Proctologie Découverte de la nouvelle benzo [a] phénoxazine SSJ -183 en tant que médicament candidat contre le paludisme

Découverte de la nouvelle benzo [a] phénoxazine SSJ -183 en tant que médicament candidat contre le paludisme

Dans les régions tropicales et subtropicales, le paludisme est l’une des maladies infectieuses les plus dangereuses causées par les parasites protozoaires. Chaque année, 500 millions de cas de paludisme surviennent et près d’un million de personnes meurent, dont la majorité sont de jeunes enfants et des femmes enceintes1. 4 En raison du réchauffement climatique, même les habitants des zones tempérées sont exposés au paludisme. infection. Aucun vaccin n’est actuellement disponible pour le paludisme, et la résistance des protozoaires aux agents chimiothérapeutiques utilisés cliniquement est de plus en plus courante. Ainsi, de nouveaux médicaments efficaces, sûrs et peu coûteux sont hautement désirés pour contrôler le paludisme. Nous avons recherché de nouveaux composés frappés contre les parasites du paludisme à partir de notre bibliothèque de composés, en tenant compte de l’hypothèse de DLC (deletion lipidique) des cations hydrophobes contenant des électrons délocalisés sont accumulés dans les mitochondries et inhibent l’activité métabolique. Selon l’hypothèse de travail, le dérivé de la rhodacyanine MKT-077 (1) 6 (figure 1) (Figure 1) 1) a d’abord été identifié comme un composé potentiel potentiel possédant une activité in vitro puissante contre Plasmodium falciparum7. a été observé in vivo contre Plasmodium berghei. D’autres recherches basées sur l’approche de synthèse combinatoire8 ont fourni divers dérivés actifs de la rhodacyanine in vivo.9,10 Parmi eux, SSJ-127 (2) a montré une guérison des souris infectées par P. berghei par administration sous-cutanée, 11 mais les dérivés de rhodacyanine ne présentaient aucun activité orale. Des dérivés du phénoxazinium, un type de DLC illustré par 3 et 4, ont montré une activité in vitro puissante et une efficacité orale.12 − 15 Cependant, une cytotoxicité a été observée à de faibles concentrations micromolaires dans plusieurs dérivés de phénoxazinium.12,14 Étant donné que l’électrophilie de l’atome de carbone à la position 1 du squelette du phénoxazinium serait gênante, nous avons examiné l’addition d’un cycle benzène à l’ossature du phénoxazinium. Ainsi, nous avons préparé et évalué différents dérivés de benzo [a] phénoxazine. Les sels correspondants des benzo [a] phénoxazines sont une variante des candidats DLC. Ici, nous divulguons les détails de la découverte et l’essai de SSJ-183 (5), ayant une forte activité antipaludique in vitro et in vivo lorsqu’il est administré à des souris infectées par P. berghei par voie orale.Figure 1Structures des exemples précédents de composés antipaludiques et le candidat 5. Un certain nombre de dérivés de benzo [a] phénoxazine ont été préparés par des méthodes connues (Schéma 1). 16 − 20 Comme exemple typique, la synthèse de 5 est montrée dans le schéma 1. A savoir, le sel de nitrate de 6 (X = NO3) 16 a été mis à réagir avec de la 4-aminopyridine pendant 24 h dans de l’éthanol au reflux. Une purification chromatographique du produit sur du gel de silice a révélé 5, PF 247 ° C, 248 ° C, avec un rendement de 38%. Notamment, 5 est très stable en tant qu’amine libre pendant une longue période dans les conditions ambiantes. Tous les composés testés ont été préparés par la même méthode que celle décrite ci-dessus. Lorsque 5 a été converti en un sel par traitement avec de l’acide chlorhydrique comme d’habitude, l’analyse élémentaire du sel, pf 300 ° C, a indiqué que le rapport moléculaire de 5 et du chlorure d’hydrogène doit être de 1: 2. Schéma 1 Synthèse de la benzo [a] phénoxazine 5 et des sels quaternaires correspondants De plus, les sels quaternaires 25 et 26 ont été préparés par traitement de 5 avec des halogénures d’alkyle dans l’acétonitrile dans des conditions de reflux. Les données physiques et spectrales des nouveaux composés 5 et 11, préparés par la méthode similaire, sont enregistrées dans l’Information de support. Nous avons évalué les composés 5 − 26 (Figures ​ et2) 2) pour leur activité in vitro (CI50) contre P. falciparum K1, une souche résistante à la chloroquine et à la pyriméthamine, et ont déterminé la cytotoxicité pour les cellules de mammifères. Ils ont ensuite été criblés par leur efficacité in vivo contre la souche NK-65 de P. berghei par voie orale (po) selon des protocoles établis (Tableau 1) .10 Pour le criblage in vivo, les composés testés ont été formulés en glucose 5% et 10% solution d’éthanol ou dans une solution à 7% de Tween 80 et 3% d’éthanol pour obtenir une dose de 100 mg / kg. Les suspensions obtenues ont été administrées à des souris femelles ICR en une seule dose orale. Figure 2 Structures de dérivés de benzo [a] phénoxazine testés.Tableau 1Evaluation des benzo [a] phénoxazines: activité in vitro contre P. falciparum K1, cytotoxicité vis-à-vis des myoblastes L-6 Activité in vivo contre P. berghei NK-65 (n = 3 souris) Le benzo [a] phénoxazinium 6,16 ne présentant aucun substituant en position 6, a montré une faible activité contre P. falciparum K1. L’activité du rouge du Nil (7) possédant un substituant d’oxygène était également faible, tandis que l’introduction d’une fonctionnalité azotée augmentait la puissance et réduisait la valeur CI50 du bleu du Nil A (8) à 0,0156 & m003bc; Bien qu’une faible cytotoxicité ait été observée pour 8, l’activité in vivo était médiocre. Les dérivés phényle et tolyle 9 (16) et 10 (16) présentaient de faibles activités à la fois in vitro (IC50: 0,191 et 0,232 μ M) et in vivo. Des activités plus élevées ont été réalisées dans le test in vitro de composés possédant des cycles hétéroaromatiques sur l’azote en position 6. Par conséquent, plusieurs dérivés 11 ont été préparés et évalués, mais leurs efficacités in vivo étaient insatisfaisantes. Des efficacités in vivo améliorées ont été observées pour les composés 15, 16 et 5 portant un cycle pyridine. Parmi eux, 5 présentaient la meilleure activité: une valeur IC50 de 0,0076 μ M contre P. falcipaurm K1, une valeur IC50 de 55,7 μ M dans le test de cytotoxicité, une sélectivité de 7334, et > 99,9% d’inhibition de P. berghei NK-65. En plus de l’inhibition de la parasitémie, les jours de survie moyens (TMS) après une dose unique ont été prolongés à 14,6 jours comparativement à environ 6 jours pour un témoin non traité. Des résultats très similaires ont été obtenus lorsque des doses orales uniques de 100 mg / kg ont été administrées à des souris femelles NMRI infectées par P. berghei ANKA souche21 dans trois expériences indépendantes (n = 3 souris par expérience, inhibition moyenne = 99% et moyenne MSD = 16, données non présentées). Bien que de nombreux analogues aient été préparés et évalués, seuls les dérivés de 4-aminopyridine sont présentés ici. Ainsi, le dérivé diméthylique 17 présentait une activité puissante mais une survie plus courte par rapport à 5. Avec des substituants plus longs en position 9, 18 et 19 étaient moins actifs. Le composé de morpholine 20 a montré une bonne activité. En outre, la substitution d’un groupe méthyle en position 11 améliore la sécurité, et deux dérivés 21 et 22 fournissent une bonne efficacité in vivo. Du fait que les chlorhydrates 21 et 22 ont donné des activités in vivo similaires à celles de 5, la benzo [a] phénoxazine est apparemment absorbée par l’intestin sous forme de chlorhydrate lorsqu’elle est administrée par voie orale.L’absence de cytotoxicité des composés 23 et 24, ayant un atome de brome sur l’anneau A, était encourageante; cependant, les deux ont montré une faible activité in vivo, probablement en raison de leur faible solubilité et de leur faible biodisponibilité orale. D’autre part, une cytotoxicité élevée a été observée pour les sels quaternaires 25 et 26. Pour obtenir des informations supplémentaires sur l’efficacité in vivo de 5, nous avons réalisé une expérience de réponse à la dose chez des souris femelles NMRI infectées par P. berghei GFP ANKA. souche 21 (tableau 2). Une efficacité élevée a été observée par la voie po avec des guérisons obtenues par l’administration orale de trois doses quotidiennes de 100 mg / kg. Tableau 2 Résultats in vivo pour 5 administrés par voie orale à n = 3 souris / dose une fois par jour pendant trois jours consécutifs à P. berghei GFP Souche ANKA (données de 2 à 3 expériences indépendantes) Dans d’autres évaluations avec le composé 5, nous avons détecté aucune létalité à des doses allant jusqu’à 2000 mg / kg po en utilisant 20 souris. En outre, aucun effet n’a été trouvé à 1000 μ M (− et + S9) dans un test d’aberration chromosomique, à 2.0 μ M (− et + S9) dans un test du micronoyau in vitro et à 1000 mg / kg × 2 dans un test du micronoyau chez le rat in vivo. Aucune phototoxicité n’a été détectée chez les souris ayant reçu une dose de 300 mg / kg po. Dans les dosages de liaison contre 80 récepteurs, seuls deux récepteurs recombinants humains, A3 et D3, ont été inhibés à 80% avec M et aucune inhibition n’a été observée avec d’autres récepteurs. La sélectivité a été confirmée par des valeurs de CI50 de 5 fois supérieures à 1000 contre trois autres protozoaires (36000 nM pour Trypanosoma brucei rhodesiense, 11300 nM pour Trypanosoma cruzi et 6500 nM pour Leishmania donovani) par rapport à P goutte. falciparum souche K1. Fait intéressant, la couleur violet foncé / bleu de la formulation du composé n’a pas été détectée dans l’urine, les yeux et les organes de souris traitées avec une dose orale unique de 100 mg / kg, bien que la molécule prototype, le bleu de méthylène, et l’urine. Les activités in vitro et in vivo de 5 sont bien meilleures que celles du bleu de méthylène. De plus, aucune hémolyse n’a été prouvée dans le sang prélevé chez un patient déficient en G6PD à la Jichi Medical University, et les détails seront discutés dans le futur. Des études de pharmacocinétique in vivo chez le rat ont été réalisées selon la procédure décrite (Figure ​ Figure33) .21 Après administration orale, la biodisponibilité de 5 était d’environ 30% Après administration intraveineuse, la demi-vie terminale était d’environ 5,5 h et 5 d’entre elles présentaient un volume de distribution élevé et une clairance élevée.Figure 3 5 rats mâles Sprague et Dawley après administration intraveineuse (2,8 mg / kg, symboles pleins) et orale (21,5 mg / kg, symboles ouverts). En résumé, dans la recherche de nouveaux agents antipaludiques, de nouvelles benzo [a] phénoxazines Le dérivé 5 possédant le fragment 4-aminopyridine présentait une valeur de CI50 contre P. falciparum de 7,6 nM et un indice de sélectivité de > 7300. Le traitement a été réalisé avec trois doses orales quotidiennes. doses à des souris infectées par la souche P. berghei ANKA à la dose de 100 mg / kg. L’innocuité de 5 a été démontrée par un test de toxicité à dose unique, la dose la plus élevée étant de 2000 mg / kg, un test d’aberration chromosomique, des tests du micronoyau in vitro et in vivo et un test de phototoxicité. Les essais de liaison contre 80 récepteurs ont soutenu une sélectivité élevée. L’urine et les yeux n’ont pas été colorés pendant le traitement, et aucune couleur n’a été détectée dans les organes après 7 jours d’administration. Sur la base des découvertes ci-dessus, le composé 5 semble être un candidat prometteur pour d’autres tests. Nous avons également développé une synthèse plus efficace de 5, et un rapport de cette nouvelle synthèse ainsi que l’étude du mécanisme d’action de 5 seront publiés en temps voulu.