Proctologie Synthèse et DAS de Benzisothiazole et Indolizine – β -d-glucopyranoside Inhibiteurs de SGLT2

Synthèse et DAS de Benzisothiazole et Indolizine – β -d-glucopyranoside Inhibiteurs de SGLT2

Les inhibiteurs de glucose cotransporteur 2 de sodium (SGLT2) ont reçu récemment une attention considérable pour le traitement de Diabète de type 2.1,2 SGLT2 est une protéine trans-membranaire située dans le tubule proximal du rein et responsable de la réabsorption du glucose du filtrat glomérulaire vers le plasma. Les inhibiteurs de SGLT2 empêchent la réabsorption du glucose conduisant à l’élimination rapide du glucose dans l’urine. En clinique, de tels agents ont prouvé qu’ils réduisaient les taux de glucose sanguin et provoquaient une perte de poids modérée chez les patients diabétiques grâce à un mécanisme qui ne dépend pas de la libération d’insuline par β Il a également été démontré que les animaux obèses traités avec des inhibiteurs du SGLT2 subissent une perte de poids proportionnelle à la quantité de glucose excrétée.5 À l’heure actuelle, plusieurs entreprises effectuent des évaluations cliniques des inhibiteurs du SGLT2 pour le traitement des troubles du métabolisme, y compris le diabète et l’obésité. Un autre membre de la famille des cotransporteurs de glucose de sodium, SGLT1, est situé sur les entérocytes et transporte les glucides alimentaires de la lumière de l’intestin grêle à la circulation systémique. Les inhibiteurs de SGLT1 retardent l’absorption du glucose et peuvent également être utiles dans le traitement du diabète. Les résultats d’études chez l’animal suggèrent que les améliorations profondes du métabolisme du glucose résultant du pontage gastrique Roux-en-Y sont directement liées à l’altération de l’expression de SGLT1 et au ralentissement de l’afflux de glucose.6 Nous nous sommes intéressés à identifier des composés sélectifs pour SGLT2. serait rapidement absorbé à partir du tractus gastro-intestinal (GI) avec une biodisponibilité orale élevée pour agir dans le rein. La sélectivité de SGLT2 par rapport à SGLT1 peut être importante pour éviter les effets secondaires gastro-intestinaux qui pourraient résulter d’une malabsorption des hydrates de carbone dans l’intestin grêle. De plus, comme SGLT1 est fortement exprimé dans les myocytes cardiaques7 et sert de transporteur de glucose dans le cœur8, nous souhaitions une sélectivité pour éviter la perturbation potentielle de la disponibilité du glucose dans les cellules musculaires cardiaques.Tous les inhibiteurs connus de SGLT2 sont des glycosides dérivés de carbohydrates leur origine au produit naturel phlorizin (1, figure ​ figure 1), 1), qui est un inhibiteur non sélectif de SGLT1 et SGLT2.9 Phlorizin est un O-glucoside et, en tant que tel, est sujet à l’hydrolyse par O- glucosidases. En raison de la labilité des liaisons glycosyliques, les O-glucosides tendent à avoir une biodisponibilité orale médiocre à moins que le fragment glucose ne soit masqué comme un promédicament, comme on le trouve dans les dérivés O-éthylcarbonate, serglifozin etabonate (2). et remogliflozine etabonate (3). Dans les modèles de rongeurs diabétiques, un traitement chronique par 2 et 3 diminue les concentrations de glucose plasmatique à jeun et améliore la clairance du glucose après un traitement oral au glucose.10,11N-Glucosides et C-glucosides sont plus stables métaboliquement et ont une biodisponibilité orale et une exposition plasmatique Les scientifiques de Bristol-Myers Squibb ont récemment rapporté la découverte d’un puissant inhibiteur de SGLT2, la dapaglifozine (4), un C-glucoside avec une longue demi-vie et une durée d’action soutenue. Johnson & Johnson en collaboration avec Mitsubishi Tanabe ont avancé la canagliflozine (5), un autre glucoside C-aryle, au développement clinique de phase III. Plus récemment, des scientifiques de Lexicon Pharmaceuticals ont rapporté la découverte d’inhibiteurs O-xylosides métaboliquement stables de SGLT2, leur analogue le plus puissant étant 6, qui possède le même fragment aglycone que la dapagliflozine.14 Au-delà des O- et C-glucosides monocycliques, Zhang et collègues à Johnson & Johnson a étudié les O- et C-glucosides dans lesquels l’aglycone est l’indole (7 et 8). Ils ont découvert que les C-glucosides avaient une puissance réduite par rapport aux O-glucosides et ont proposé que l’oxygène anomérique soit important pour une inhibition complète.15 Dans notre programme visant à découvrir de nouveaux inhibiteurs sélectifs du SGLT2, nous avons entrepris d’explorer les C-glucosides. lequel l’aglycone est un hétérocycle benzo-fusionné. Nous rapportons ici nos recherches sur la synthèse et la structure des relations d’activité (DAS) des inhibiteurs hétérobicycliques du SGLT2. Dans nos tentatives initiales de construction de C-arylglucosides hétérocycliques, nous avons profité du stratégie attrayante décrite par Meng et al., 13 à savoir, lithium − échange d’halogène d’un anneau bromoaromatique et l’addition de l’aryllithium résultant à une gluconolactone suivie de la réduction du gluconolactol résultant pour donner le C-aryl glucoside aromatique. Bien que cette approche ait bien fonctionné lorsque le système aromatique était substitué par phényle ou benzothiophène, lorsque le groupe aromatique était un hétérocycle aza tel que le benzisothiazole 12a ou 12p, nous n’avons pas réussi à obtenir l’addition de l’espèce lithio à la gluconolactone.Au lieu de cela, nous avons utilisé une approche alternative impliquant le couplage croisé catalysé par Pd du bromoaromatique avec un gluconate de bore, une nouvelle méthode de glycosylation qui a été décrite dans une demande de brevet par les scientifiques de Tanabe.16,17 La synthèse des intermédiaires benzisothiazole 12a &#Le bromure de 9 dans des conditions acides, suivi d’une condensation avec le chlorhydrate de N-méthyl-O-méthylhydroxylamine, a donné l’amide de Weinreb 10 qui a été traité avec divers arylmagnésium. des bromures pour donner les composés 11a et j2022; Les biarylcétones ont été réduites avec du triéthylsilane dans du TFA pour fournir les composés 12a et 1212. On a préparé des glucosides de C-aryle hétérocycliques 16a et 16a à partir des bromohétérocycles 12a et 1212 comme indiqué dans le schéma 2. Couplage croisé catalysé par le palladium. des bromures 12a − p avec le pinacol boronate ester 13 (16,17) fourni les composés 14a − p. Une hydroboration avec du borane-THF suivie d’une oxydation avec du peroxyde d’hydrogène a donné des -glucosides 15a et p comme confirmé par la constante de couplage J (∼ 9,5 Hz) entre H1 ′ et H2 ′ dans le spectre RMN 1H. Aucun des α les anomères ont été isolés. Enfin, la déprotection de 15a avec HF / TEA ou avec TBAF a donné les composés cibles 16a et 2a représentés au schéma 3, les intermédiaires d’indolizine 19k ont ​​été préparés en deux étapes à partir de la 3-bromopicoline. Le composé 17 a été traité avec des bromoacétophénones disponibles dans le commerce pour donner des sels de picolinium 18k, qui ont été traités avec du diméthylsulfate-DMF pour donner des cétones 19k et les cétones 19k ont ​​été réduits en diarylméthanes 12k &; # x02212; o en utilisant du borohydrure de sodium avec du chlorure d’aluminium.Schéma 3L’imidazo [1,2-a] pyridine 12p a été préparée en deux étapes à partir de l’aldéhyde 20 disponible dans le commerce (Schéma 4). Le traitement de 20 avec du bromure de 4-méthoxyphénylmagnésium suivi de la réduction de l’alcool 21 avec du TFA / NaBH4 a donné 12p.Scheme 4La méthodologie que nous avons utilisée pour construire des C-arylglucosides, à savoir le couplage croisé catalysé par Pd de glucon boronates, sera un ajout utile à la gamme de techniques qui sont disponibles pour les chimistes de glucides. La méthode a permis la construction de C-glucosides benzo-fusionnés, qui n’étaient pas accessibles par la méthode conventionnelle. L’activité inhibitrice de SGLT1 et SGLT2 (IC50) des C-glucosides hétérocycliques a été déterminée en surveillant l’inhibition de l’absorption de # x003b1; -méthyl-D-glucopyranoside par les cellules COS-7, qui ont exprimé transitoirement SGLT2 ou SGLT1 humain en utilisant la technologie BacMam.21 Les résultats sont résumés dans le tableau 1. En se concentrant initialement sur la série benzisothiazole, nous avons trouvé que le 4-méthylbenzyle – (16a) et les dérivés 4-éthyl benzyl- (16b) substitués étaient des inhibiteurs puissants avec des valeurs de pIC50 de 80 et 50 nM, respectivement. L’augmentation de la taille du substituant 4 semble augmenter le potentiel d’inhibition. En suivant cette tendance, nous avons synthétisé les analogues 4-isopropyl (16c) et 4-tert-butyl (16d) et trouvé que 16d a réalisé une inhibition avec une CI50 de 10 nM. En explorant les limites de taille du substituant 4, nous avons trouvé que l’analogue 4-phénylbenzyle (16e) perdait de sa puissance. De même, l’analogue 4-chlorobenzyle (16f) présentait moins de potentiel d’inhibition que les analogues 4-alkyle. Nous avons observé que les dérivés 4-méthoxy et 4-éthoxy (16i et 16j) étaient moins puissants que les analogues alkyliques correspondants. Les analogues 3-méthylbenzyle et 3,4-diméthylbenzyle 16g et 16h étaient significativement moins puissants que 16a, ce qui indique qu’un groupe méthyle en position méta n’était pas toléré.Tableau 1SGLT2 et SGLT1 Inhibition of Compounds 16a − p et 4a SAR Similaire les tendances ont été observées dans la série indolizine. Les analogues 4-méthylbenzyle (16k) et 4-trifluorométhylbenzyl (16o) présentaient une inhibition élevée du SGLT2 (IC50 = 60 et 110 nM, respectivement). Les analogues 4-méthoxybenzyl (16l) et 4-halobenzyl (16m et 16n) étaient moins puissants que les dérivés 4-alkylés. Nous avons trouvé que l’imidazo pyridine 16p, bien qu’ayant une forme et une taille globales similaires à celles du benzisothiazole 16i (IC50 = 155 nM) et de l’indazole 16l (IC50 = 135 nM), était dépourvue d’activité d’inhibition du SGLT2. Les inhibiteurs de SGLT2 les plus puissants ont été testés pour l’inhibition de SGLT1 et se sont avérés être inactifs contre SGLT1 dans tous les cas. Le composé 4 a été testé comme comparateur et s’est avéré être un inhibiteur hautement sélectif du SGLT2 et plus puissant que les benzisothiazoles. Les profils pharmacocinétiques de deux des analogues du benzisothiazole, 16b et 16c, ont été déterminés chez des rats CD mâles. Les résultats sont résumés dans le tableau 2. Les deux composés ont été rapidement absorbés après l’administration orale.Bien que la clairance plasmatique soit élevée pour ces molécules, la biodisponibilité (% F, rapport des concentrations plasmatiques du médicament après administration orale versus administration intraveineuse) est élevée, indiquant que les composés étaient suffisamment stables dans le tractus gastro-intestinal pour être bien absorbés. Les C-Glucosides 16b et 16c n’ont pas nécessité de conversion en promédicament pour obtenir une absorption orale. Bien que l’approche du promédicament se soit avérée viable pour les inhibiteurs du SGLT2 tels que 2 et 3, qui ont des effets antidiabétiques clairs dans les modèles de diabète chez les rongeurs, 10,11 il serait préférable d’éviter l’étape chimique supplémentaire de l’adjonction du promédicament. Une approche de promédicament introduit également le risque supplémentaire de développement que la conversion de promédicament en parent ne peut pas traduire des animaux aux humains. En outre, il peut y avoir une grande variabilité intrapatient dans la pharmacocinétique de conversion promédicament à parent. Tableau 2 Profils pharmacocinétiques des composés 16b, c chez les rats mâles CD après administration intraveineuse et orale En résumé, nous avons tiré parti d’une réaction de couplage catalysé par Pd sous-utilisé pour synthétiser une série de C-glucosides de benzisothiazole et indolizine, qui ont élargi notre compréhension des SARs inhibiteurs SGLT2. Nous avons établi que de puissants inhibiteurs du SGLT2 peuvent être trouvés dans les C-glucosides dans lesquels l’aglycone est un hétérocycle benzo-fusionné. Nous avons également observé que les imidazo pyridines faiblement basiques, bien que possédant la même forme générale que les benzisothiazoles et les indolizines, ne présentent aucune inhibition du SGLT2. D’autres travaux concernant l’optimisation des inhibiteurs SGLT2 adaptés au développement clinique seront rapportés dans des publications ultérieures.