojde, antiossidanti u kelazzjoni tal-metall tal-aħjar kompost ġew investigati wkoll b'metodi standard biex jinstab aġent multi-funzjonali ġdid kontra l-AD. Riżultati L-iskrinjar bijoloġiku primarju wera li l-komposti kollha kellhom attività ta' newroprotezzjoni sinifikanti kontra l-ħsara taċ-ċelluli indotta minn H2O2-fiċ-ċelloli PC12. Kompost 19 bħala l-inibitur butyrylcholinesterase (BuChE) l-aktar qawwi (IC50=7.55 μM) li għandu attività ta 'newroprotezzjoni sinifikanti bħala livell bħala mediċina ta' referenza ġie magħżul għal aktar evalwazzjonijiet bijoloġiċi. Studji ta 'docking u kinetiċi żvelaw inibizzjoni tat-tip imħallat mhux kompetittiv ta' BuChE mill-kompost 19. Jista 'jnaqqas b'mod sinifikanti l-formazzjoni ta' l-ispeċi ta 'ossiġnu reattiv intraċellulari (ROS) u wera qawwa ta' tnaqqis eċċellenti (85.57 mM Fe plus 2), komparabbli ma 'quercetin u aċidu lipoic. Jista 'wkoll jinibixxi b'mod moderat l-aggregazzjoni ta' A u b'mod selettiv kellat b'jonji tar-ram fi proporzjon ta '2:1 M.

Konklużjoni Kompost 19 jista 'jitqies bħala aġent multifunzjonali ta' tama għall-iżvilupp ulterjuri gainst AD minħabba l-attività newroprotettiva u anti-BuChE aċċettabbli, attività moderata ta 'aggregazzjoni anti-A, attività antiossidant pendenti kif ukoll kapaċità selettiva ta' kelazzjoni tar-ram.

Leili Jalili-Baleh1 & Hamid Nadri2 & Hamid Forootanfar3 & Tuba Tüylü Küçükkılınç4 & Beyza Ayazgök4 & Mohammad Sharifzadeh5 & Mahban Rahimifard6 & Maryam Baeeri6 & Mohammad Abdollahi6 & Alireza Mehhudio1 & Alireza Mehhudio1

Grupp tal-Bijomaterjali, Ċentru ta' Riċerka Farmaċewtika, L-Istitut tax-Xjenzi Farmaċewtiċi (TIPS), Università tax-Xjenzi Mediċi ta' Tehran, Tehran 1417614411, Iran 2 Fakultà tal-Farmaċija u Ċentru ta' Riċerka tax-Xjenzi Farmaċewtiċi, Shahid Sadoughi Università tax-Xjenzi Mediċi, Yazd, Iran 3 Dipartiment tal-Farmaċewtika Bijoteknoloġija, Fakultà tal-Farmaċija, Università tax-Xjenzi Mediċi ta’ Kerman, Kerman, Iran 4 Fakultà tal-Farmaċija, Dipartiment tal-Bijokimika, Università ta’ Hacettepe, Ankara, Turkija 5 Dipartiment tal-Farmakoloġija u Tossikoloġija, Fakultà tal-Farmaċija, Tossikoloġija, u Ċentru ta’ Riċerka dwar l-avvelenament, Università ta’ Tehran tax-Xjenzi Mediċi, Tehran, Iran 6 Grupp ta' Tossikoloġija u Mard, Ċentru ta' Riċerka tax-Xjenzi Farmaċewtiċi (PSRC), L-Istitut tax-Xjenzi Farmaċewtiċi (TIPS), Università tax-Xjenzi Mediċi ta' Tehran (TUMS), Tehran, Iran

Introduzzjoni

Il-marda ta' Alzheimer(AD), marda newrodeġenerattiva multidimensjonali u irriversibbli, hija l-kawża ewlenija tad-dimenzja, u waħda mill-akbar sfidi tar-riċerka farmaċewtika attwali [1]. Matul l-aħħar deċennji, minkejja sforzi sostanzjali biex jiskopru l-mekkaniżmi patoġeniċi ta 'Il-Marda ta' Alzheimer, l-etjoloġija eżatta ta 'din il-marda għadha kumplessa. Il-fatturi patoloġiċi li għandhom rwol notevoli fl-iżvilupp ta 'AD huma defiċjenza tal-livell ta' newrotrażmettituri kolinerġiċi tal-moħħ, akkumulazzjoni ta 'plakki senili partikolarment bħala depożiti extraċellulari -amyloid (A), aggregazzjoni ta' proteina τ iperfosforilata [2], dyshomeostasis ta 'bijometalli, stress ossidattiv, u newroinfjammazzjoni [3]. Minkejja t-tentattivi kollha mwettqa biex jinstabu soluzzjonijiet innovattivi biex jikkontrollaw il-karatteristiċi tal-marda bħat-terapija tal-ġeni u taċ-ċelloli staminali, din it-tip ta’ terapija għadha metodu prospettiv għat-trattament tal-AD u għad hemm ħafna problemi mhux solvuti qabel ma jkunu jistgħu jintużaw f’applikazzjonijiet kliniċi. 4, 5]. Il-metodu terapewtiku disponibbli bħalissa huwa bbażat l-aktar fuq in-newrotrażmissjoni kolinerġika li qed tiżdied, permezz ta 'inibituri ta' acetylcholinesterase (AChEI). Bħal AChE, butyrylcholinesterase (BuChE) bħala koregolatur tad-degradazzjoni tal-ACh, hija enzima importanti involuta fin-newrotrażmissjoni [6]. Ir-rwol ta 'BuChE fil-patoloġija AD mhuwiex magħruf, iżda studji in vivo wrew li BuChE assoċjat ma' plakek A għandu rwol ewlieni fil-maturazzjoni tal-plakka AD [7, 8]. Biex jitlestew l-approċċi sintomatiċi, huwa meħtieġ li jiġu mmirati simultanjament proċessi patoloġiċi multipli involuti fl-AD [9, 10].

Ikklikkja għal Cistanche DHT għall-marda ta' Alzheimer

Bħalissa, l-istrateġija tal-ligand dirett multi-mira (MTDL) ġiet kompletament aċċettata bħala l-istrateġija ewlenija għad-disinn u l-iskoperta tad-droga fl-AD, li hija bbażata fuq taħlita ta 'gruppi farmakoforiċi xierqa f'molekula waħda li tipprovdi risponsi farmakoloġiċi effettivi għal diversi riċetturi potenzjali. jew miri enżimatiċi [11]. F'dawn l-aħħar snin, ġew iddisinjati ħafna aġenti multifunzjonali potenzjali bbażati fuq l-istrateġija MTDLs kontra l-AD [12-16]. Barra minn hekk, ammont mhux ħażin ta 'prodotti ta' oriġini naturali qed jintuża jew bħala farmaċewtiċi kkummerċjalizzati jew bħala frammenti molekulari bijoattivi fl-iżvilupp ta 'mediċini ibridi biex jiġġieldu l-fatturi ta' riskju ewlenin imsemmija hawn fuq involuti fil-patoġenesi ta 'AD [17]. Il-kromoni jinstabu kullimkien fil-pjanti u huma magħrufa bħala fitokimiċi bi struttura ta' benzo- -piron, li jippossjedi diversi firxiet ta' effetti farmakoloġiċi [18]. Studji reċenti wrew li l-komposti bbażati fuq il-kromoni kienu effettivi kontra d-dimenzja permezz tat-tkessiħ tar-radikali ħielsa u ċ-ċelazzjoni tal-joni tal-metall [19-22]. Il-kromoni wrew ukoll anticholinesterase [23, 24], newroprotettivi [25, 26], proprjetajiet anti-infjammatorji [27], u jistgħu jfixklu b'mod effettiv l-aggregazzjoni tal-amilojdi [28, 29]. Fernandez-Bachiller u sħabhom introduċew ibridi ta 'kromon tacrine li tejbu l-inattivazzjoni inibitorja ta' ChE, kif ukoll antiossidant, meta mqabbla ma 'tacrine [30]. L-aċidu lipoiku (LA), bħala antiossidant li jseħħ b'mod naturali fl-annimali, il-bnedmin u l-pjanti jaġixxi bħala kofattur essenzjali f'ħafna mogħdijiet bijokimiċi [31]. Firxa diversa ta 'proprjetajiet farmakoloġiċi ġiet irrappurtata dwar dan l-organosulfur. Jista 'jikkontrolla l-patoġenesi jew il-progressjoni ta' AD billi jżid il-livell ta 'acetylcholine kif ukoll inaqqas l-istress ossidattiv, l-infjammazzjoni u l-formazzjoni tal-plakka A [32-34]. Apocrine huwa ibridu ta 'LA u tacrine introdott minn Rosini bħala kandidat effettiv tad-droga kontra l-AD minħabba l-proprjetajiet bijoloġiċi multipli tiegħu, bħall-attività ta' inibizzjoni AChE u BChE, inibizzjoni ta 'aggregazzjoni A indotta minn AChE, u protezzjoni taċ-ċelluli kontra ROS [35].

G. Nesi et al. rivastigmine magħquda ma' LA u chromone. Huma sabu li l-kombinazzjoni wasslet għaż-żieda ta 'anti-ossidanti u proprjetajiet aggreganti anti-amilojdi ta' LA u scaffolds tal-kromon mal-attività anticholinesterase ta 'rivastigmine bħala l-mediċini użati bħalissa, u rriżultat fil-formazzjoni tal-kompost multifunzjonali biex jikkura AD [28 ]. Ibbażat fuq is-sejbiet ta 'hawn fuq, scaffold tal-kromon huwa farmakofor importanti li għandu rwol kbir fl-inibizzjoni ta' ChEs b'attivitajiet antiossidanti u ta 'kelazzjoni tal-metall. LA hija wkoll l-istruttura taċ-ċomb promettenti li ttejjeb l-attività ta 'inibizzjoni ta' BuChE, qawwa ta 'newroprotezzjoni, aggregazzjoni anti-amilojde, antiossidant, u attivitajiet ta' kelazzjoni tal-metall (Fig. 1). Dawn il-karatteristiċi uniċi ta 'chromone u LA għamluhom scaffolds promettenti biex jiżviluppaw komposti ġodda multi-mira li tejbu l-effikaċja terapewtika fit-trattament ta' disturbi newrodeġenerattivi differenti, speċjalment AD [36-42]. Meta wieħed iqis l-effetti bijoloġiċi ta 'benefiċċju ta' chromone u scaffolds LA u l-effikaċja tan-nukleu tat-triazole bħala farmakofor attraenti għall-konnessjoni ta 'diversi aġenti terapewtikament attivi [43-45], f'dan ix-xogħol, ħeġġejna biex nikkonjugaw dawn il-farmakofori siewja ma' xulxin u nevalwaw l-effikaċja tagħhom kontra diversi miri. Żewġ serje ta 'derivattivi tal-kromon konjugati ma' LA ġew sintetizzati permezz ta 'reazzjoni tal-ikklikkja (Fig. 1, komposti 9-17 u 18-20) u l-attività newroprotettiva u l-attività ta' inibizzjoni ChEs tal-komposti kollha ġew evalwati. Ġew evalwati wkoll l-antiossidanti, il-kelazzjoni tal-metall u l-attivitajiet anti-amilojdi tal-kompost magħżul. Sa fejn nafu tagħna, dan huwa l-ewwel xogħol li jirrapporta s-sinteżi tal-ibridi tal-kromon-LA u l-attivitajiet bijoloġiċi tagħhom kontra l-AD.

riżultati u diskussjoni

Kimika Kif muri fl-Iskema 1, il-kompost 3 kien inizjalment sintetizzat permezz ta 'reazzjoni ta' 2′-hydroxy acetophenone sostitwit b'4-methoxy benzaldehyde permezz ta 'reazzjoni ta' domino aldol-Michael-ossidazzjoni katalizzata minn pyrrolidine u jodju f'dimethyl sulfoxide (DMSO). Il-kompost 3 ġie kkonvertit għad-derivattivi korrispondenti 2-(4-hydroxyphenyl)-4H-chrome-4-one (4a-d) minn BBr3 fid-diklorometan. Il-kompost 5 kien ippreparat ukoll f'pass wieħed mir-reazzjoni ta' 2,4- dihydroxyacetophenone u triethyl orthoformate fil-preżenza ta' 70 fil-mija aċidu perkloriku li wassal għall-formazzjoni ta' melħ perklorat li mbagħad ġie idrolizzat biex jilħaq il-kompost fil-mira (5) . L-intermedji bromoalkoxy 6a-i u 8a-c imbagħad ġew ippreparati permezz tar-reazzjoni ta '4a-d jew 5 bl-ammont xieraq ta' dibromoalkanes f'soluzzjoni ta 'aċetun ta' K2CO3 anidru taħt kondizzjoni ta 'rifluss għal 4 sigħat. Il-kompost 7 ġie sintetizzat separatament permezz tar-reazzjoni ta 'amidazzjoni bejn LA u propargylamine fil-preżenza ta' 4- dimethyl aminopyridine (DMAP) u N, N ′ - dicyclohexylcarbodimide (EDCI).

Il-komposti fil-mira 9–20 kienu finalment ippreparati permezz ta' reazzjoni ta' tliet komponenti b'borma waħda bejn il-komposti 6a-i jew 8a-c, sodium azide, u l-kompost 7 kkatalizzat mir-ram (II). Assaġġ bijoloġiku Primarjament, l-attivitajiet inibitorji ta 'newroprotezzjoni u cholinesterase tal-komposti kollha mmirati 9-20 ġew evalwati biex jinstab l-aħjar kompost qawwi għal aktar studji. Il-qawwa tan-newroprotezzjoni kontra l-ħsara taċ-ċelluli PC12 indotta minn H2O2 Il-ħsara ossidattiva u n-newrotossiċità maħluqa minn H2O2 huma meqjusa bħala l-aktar fattur importanti li jikkontrolla l-progress tad-disturb newrodeġenerattiv [60]. Għalhekk, l-attività ta 'newroprotezzjoni tal-konjugati tal-kromon-LA ppreparati 9-20 ġew skrinjati f'konċentrazzjonijiet differenti ta' 1, 5, 10, 20, u 50 μM bl-użu ta 'assaġġ MTT. Il-komposti kollha, fil-konċentrazzjonijiet kollha, jistgħu jżidu b'mod sinifikanti l-vijabbiltà taċ-ċelluli taċ-ċelluli PC12 b'mod dipendenti fuq id-doża, anke f'konċentrazzjoni baxxa ta '1 μM (Tabella 1, p <>

Interessanti, il-komposti 15, 16, u 17 li għandhom tulijiet ta 'katina ta' ħames karbonju (n=5) urew attività newroprotettiva ogħla minn dik ta 'quercetin bħala mediċina ta' referenza fil-konċentrazzjonijiet kollha. B'paragun bejn il-komposti 9, 11, u 15 li fihom 2-phenyl-4H-chromene-4-sempliċi parti waħda u tul differenti tal-katina tal-karbonju (n=3, 4, u 5 għall-komposti 9, 11, u 15, rispettivament), jista 'jiġi implikat li ż-żieda fid-daqs tal-cross-linker tista' żżid l-attività ta 'newroprotezzjoni tal-komposti fil-mira (Tabella 1). L-istess imġiba dehret ukoll għall-komposti 18–20 bħala derivattivi 4H-chromene-4-wieħed sostitwit f'7 pożizzjonijiet. Notevolment, id-derivattivi tal-kromju mhux sostitwiti kellhom inqas attività newroprotettiva fuq il-mewt taċ-ċelluli indotta minn H2O2-mill-analogi sostitwiti bl-halo (qabbel il-kompost 9 mal-kompost 10, il-kompost 11 mal-komposti 12-14, u l-kompost 15 mal-komposti 16 u anke 17 f'konċentrazzjonijiet speċjalment għoljin). Attività inibitorja tal-cholinesterase AChE u attività inibitorja BuChE tal-konjugati kollha tal-kromon-LA 9-20 ġew investigati. Tabella 2 turi l-valuri IC50 tal-komposti meta mqabbla mal-mediċina standard donepezil. L-ebda effett sinifikanti ma ġie osservat kontra AChE f'100 μM għal ħafna mill-komposti, ħlief 7-derivattivi tal-fluworo (13) b'attività moderata (IC50=56.50 μM). Ir-riżultati wrew li l-attività tad-derivattivi sostitwiti mill-pożizzjoni 7- (18-20) kontra BuChE kienet aħjar mid-derivattivi modifikati mill-pożizzjoni 2- (9-17).

Fost id-derivattivi sostitwiti 7-, il-komposti 18 u 19 biss bi tulijiet ta 'katina ta' 3 jew 4 atomi wrew attività xierqa kontra l-BuChE (IC50=15.32 u 7.55 μM, rispettivament). Kompost 20 b'5 carbon spacer (n=5) ma żvela l-ebda attività kontra BuChE li tikkonferma l-effett kbir tal-cross-linker u d-daqs tal-molekula biex jokkupa s-sit attiv tal-enzima. Għalhekk, l-estensjoni tal-linker m'għandha l-ebda effett pożittiv fuq il-qawwa inibitorja BuChE. Meta t-tacrin li jġorr is-sostitut tal-aloġenu kien konjugat ma' LA bi 3 carbon spacer, l-attivitajiet ta' inibizzjoni AChE, u BuChE, speċjalment l-attività AChEI, ġew imtejba meta mqabbla ma 'tacrin [35]. L-istudju kkonferma r-rwol importanti tat-tul tal-cross-linker fuq l-attività ta 'inibizzjoni ta' ChEs tal-komposti fil-mira. Studju preċedenti żvela wkoll li l-ibridizzazzjoni ta 'tacrin ma' scaffold tal-kromon ittejjeb l-attività ta 'inibizzjoni ta' BuChE aktar minn dik ta 'AChEI li hija fi qbil tajjeb mal-kisba tar-riżultati tagħna [30]. L-istess riżultat kien osservat ukoll meta farmakofori magħrufa oħra ġew magħquda. It-twaħħil ta 'LA u/jew chromone ma' rivastigmine irriżulta f'attività ta 'inibizzjoni BuChE ogħla minn inibizzjoni ta' AChE [28]. Jidher li LA jista 'jtejjeb l-attività ta' inibizzjoni ta 'BuChE ta' l-armar omm aktar minn attività ta 'inibizzjoni ta' AChE. Ibbażat fuq ir-riżultati, jidher li l-gruppi li jagħtu l-elettroni fuq scaffold tal-kromon u wkoll bl-użu ta 'spacer xieraq biex jipprevjenu tiwi molekulari jistgħu jiffaċilitaw interazzjonijiet xierqa ma' l-enzima li tittrasforma l-komposti fil-mira f'inibituri aktar qawwija.