Введение к работе
Актуальность работы. Проблема создания новых лекарственных средств для лечения и профилактики вирусных инфекций и иммунодефицитов различной этиологии, по-прежнему, является одной из важнейших задач медицины, фармации и медицинской химии по причине все более широкого распространения ВИЧ-инфекции, вирусных гепатитов В и С и появлением новых вирусных респираторных инфекций (атипичная пневмония, «куриный» грипп и др) Поэтому среди наиболее интенсивно разрабатываемых в последние годы лекарственных средств противовирусные препараты выдвинулись на одно из первых мест Арсенал эффективных противовирусных препаратов, обладающих этиотропным и/или иммунокоррегирующим эффектом, разрешенных к применению в медицине, пока невелик и их можно разделить на три основные группы по химическому составу, механизму действия, спектру активности и длительности клинического эффекта ингибиторы вирусных ферментов, интерфероны и иммуномодуляторы Новым подходом является поиск противовирусных средств нового поколения, с новым механизмом действия, среди которых особого внимания заслуживают природные соединения, получаемые из доступного растительного сырья, и их модификанты
К числу природных соединений, представляющих большую ценность для медицины в качестве основы для создания новых высокоэффективных противовирусных и иммуностимулирующих препаратов, относится глицирризиновая кислота (ГК) - основной биоактивный тритерпеновый гликозид корней солодки (с ) голой (Gfycyrrhiza glabra L) и уральской (Gl uralensis Fisher), являющийся одним из лидирующих природных соединений, пригодных для лечения ВИЧ инфекции на ранних стадиях репликативного цикла вируса В Японии успешно применяется в виде внутривенных вливаний препарат SNMC (Stronger Neo-Mmophagen Со) для лечения хронических вирусных гепатитов В, С и цирроза печени ГК является первым веществом, ингибирующим репликацию новых ко-ронавирусов (CoV), вызывающих атипичную пневмонию (severe acute respiratory syndrome) (SARS) Россия в настоящее время не располагает эффективными противовирусными препаратами, полученными на основе ГК, кроме препарата глицирам (моноаммонийной соли ГК), разрешенного к применению в медицине в качестве противовоспалительного средства
В Институте органической химии Уфимского научного центра (ИОХ УНЦ) РАН синтезирован препарат ниглизин - полусинтетическое производное ГК, активный против мутантных форм ВИЧ, резистентных к действию азидоти-мидина (АЗТ) Таким образом, химическая модификация ГК является перспективным путем для конструирования новых лекарственных средств с улучшенными фармакологическими свойствами, а доступность, низкая токсичность и наличие растительной сырьевой базы делают поиск новых высокоэффективных лекарственных веществ среди производных ГК одним из перспективных направлений в создании средств для лечения и профилактики вирусных заболеваний, в том числе, новых и социально опасных
Настоящая работа является развитием цикла исследований, связанных с синтезом новых биологически активных веществ и разработкой высокоэффективных лекарственных средств на основе ГК
Работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ Башкирского государственного медицинского университета (БГМУ) и ИОХ УНЦ РАН по теме «Химические трансформации и синтез аналогов биологически активных терпеноидов» (№ 0120 0500681), при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и БНТСа Австрии (грант 03-03-20004), Федерального агентства по науке и инновациям (Роснаука) по темам 2005-РИ-12 0/004/088 «Синтез и изучение противовирусной активности новых производных и аналогов глицирризиновой кислоты и родственных соединений» (№ 01 2006 12303), 2005-РИ-112/001/375 «Исследование реакционной способности низкомолекулярных растительных метаболитов — научная основа разработки лекарственных препаратов высокой социальной значимости» (научная школа академика Г А Толстикова)
Цель работы Синтез новых биологически активных веществ на основе ГК и родственных соединений, исследование их физико-химических свойств, поиск новых иммуностимуляторов и противовирусных агентов в ряду производных и аналогов ГК
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи 1) разработать новый способ получения моноаммонийной соли ГК из корней с уральской, 2) разработать методы синтеза новых азотсодержащих производных и аналогов ГК (гликопептидов, тритерпеновых коньюгатов с аминосахарами, азотсодержащих гетероциклов), 3) осуществить синтез новых сложных эфиров тритерпеновых гликозидов - аналогов ГК, 4) разработать новый метод синтеза тритерпеновых З-О-гликозидов, 5) провести первичную оценку иммунотропной и противовирусной активности (анти-ВИЧ-1, ан-ти-SARS CoV) новых соединений.
Научная новизна Предложен новый патентно чистый способ получения фармакопейной моноаммонийной соли ГК из корней с уральской (Gl uralensis Fisher) российского происхождения Методами ЯМР-спектроскопии высокого разрешения 'Н (600 МГц) и 13С (150 МГц) проведено полное отнесение сигналов протонов в спектрах ГК, ее моноаммонийной соли и триметилового эфира
Разработан селективный метод синтеза коньюгатов ГК с аминокислотами и дипептидами (гликопептидов), базирующийся на активации карбоксильных групп углеводной части ГК с помощью N-гидроксисукцинимида - N,N'-дициклогексикарбодиимида Впервые синтезированы гликопептиды ГК, содержащие по два остатка аминокислот, дипептидов и их эфиров в углеводной части молекулы, в том числе, L-цистеин- и L-лизинсодержащие Разработан улучшенный метод синтеза тритерпеновых коньюгатов с D-глюкозамином и лактозами-ном - модифицированных аналогов ГК Впервые синтезированы гетероциклические пиразольные производные ГК и сложные эфиры 18а-ГК и софорозидного аналога ГК Разработан новый метод получения тритерпеновых З-О-гликозидов -аналогов ГК с использованием в качестве активатора монобромида иода
Впервые изучена противовирусная активность новых производных ГК в отношении S/lftS-ассоциированных коронавирусов, вызывающих атипичную пневмонию
Практическая значимость. Синтезировано и охарактеризовано 80 новых соединений - производных и аналогов ГК, среди которых найдены перспективные стимуляторы гуморального иммунного ответа, анти-ВИЧ-1 и атш-SARS CoV агенты, имеющие ряд преимуществ перед известными фармакологическими аналогами и природным гликозидом Гликопептиды ГК с метиловым эфиром L-валина и L-пролином рекомендованы к углубленным фармакологическим исследованиям в качестве стимуляторов гуморального иммунного ответа Коньюгаты ГК с (5-бензил)-Ь-цистеином, диметиловым эфиром L-аспарагиновой кислоты и глицил-Ь-фенилаланином представляют интерес для медицины в качестве высокоактивных анти-ВИЧ-1 агентов, менее токсичных по сравнению с известным анти-ВИЧ препаратом азидотимидином. Выявлен ряд закономерностей зависимости структура — противовирусная (анти-ВИЧ-1, ати-SARS CoV) активность в ряду синтезированных соединений
Получены опытные образцы высокоочищенного глицирама и ГК, разработана инъекционная форма глицирама, обладающая анти-ВИЧ-1 активностью
Апробация работы. Результаты исследований доложены на IV Международном симпозиуме по фармацевтической химии (Стамбул, Турция, 2003), XVIII Международном симпозиуме по медицинской химии (Коппенгаген, Дания, Мальмо, Швеция, 2004), 2-ой Международной конференции по природным продуктам и физиологически активным веществам (Новосибирск, 2004), 2-м Международном совещании по медицинской и фармацевтической химии (Апталия, Турция, 2004), Совместном международном Европейском совещании по медицинской химии (Вена, Австрия, 2005), V Всероссийском научном семинаре и Молодежной научной школе «Химия и медицина» (Уфа, 2005), 14-м Европейском симпозиуме по органической химии (Хельсинки, Финляндия, 2005), XIII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2006), Международном симпозиуме по химии, биологии и медицине (Пафос, Кипр, 2006), XIX Международном симпозиуме по медицинской химии (Стамбул, Турция, 2006)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 6 статей в центральных и международных журналах, 10 тезисов докладов на конференциях и симпозиумах, получено положительное решение на выдачу патента РФ
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Способ получения моноаммонийной соли ГК из корней с уральской
-
Методы синтеза новых азотсодержащих производных и модифицированных аналогов ГК (гликопептидов, пиразолов, тритерпеновых коньюгатов с аминосахарами)
-
Методы синтеза новых эфиров 18а-ГК и софорозидного аналога ГК
-
Метод синтеза модельных тритерпеновых З-О-моногликозидов - аналогов ГК
-
Структуры впервые синтезированных соединений, установленные на основе спектральных данных
-
Результаты испытаний биологической активности новых производных и аналогов ГК и некоторые закономерности зависимости «структура - противовирусная активность»
Объем и структура и диссертации Диссертационная работа изложена на 192 стр и состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальных исследований, заключения, выводов, списка литературы, включающего 268 наименований, содержит 33 таблицы и 4 диаграммы В приложение включены акты испытаний, ВЭЖ-хроматограммы и ЯМР спектры
