CZ427998A3 - Antikonvulsivní deriváty vhodné pro léčení amyotrofické laterální sklerozy - Google Patents

Description

1 1 ·· ····

• é • · • ♦ ♦

Antikonvulsivnl deriváty vhodné pro léčení amyotrofické laterální sklerózy

Dosavadní stav techniky

Sloučeniny vzorce I:

CHzOSOzNHRi jsou strukturně nové sloučeniny s ant iepi1eptickými účinky, které při pokusech na zvířatech mají vysoce antikonvulsivní účinky (Maryanoff B.E., Nortcy S.O., Gardocki J.F., Shank R.P., a Dodgson S.P., J.Med.Chem. 30, 880-887, 1987; Maryanoff B.E., Costanzo M.J., Shank R.P., Schupsky J.J., Ortegon M.E., a Vaught J.L., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 3, 2653-2656, 1993, McComsey D.F. a Maryanoff B.E., J.Org.Chem., 1955). Tyto sloučeniny jsou zahrnuty v US patentu č. 4,513,006. Jedna z těchto sloučenin, amidos íran 2,3:4,5-bi s-0-(1-methylethyl iden)-β-D--fruktopyranosy je známá jako topiramat, který se v klinických zkouškách ukázal jako účinný při adjuvantní terapii epilepsie člověka, nebo v monoterapii při léčení jednoduchého nebo komplexu parciálních záchvatů a sekundárně generál izovaných záchvatů (Faught E., Wilder B.J., Ramsay R.E., Reife R.A, Kramer L.D., Pledger G.W., Karim R.M. a sp., Epilepsia 36 (S41 33, 1995; Sachdeo S.K., Sachdeo R.C., Reife R.A, Lim P. a Pledger G. , Epilepsia 36 (S4) 33, 1995), a je v běžné distribuci pro léčení jednoduchého nebo komplexu parciálních epileptických záchvatů společně nebo bez 2 • ···· Μ ···· 9φ φφ • · · · · · · φ φ φ • ·«· ·· · · φ φ φ • ··· · ·· · · · + φ φ • ····· * φ # ······ ·· ·· ·· ·· sekundárních generál izovaných záchvatů, ve Velké Británii, Finsku, Spojených státech amerických a ve Svédsku a v mnoha zemích světa jsou podány přihlášky pro schváleni jeho regulačními orgány. V prvních studiích bylo zjištěno, že sloučeniny vzorce I vykazují antikonvulsivní aktivitu v klasickém maximálním elektrošokovém záchvatovém (MES) testu na myších (Shank R.P., Gardocki J.F., Vaught J.L., Davis C.B., Schupsky J.J.,

Raffa R.B., Dodgson S.J., Nortey S.O., Maryanoff B.E., Epilepsia 35 450-460, 1994). V následných studiích bylo zjištěno, že sloučeniny vzorce I jsou také vysoce účinné při MES testu na krysách. V posledních letech se zjistilo, že topiramat účinně omezuje záchvaty u několika modelů epilepsie na hlodavcích (Nakamura J., Tamura S., Kanda T., Ishii A., Ishihara R., Serikava T., Yamada J., a Sasa M.,

Eur.J.Pharmaco1., 254 83-89, 1994), a na modelu vyvolané epilepsie (Wauquier A. a Zhou S., Epilepsy Res.,24, 73-77, 1966)) . V současných preklinických studiích s topiramatem byly nalezeny dosud neodhalené farmakologické vlastnosti, z kterých vyplynulo, že topiramat by měl být účinný při léčení někteých dalších neurologických chorob. Jednou z nich je amyotrofická laterální skelroza (ALS).

Podstata vynálezu

Bylo zjištěno, že sloučeniny následujícího vzorce I:

.CHaOSOaNHR, 3

ve kterém X znamená O nebo CH2, a R), r2> r3> r4 a ^ jsou definovány níže, jsou vhodné pro léčení akutní amyotrofické laterální sklerózy (ALS).

Podrobný popis výhodných provedení

Amidosírany podle vynálezu mají následující vzorec (I)

* ve kterém X znamená CH2 nebo kyslík;

Ri znamená vodík nebo alkylovou skupinu; a

"\ Z" C R2, R3, R4 a R5 nezávisle znamenají vodík nebo nižší alkoxyskupinu, a jestliže X znamená kyslík, mohou R2 a R3 a/nebo R4 a R5 společně znamenat methylendioxyskupinu následujícího vzorce (II): R7 _/\n- ve kterém

Re a R7 mají stejný nebo různý význam a znamenají vodík, nižší alkylovou skupinu nebo znamenají alkylové skupiny, které se spojí a vytvoří cyklopentylový nebo cyklohexylový kruh.

Ri zejména znamená vodík nebo alkylovou skupinu o 1 až čtyřech atomech uhlíku, jako je methylová, ethylová a 4 • · φ φ · · isopropylová skupina. Alkylová skupina v tomto popisu zahrnuje alkylový řetězec s přímým a rozvětveným řetězcem. Alkylové skupiny v substituentech R2, R3 , Ra, Rs , Re a R7 mají okolo 1 až 3 atomů uhlíku a zahrnují methylovou, ethylovou, isopropylovou a propylovou skupinu.

Zvláštní skupina sloučenin vzorce (I) je skupina, ve které X znamená kyslík a oba R2 a R3, a Ra a R5 společně znamenají methylendioxyskupiny vzorce (II) ve kterých Re a R7 oba znamenají vodík, oba znamenají alkylové skupiny, nebo se spojí za vzniku spiro-cyklopentylového nebo cyklohexylového kruhu, zejména když R6 a R7 oba znamenají alkylové skupiny jako jsou methylové skupiny. Druhou skupinou sloučenin jsou sloučeniny, ve kterých X znamená CH2 a Ra a R5 se spojí za vzniku benzenového kruhu. Třetí skupinou sloučenin vzorce (I) jsou sloučeniny, ve kterých R2 a R3 znamenají vodík.

Sloučeniny vzorce I lze připravovat následujícími způsoby (a) Reakcí alkoholu vzorce RCH2OH s chloramidosÍránem vzorce CISO2NH2 nebo CISO2NHR1, v přítomnosti baze jako je a-butoxid draselný nebo hydrid sodný, při teplotě asi -20 °c až +25°C a v rozpouštědle jako je toluen, THF nebo dimethy1formamid, kde R znamená skupinu následujícího vzorce (III):

(b) Reakcí alkoholu vzorce RCH2OH se sulfurylchloridem * vzorce SO2CI2 v přítomnosti baze jako je triethylamin nebo pyridin, při teplotě -40 °C až 25 °C v rozpouštědle jako je 5 5 • ·

·· »· • · · · * · · · · * · ··· ··· • · · • · · · · ··♦· diethylether nebo methylenchlorid za tvorby chlorsulfatu vzorce RCH2OSO2CI.

Chlorsulfat vzorce RCH2OSO2CI se pak může nechat reagovat s aminem vzorce R1NH2 při teplotě asi 40 °C až 25 °C v rozpouštědle jako je methylenchlorid nebo acetonitril za tvorby sloučeniny vzorce (I). Reakčni podmínky pro způsob (b) jsou také popsány v práci Tsuchiya T. a sp., Tet.Letters, č.36, str.3365 až 3368 (1978). (c) Reakcí chlorsulfatu RCH2OSO2CI s azidem kovu jako je azid sodný, v rozpouštědle jako je methylenchlorid nebo acetonitril, za tvorby azidosulfatu vzorce RCH2OSO2N3 způsobem popsaným v práci Hedayatullah M., Tet.Lett., str. 2455-2458 ( 1975). Tento azidosulfat se pak redukuje na sloučeninu vzorce (I), ve které Ri znamená vodík, katalytickou hydrogenací například s použitím vzácného kovu a H2 nebo zahříváním s kovovou mědí v rozpouštědle jako je methanol. Výchozí složky vzorce RCH2OH lze získat komerčním způsobem a nebo způsoby známými v oboru. Například výchozí složky vzorce RCH2OH, kde oba R2 a R3, a Ra a R5 mají stejný význam podle vzorce (II) lze získat způsobem uvedeným v práci Brady R.F., Carbohydrate Research, Vol.14, str.35 až 40 (1970) nebo reakcí trimethylsilyleno1 etheru ketonu nebo aldehydu R6COR7 s fruktosou při teplotě asi 25 °C v rozpouštědle jako, je halogenouhlovodík, například methylenchlorid, v přítomriósti protické kyseliny jako je kyselina chlorovodíková, nebo Lewisovy kyseliny jako je chlorid zinečnatý. Reakce pomocí trimethylsilylenoletheru je popsaná v práci Larson G.L. a sp., J.Org.Chem., Vol.38, č.22, str.3935 (1973).

Dále, karboxylové kyseliny a aldehydy vzorce RCOOH a RCHO lze redukovat na sloučeniny vzorce RCH2OH standardními redukčními způsoby, například reakcí s 1 ithiumaluminiumhydridem, hydrogenbori taném sodným nebo komplexem boran-THF v inertním organickém rozpouštědle jako je diglym, THF nebo toluen, při teplotě od asi 0°C do 100 °C způsobem jaký je uveden například v práci House H.O, "Modern Synthetic Reactions", 2.vydání, str.45 až 144 (1972).

Sloučeniny vzorce I lze také připravit způsobem uvedeným v US patentu č.4,513,006, který je včleněn do tohoto textu odkazem.

Sloučeniny vzorce I zahrnují různé jednotlivé isomery a rovněž jejich racematy, například spojení v polohách alfa a beta, t.j. polohy substituentů R2, K3, R4, a R5 nad nebo pod rovinou nákresu na 6-členném kruhu.Výhodně jsou atomy kyslíku methylendioxyskupiny (II) připojeny ke stejné straně 6-členného kruhu.

Aktivita sloučenin vzorce I při léčení amyotrofické laterální sklerózy byla zjištěna 11a základě studií indikujících že topiramat vykazuje antagonistický účinek na AMPA/kainatový subtyp receptorů glutamatu (The R.W.Johnson Pharmaceutical Research Institute, International Research Report, Document ID Accession No. A500.960; J.W.Gibbs III, S.Sombati, R.J.Delorenzo a D.A.Coulter, Epilepsia 37, v tisku, 1996), a na základě, že ALS je chronické neurodegenerativní onemocnění, ve kterém je zhoršená regulace glutamatu (J.D. Rothstein, M. Van Kammen, A.I.Levey, L.J.Martin a R.W.Kunci, Annals Neurology 38, 73-84). Glutamat je využíván v CNS jako hlavní excitační neurotransmiter. Tato jeho funkce je zprostředkována fyziologickým procesem, při kterých jsou molekuly glutamatu ukládány ve vezikulech v synaptických 7 7 «·*·

·· ·· • · · * ♦ · · • ♦ · · · · · • · · · · · ··« ··« • · « * f · I ·· *· ·· μ ·* ··♦· nervových zakončeních. Tyto molekuly se uvolní do synaptické štěrbiny při depolarizaci synaptické membrány akčním poteciálem, načež aktivují specifické receptory v postsynaptické membráně cílových neuronů. Potom jsou tyto molekuly vyjmuty ze synaptické štěrbiny proteinovými "přenašeči" v membráně synaptického zakončení presynaptického neuronu a v gliálních buňkách (astrocytech). Při ALS se aktivita těchto trasportních proteinů zdá být abnormálně nízká, což může vyvolat abnormální zvýšení koncentrace glutamatu v synaptické štěrbině. Ta zase může vyvolat nadměrnou aktivaci receptorů glutamatu, která, je-li dost vysoká může působit zánik nervových buněk (J.D.Rothstein, Pathogenesis and Therapy of Amyotrophic Lateral Sclerosis, vyd. G.Serratrice a T.Munsat, Advances in Neurology, 68, 7-20, Lippocott-Raven Publishers, Philadelphia, 1995).

Ve studiích bylo zjištěno, že topiramat antagonizuje aktivitu neuronů vyvolanou kainatem, analogem glutamatu, který selektivně aktivuje některé subtypy receptorů glutamatu (J.W.Gibbs III, S.Sombati, J.R.Delorenzo, a D.A.Coulter, Epilepsia 37, v tisku, 1996; The R.W.Johnson Pharmaceutical Research Institute, International Research Reports, Document ID Accession Numbers A500.960 a 398533:1). V těchto studiích se primární kultury obohacené neurony pocházejícími z hippo— katnpu fetálních krys nechají růst in vitro 14 až 21 dní za podmínek umožňujících dosažení vysoké hustoty a vývoje mnoha synaptických kontaktů. Ke studiu elektrických vlastností neuronálních membrán se používají postupy "patch-clamp" s celými perforovanými buňkami. Při tomto způsobu se elektrický kontakt mezi indikační elektrodou a vnitrobuněčnou tekutinou docílí s použitím amfotericinu B k tvorbě pórů v buněčné membráně. To umožňuje přesné změření potenciálu na membráně nebo průchodu proudu membránou. Kainat, topiramat a další 8 • « · · ·*· ♦* ··♦· • t testované sloučeniny se aplikují na neurony mikronástřikem s použitím teflonové vícedávkovací pipety s regulací koncentrace. Topiramat (rozpuštěný v DMSO na 1M koncentraci se pak ředí médiem pro inkubaci neuronů) se aplikuje v koncentracích 0,01, 0,1, 1, 10 nebo 100 a kainat se aplikuje v koncentracích 0,1 nebo 1 mM. V počáteční sérii pokusů byl antagonistický účinek topiramatu na kainatem vyvolané proudy stanoven v závislosti na mebránovém potenciálu. Při pokusech, ve kterých kainatem indukované membránové proudy byly zaznamenávány při svorkových napětích -60 mV až + 60 mV a při 20 mV přírůstcích, bylo zjištěno, že velikost antagonistického účinku se snižuje s depolarizací membrány. Proto byla účinnost topiramatu na membránové potenciály nejvyšší v blízkosti klidového stádia. Časový průběh antagonistického účinku topiramatu byl hodnocen v druhé sérii pokusů. Impulsy kainatem se v médiu realizovaly po dobu 3 sekund v 1 minutových intervalech, a jakmile došlo k ustálení základní hladiny kainatem vyvolávaných proudů byl konstantním způsobem aplikován topiramat po dobu v rozmezí od několika minut do 20 minut. Během jedné minuty po aplikaci topiramatu bylo zřetelné částečné zablokování kainatem vyvolaného proudu, ale při saturačních koncentracích byl kainatem vyvolaný proud snížen jen o 20 až o 40 %. Tento efekt lze snadno obrátit odstraněním topiramatu (jeho vymytím) během 5 minut. Nicméně při konstantní aplikaci topiramatu po dobu více než 10 minut, antagonistický účinek na kainatem vyvolané proudy v buněčné membráně významně stoupá, a při odstranění topiramatu zůstávají kainatem vyvolané proudy potlačené. Pro obě fáze blokujícího účinku topiramatu byly zjištěny křivky 9

·«·· ♦ ♦ ♦«· koncentrace-odezva. Koncentrace pro každou fázi odpovídající hodnotě EC50 je asi 1 mikromolární. Nicméně koncentrace potřebná pro maximální odezvu je pro první fázi asi 0,1 mM (I fáze bloku) ale pouze asi 0,010 mM pro druhou fázi (II fáze bloku).

Vzhledem k přesvědčivému důkazu, že funkční stav glutamatových receptorů je částečně regulován proteinkinasami a fosfatasami (L.Y.Wang, F.A.Taverna, X.P.Huang, J.F.MacDonald a D.R.Hampson, Science, 259, 1173-1175, 1993), může být II fáze blokujícího účinku vysvětlena defosforylací kainatem aktivovaných receptorů. Na základě důkazu, že cAMP-závislá proteinkinasa (PKA) moduluje kainatem aktivované receptory (L.Y.Wang, F.A.Taverna, X.P.Huang, J.F.MacDonald, a. D.R.Hampson, Science 259, 1173-1175, 1993) byla provedena série pokusů pro stanovení zda dibutyrylcyklický AMP by mohl obnovit excitační aktivitu kainatu následně po topiramatem vyvolaném bloku II fáze; t.j. způsobit aby "irreverzibilni" účinek se změnil na reverzibilni. Tyto pokusy objasnily, že dibutyrylcyklický AMP částečně nebo úplně obnovuje kainatem vyvolaný proud. V další sérii pokusů byl nespecifický inhibitor fosfatasy, kyselina okadaová, aplikován v 1 mikromolární koncentraci před a během aplikace topiramatu ke zjištění, zda inhibice defosforylace kainatem aktivovaných receptorů by mohla zabránit II fázi blokujícího účinku topiramatu. Kyselina okadaová má jen malý vliv na kainatem vyvolaný proud před aplikací topiramatu, a neovlivňuje prvotní antagonistický účinek topiramatu (I fáze bloku); nicméně jak se předpokládalo, došlo k zabránění II fáze bloku. Tyto výsledky ukazují, že topiramat přímo nebo nepřímo inhibuje schopnost proteinkinasy (PKA) fosforylovat kainatem-aktivovatelné receptory, které se tak časem stávají receptory v defosforylovaném stavu, ve kterém nejsou 10 10 ·«·· • · · ·· ···· ·♦ ♦♦ • · · * • · · · • · · · · · • · senzibi1izovatelné (nelze je aktivovat).

Bez ohledu na mechanismus, jakým topiramat antagonizuje účinek kainatu na receptory glutamatu, tento antagonistický účinek bude omezovat stupeň aktivace receptoru. V patologických situacích, při kterých se vyskytují nadměrné aktivace receptoru glutamatu, jaké se vyskytují při ALS, snížení aktivace receptoru glutamatu vyvolané léčivem rovněž sníží počet zaniklých nervových buněk.

Pro léčení amyotrofické laterální sklerózy (ALS), se sloučenina vzorce (I) může aplikovat v denní dávce v rozmezí asi 100 až 800 mg, podávané obvykle u průměrného dospělého člověka ve dvou rozdělených dávkách. Jednotková dávka obsahuje asi 25 až 200 mg aktivní složky. Při přípravě farmaceutických přípravků podle vynálezu se jedna nebo více amidosíranových sloučenin vzorce (I) důkladně promísí s farmaceutickým nosičem obvyklými farmaceutickými způsoby míšení, kde nosič může mít různý charakter v závislosti na lékové formě požadované pro podávání, například pro podání orální, formou čípků, nebo parenterální. Při přípravě přípravků v orální dávkové formě lze použít jakékoliv obvyklé farmaceutické médium. U tekutých orálních přípravků, jako jsou například suspenze, tinktury a roztoky, vhodné nosiče a přísady zahrnují vodu, glykoly, oleje, alkoholy, látky ovlivňující chuť a vůni, konzervační prostředky, barviva a podobně; u pevných orálních přípravků, jako jsou například prášky, tobolky a tablety, vhodné nosiče a přísady zahrnují škroby, cukry, ředidla, granulační prostředky, kluzné látky, pojivá, prostředky ovlivňující rozpadavost a podobně. Z důvodů snadného podávání jsou nejvýhodnější orální jednodávkovou formou tablety a tobolky, ve kterých se pochopitelně používají pevné farmaceutické nosiče. Je-li to žádoucí, mohou být tablety potaženy cukerným nebo enterosolventním potahem obvyklými způsoby. Cípky se připravují s použitím kakaového másla jako nosiče. U parenterálních přípravků je nosičem obvykle sterilní voda, ačkoliv tyto přípravky mohou také obsahovat další přísady, například prostředky podporující rozpustnost nebo konzervační prostředky. Také je možné připravit injekční suspenze, a to s pomocí vhodných tekutých nosičů, suspendačních prostředků a podobně.

Obvykle je topiramat pro orální podání dostupný v tabletách kruhového tvaru obsahujících 25 mg, 100 mg nebo 200 mg účinné složky. Tableta obsahuje následující pomocné složky hydrát laktosy, pregelatini zováný škrob, mi krokrystali ckou celulosu, sodnou sůl glykolatu škrobu, stearan hořečnatý, přečištěnou vodu. karnaubský vosk, hydroxypropylmethyl-celulosu, oxid titaničitý, polyethylenglykol, syntetický oxid železa, a polysorbat 80.

Tyto farmaceutické přípravky obsahují v dávkové jednotce například v tabletě, tobolce, prášku pro injekci, čajové lžičce, čípku a podobně od asi 50 do asi 200 mg účinné složky

Claims (2)

1. • · ·

   ·Μ· ···· »· ···· • · • ♦ r • · · ·· · ·· 1*2 . r 4279-98 PATENTOVÉ NÁROKY 1. Použití sulfamátových sloučenin obecného vzorce I kde

   ,ch2oso2nhr, (I) X představuje skupinu CH2 nebo atom kyslíku; představuje atom vodíku nebo alkylskupinu; a R2, R3, R4, R5 představuje nezávisle vždy atom vodíku nebo nižší alkylskupinu, přičemž když X je skupina CH2, R4 a R5 mohou představovat alkenové skupiny, které jsou spolu spojeny za vzniku benzenového kruhu a když X je atom kyslíku, R2 a R3 a/nebo R4 a R5 mohou společně představovat methylendioxyskupinu obecného vzorce II: kde ReΛ. (II) Rg a Ry jsou stejné nebo odlišné a každý představuje atom vodíku nebo nižší alkylskupinu nebo Rg a Ry představují alkylskupiny, které jsou spolu spojeny za vzniku cyklopentylového nebo cyklohexylového kruhu; pro výrobu léčiva pro léčení amyotrofické laterální sklerózy.
2. 2. Použití podle nároku 1, kde sulfamátovou sloučeninou obecného vzorce I je topiramat. 01-2931-98-Če