Введение к работе
Актуальность темы. Разработка новых высокоэффективных лекарст-венных средств для лечения широко распространенных и особо опасных вирусных инфекций является одной из самых актуальных задач современной фармации. Несмотря на очевидные успехи в лечении и профилактике вирусных заболеваний, достигнутые в последние десятилетия, вирусы, тем не менее, остаются самой распространенной причиной таких массовых инфекций, как грипп, острые респираторные заболевания, ротавирусные гастроэнтериты, гепатиты, корь. Вирусы причастны к канцерогенезу, трансплацентарная пере-дача некоторых вирусов является причиной мертворождений и врожденных уродств, некоторые вирусы поражают центральную нервную систему, наконец, вирусы вызывают иммунодефицит. Таким образом, контроль над вирусными инфекциями является важнейшей проблемой современной медицины. При этом особое значение придается поиску лекарственных средств для терапии СПИД и лечения оппортунистических инфекций, вызываемых другими вирусами, в частности цитомегаловирусами (ЦМВ).
В настоящее время существует два основных класса противовирусных агентов, которые имеют нуклеозидную и ненуклеозидную природу. Ненук-леозидные ингибиторы вирусспецифических ферментов имеют ряд преиму-ществ. Они не требуют метаболической активации и непосредственно взаимо-действуют с вирусными ферментами-мишенями, что обусловливает их высо-кую селективность и низкую цитотоксичность. Ненуклеозидные ингибиторы ВИЧ-1 являются в настоящий момент самыми перспективными лекарствен-ными средствами высокоинтенсивной терапии СПИД. Однако простота организации вирусного генома предопределяет низкую точность синтеза вирусной ДНК и РНК в процессе вирусной репродукции и высокую частоту мутаций, что приводит к быстрому появлению резистентных штаммов вируса при использовании существующих средств антивирусной химиотерапии. В этой связи поиск новых, более эффективных (и предпочтительно имеющих новый механизм вирусингибирующего действия) лекарственных средств является важнейшей задачей современной фармацевтической науки.
Цели и основные задачи исследования. Целью настоящего диссер-тационного исследования является разработка на основе нуклеиновых оснований нового класса лекарственных веществ для лечения СПИД и оппортунистических цитомегаловирусных инфекций.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
исследовать особенности протекания процессов алкилирования пурино-вых оснований разнообразными a-галоидэфирами, алкилгалогенидами, эфирами п-толуолсульфокислоты и эпоксидами;
разработать простые и эффективные методы региоселективного алкили-рования пиримидиновых оснований низкореакционноспособными алкил-галогенидами в условиях силильного метода;
осуществить синтез новых N1-замещенных производных пиримидиновых оснований, S-замещенных производных 2-тиоурацила и N9-замещенных производных пуриновых оснований, содержащих различные терминальные ненасыщенные и ароматические фрагменты;
на основе данных скрининга синтезированных соединений in vitro в отношении широкого ряда ДНК- и РНК-содержащих вирусов выявить основные закономерности структура-противовирусная активность;
для соединений-лидеров провести комплекс доклинических исследований с целью создания на их основе новых лекарственных средств для лечения СПИД и других заболеваний вирусной природы.
Научная новизна. В результате проведенных исследований был открыт новый класс ненуклеозидных ингибиторов вирусной репродукции на основе арилоксиалкилпроизводных урацила и аденина.
Впервые осуществлен синтез 1-(арилоксиалкил)урацилов в условиях кон-денсации триметилсилилпроизводных пиримидиновых оснований с низкоре-акционноспособными алкилгалогенидами, что позволило значительно расши-рить границы применения силильного варианта реакции Гилберта-Джонсона и число используемых в этих условиях алкилирующих агентов.
Впервые показана возможность алкилирования 2,4-бис(триметилсилил-окси)пиримидинов эпоксидами и эфирами бромуксусной кислоты в условиях силильного метода.
Установлено влияние, оказываемое строением алкилирующего агента на региоселективность процесса S-алкилирования в ряду 2-тиоурацила.
Обнаружено, что 1-(арилоксиалкил)урацилы и 9-(арилоксиалкил)-аденины проявляют мощную анти-ВИЧ-1 и анти-ЦМВ активность в микро- и наномолярных концентрациях in vitro.
Найдено, что некоторые 2-[(арилоксиалкил)тио]пиримидин-4(3Н)-оны, способны проявлять высокую анти-ВИЧ-1 активность in vitro.
Предложен топологический подход к проблеме создания новых соединений с ингибиторной активностью в отношении ЦМВ на основе арилоксиалкилпроизводных нуклеиновых оснований.
В объеме требований Фармакологичского комитета РФ исследованы острая, подострая, хроническая токсичность субстанций соединений-лидеров, их кумулирующие свойства, влияние на психо-фармакологический статус, общефармаколо-гическое действие (психотропная и сердечно-сосудистая активность), изучен спектр их противовирусной активности in vitro, разработана эффективная лабораторная технология получения соединений и методы их фармацевтического анализа.
Практическая значимость. На основании скрининга и обнаруженных закономерностей структура-активность в ряду новых производных 9-(арилокси-алкил)аденина выявлены соединения-лидеры, обладающие наиболее высокой активностью в отношении ВИЧ-1 и ЦМВ: 9-[2-(4-изопропилфенокси)-этил]аденин и 9-[2-(3,5-диметилбензилокси)этил]аденин. Их доклинические исследования и изучение лекарственной безопасности включены в Федеральную целевую научно-техническую программу «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы», блок «Поисково-прикладные исследования и разработки», раздел «Технологии живых систем», подраздел «Медицина» по теме «Создание лекарственных средств терапии социально значимых заболеваний» (Государственный контракт № 43.071.1.1.2523). В настоящее время соединения-лидеры проходят углубленные доклинические исследования в Волгоградском научном центре РАМН и Администрации Волгоградской области, НИИ фармакологии ВолГМУ (г. Волгоград), НИИ медицинской приматологии РАМН (г. Адлер), Центральном НИИ эпидемиологии МЗ РФ (г. Москва) с целью создания на их основе новых оригинальных отечественных противовирусных лекарственных средств.
Положения, выдвигаемые на защиту.
1. 9-[2-(Фенокси)этил]производные аденина являются новым классом мощных и высокоселективных ингибиторов репродукции цитомегаловируса человека.
2. 9-[2-(Бензилокси)этил]производные аденина имеют широкий спектр противовирусной активности и ингибируют в микромолярных концентрациях репродукцию ЦМВ, ВИЧ-1, вируса Коксаки типа В и вариселла-зостер вируса.
3. 1-(Арилоксиалкил)производные урацила проявляют выраженный антивирусный эффект в отношении ВИЧ-1 и ЦМВ.
4. 2-[(Арилоксиалкил)тио]пиримидин-4(3Н)-оны демонстрируют высо-кую анти-ВИЧ-1 активность.
5. Для создания новых соединений с ингибиторной активностью в отно-шении ЦМВ применен топологический подход, который основан на изучении закономерностей структура-активность в ряду арилоксиалкилпроизводных нуклеиновых оснований.
6. 9-[2-(4-Изопропилфенокси)этил]аденин и 9-[2-(3,5-диметилбензил-окси)этил]аденин являются перспективными соединениями, на основе которых возможно создание новых высокоэффективных лекарственных средств комплексной терапии СПИД.
Апробация работы. Основные фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международном симпозиуме по органической химии (Санкт-Петербург, 1995), международной конференции «Естествознание на рубеже столетий» (Дагомыс, 2001), VIII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2001), II Съезде российского научного общества фармакологов (Москва, 2003), международной научно-практической конференции «Выпускник фармацевтического ВУЗа в прошлом, настоящем и будущем» (Санкт-Петербург, 2004), Российской заочной электронной научно-практической конференции «Создание и клинические испытания лекарственных средств. I. Современная фармакотерапия вирусных инфекций» (Волгоград, 2005), ежегодных научных конференциях Волгоградского государственного медицинского университета (1995-2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 54 научные работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 239 стр., состоит из введения, литературного обзора, 4 глав экспериментальных исследований, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа иллюстрирована 48 схемами реакций, 14 рисунками и содержит 46 таблиц. Список литературы включает 224 наименования, из которых 184 из иностранных источников.
