PL233882B1 - Zastosowanie pochodnych 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu - Google Patents
Zastosowanie pochodnych 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu Download PDFInfo
- Publication number
- PL233882B1 PL233882B1 PL406596A PL40659613A PL233882B1 PL 233882 B1 PL233882 B1 PL 233882B1 PL 406596 A PL406596 A PL 406596A PL 40659613 A PL40659613 A PL 40659613A PL 233882 B1 PL233882 B1 PL 233882B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- activity
- substituted
- compound
- derivatives
- compounds
- Prior art date
Links
- 150000003349 semicarbazides Chemical class 0.000 title 1
- -1 1-substituted 4-benzoylthiosemicarbazide Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 claims abstract description 6
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 claims abstract description 6
- 125000000175 2-thienyl group Chemical group S1C([*])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 abstract 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 26
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 13
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 11
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfoxide Natural products CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 108010041052 DNA Topoisomerase IV Proteins 0.000 description 10
- 101710183280 Topoisomerase Proteins 0.000 description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 9
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 6
- MLMDSAPNHYWIIW-UHFFFAOYSA-N N-[[[oxo(thiophen-2-yl)methyl]hydrazo]-sulfanylidenemethyl]benzamide Chemical compound C=1C=CSC=1C(=O)NNC(=S)NC(=O)C1=CC=CC=C1 MLMDSAPNHYWIIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 6
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 6
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 6
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 5
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 5
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 229940127089 cytotoxic agent Drugs 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 5
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 4
- 108020003631 Kinetoplast DNA Proteins 0.000 description 4
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 4
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 4
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 4
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 4
- 229940124307 fluoroquinolone Drugs 0.000 description 4
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- GVOISEJVFFIGQE-YCZSINBZSA-N n-[(1r,2s,5r)-5-[methyl(propan-2-yl)amino]-2-[(3s)-2-oxo-3-[[6-(trifluoromethyl)quinazolin-4-yl]amino]pyrrolidin-1-yl]cyclohexyl]acetamide Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](N(C)C(C)C)CC[C@@H]1N1C(=O)[C@@H](NC=2C3=CC(=CC=C3N=CN=2)C(F)(F)F)CC1 GVOISEJVFFIGQE-YCZSINBZSA-N 0.000 description 4
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HBENZIXOGRCSQN-VQWWACLZSA-N (1S,2S,6R,14R,15R,16R)-5-(cyclopropylmethyl)-16-[(2S)-2-hydroxy-3,3-dimethylpentan-2-yl]-15-methoxy-13-oxa-5-azahexacyclo[13.2.2.12,8.01,6.02,14.012,20]icosa-8(20),9,11-trien-11-ol Chemical compound N1([C@@H]2CC=3C4=C(C(=CC=3)O)O[C@H]3[C@@]5(OC)CC[C@@]2([C@@]43CC1)C[C@@H]5[C@](C)(O)C(C)(C)CC)CC1CC1 HBENZIXOGRCSQN-VQWWACLZSA-N 0.000 description 3
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 3
- 238000000326 densiometry Methods 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 108020004638 Circular DNA Proteins 0.000 description 2
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 2
- 108010054814 DNA Gyrase Proteins 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588769 Proteus <enterobacteria> Species 0.000 description 2
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N ciprofloxacin Chemical compound C12=CC(N3CCNCC3)=C(F)C=C2C(=O)C(C(=O)O)=CN1C1CC1 MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 231100000517 death Toxicity 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N ethidium bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](CC)=C1C1=CC=CC=C1 ZMMJGEGLRURXTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960005542 ethidium bromide Drugs 0.000 description 2
- 230000036457 multidrug resistance Effects 0.000 description 2
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 description 2
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- AZKSAVLVSZKNRD-UHFFFAOYSA-M 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide Chemical compound [Br-].S1C(C)=C(C)N=C1[N+]1=NC(C=2C=CC=CC=2)=NN1C1=CC=CC=C1 AZKSAVLVSZKNRD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UZOVYGYOLBIAJR-UHFFFAOYSA-N 4-isocyanato-4'-methyldiphenylmethane Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UZOVYGYOLBIAJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N Adenosine triphosphate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 1
- 241000222718 Crithidia fasciculata Species 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 230000006820 DNA synthesis Effects 0.000 description 1
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 108090000204 Dipeptidase 1 Proteins 0.000 description 1
- 241000588921 Enterobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 241000943303 Enterococcus faecalis ATCC 29212 Species 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- GSDSWSVVBLHKDQ-JTQLQIEISA-N Levofloxacin Chemical compound C([C@@H](N1C2=C(C(C(C(O)=O)=C1)=O)C=C1F)C)OC2=C1N1CCN(C)CC1 GSDSWSVVBLHKDQ-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJQXTJLFIWVMTO-TYNCELHUSA-N Methicillin Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1C(=O)N[C@@H]1C(=O)N2[C@@H](C(O)=O)C(C)(C)S[C@@H]21 RJQXTJLFIWVMTO-TYNCELHUSA-N 0.000 description 1
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 230000027151 SOS response Effects 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 241000191963 Staphylococcus epidermidis Species 0.000 description 1
- 241000751182 Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 Species 0.000 description 1
- XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N [[(2r,3r,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3-hydroxy-4-phosphonooxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] [(2s,3r,4s,5s)-5-(3-carbamoylpyridin-1-ium-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl phosphate Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 229940126575 aminoglycoside Drugs 0.000 description 1
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 description 1
- 238000003149 assay kit Methods 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N benzo-alpha-pyrone Natural products C1=CC=C2OC(=O)C=CC2=C1 ZYGHJZDHTFUPRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000006635 beta-lactamase Human genes 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229940095731 candida albicans Drugs 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 208000019065 cervical carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 229960003405 ciprofloxacin Drugs 0.000 description 1
- 235000001671 coumarin Nutrition 0.000 description 1
- 150000004775 coumarins Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002828 disc diffusion antibiotic sensitivity testing Methods 0.000 description 1
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 101150070420 gyrA gene Proteins 0.000 description 1
- 101150013736 gyrB gene Proteins 0.000 description 1
- 229960003376 levofloxacin Drugs 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 229960003085 meticillin Drugs 0.000 description 1
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 1
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 1
- 101150012629 parE gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- LISFMEBWQUVKPJ-UHFFFAOYSA-N quinolin-2-ol Chemical compound C1=CC=C2NC(=O)C=CC2=C1 LISFMEBWQUVKPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007660 quinolones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- BRWIZMBXBAOCCF-UHFFFAOYSA-N thiosemicarbazide group Chemical group NNC(=S)N BRWIZMBXBAOCCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Ujawniono pochodne 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu o wzorze ogólnym 1, gdzie R1 oznacza podstawnik tiofen-2-ylowy lub 3-chlorofenylowy zaś R2 oznacza atom wodoru lub grupę metylową do zastosowania jako lek do leczenia zakażeń bakteryjnych. Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie pochodnych do wytwarzania leku przeznaczonego do leczenia zakażeń bakteryjnych.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie pochodnych 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu, o wzorze przedstawionym na Fig. 1, gdzie R1 oznacza podstawnik tiofen-2-ylowy lub 3-chlorofenylowy, zaś R2 oznacza atom wodoru lub chloru.
Pochodne 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu znane są z bazy związków chemicznych (Sci Finder) i posiadają następujące numery rejestracyjne: związek oznaczony jako Fig. 1a w treści naszego opisu nr CAS 448929-00-8, zaś związek oznaczony jako Fig. 1b związek oznaczony jako Fig. 1a nr CAS 648880-10-8.
Choroby zakaźne wywoływane przez drobnoustroje są jedną z głównych przyczyn zgonów na świecie. Od czasu odkrycia penicyliny oraz, w kolejnych latach, innych grup antybiotyków, ludziom wydawało się, że w znaczny sposób zapanowali nad infekcjami powodowanymi przez patogeny. Jednakże, w ostatnich latach obserwuje się znaczny wzrost szczepów bakteryjnych „wymykających” się spod kontroli człowieka i nadal wysoki poziom zakażeń trudnych do wyleczenia.
Antybiotyki są to naturalne, półsyntetyczne lub syntetyczne substancje o aktywności bakteriobójczej lub bakteriostatycznej. Ich nadużywanie oraz niewłaściwe stosowanie doprowadziło w ostatnich latach do znacznego wzrostu liczby szczepów wielolekoopornych i ich rozprzestrzeniania po całym świecie. W samej Unii Europejskiej zakażenia wywołane przez szczep y antybiotykooporne powodują 25000 zgonów i generują koszty leczenia przewyższające 1,5 miliarda euro rocznie (Gyles, CVJ, 2011, 52, 817). Stosowane do tej pory „klasyczne” antybiotyki wydają się być coraz mniej efektywne, dlatego większość badań powinna być skierowana na znalezienie nowych, syntetycznych chemioterapeutyków charakteryzujących się wysoką aktywnością antybakteryjną, szerokim spektrum działania oraz niską opornością wśród drobnoustrojów.
W wyniku prowadzonych badań okazało się, że pochodne 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu o wzorze ogólnym 1, gdzie R1 oznacza podstawnik tiofen-2-ylowy lub 3-chlorofenylowy, zaś R2 oznacza atom wodoru lub chloru wykazują aktywność przeciwbakteryjną. Związki według wynalazku pokazano na rysunku i oznaczono jako wzory 1a i 1b. Związki te mogą być zastosowane jako lek do leczenia infekcji bakteryjnych.
Szczególnie istotne w poszukiwaniu nowych chemioterapeutyków jest określenie odpowiedniego czynnika w komórce patogenu, na który by one działały. Często celem dla takich związków są enzymy zaangażowane w kluczowe procesy życiowe bakterii. Enzymy, takie jak topoizomerazy typu IIA (gyraza, topoizomeraza IV), stały się atrakcyjnym celem leków przeciwbakteryjnych, gdyż biorą udział w tak ważnych procesach jak synteza DNA, transkrypcja oraz utrzymanie odpowiedniej topologii chromosomu (Wang, Nature 2002, 3, 430). Wszystkie topoizomerazy IIA są dimerycznymi enzymami, które przecinają położone naprzeciwko siebie dwie nici helisy DNA, a następnie dokonują przeniesienia sąsiadującego fragmentu dupleksu przez uprzednio wygenerowaną przerwę, po czym odtwarzane jest przecięte wiązanie fosfodiestrowe. Enzymy te, wymagają do swojej aktywności jonów magnezu oraz cząsteczek ATP. Gyraza zbudowana jest z dwóch podjednostek GyrA i dwóch podjednostek GyrB, a topoizomeraza IV z odpowiadających im kolejno ParC i ParE. Podjednostki obu enzymów kodowane są przez oddzielne geny, odpowiednio gyrA, gyrB, parC, parE (Sissi i wsp., Cellular and Molecular Life Science 2010, 67, 2001). Zablokowanie aktywności gyrazy czy topoizomerazy IV jest ułatwione dzięki obecności wielu miejsc dla wiązania związku, co w rezultacie prowadzi do zahamowania wzrostu bakterii. Znaczące różnice w budowie strukturalnej topoizomeraz bakteryjnych w stosunku do enzymów człowieka umożliwiają syntezę cząsteczek wykazujących aktywność jedynie wobec komórek drobnoustrojów.
Topoizomerazy są znanym od dawna celem molekularnym dla trzech grup związków przeciwbakteryjnych, to jest chinolonów, cyklotialidyn i kumaryn (Maxwell, Trends in Microbiology 1997, 5, 104). Najszersze zastosowanie w terapii zakażeń znalazły fluorochinolony charakteryzujące się bardzo szerokim spektrum działania zarówno wobec bakterii Gram-dodatnich, jak i Gram-ujemnych. Jednakże, ich nadmierne lub niewłaściwe użycie doprowadziło do gwałtownego wzrostu oporności wśród drobnoustrojów, co wkrótce może postawić pod znakiem zapytania ich stosowanie w terapii. Szczególnie alarmujący wydaje się być fakt występowania szczepów wielolekoopornych. Nawet dwie trzecie izolowanych szczepów Enterobacteriaceae opornych na aminoglikozydy oraz produkujących β-laktamazy jest także opornych na fluorochinolony. Ponadto, fluorochinolony jak ciprofloksacyna czy lewofloksacyna prowadzą do selekcji metycylinoopornych szczepów Staphylococcus (MRSA). Oporność na fluorochinolony jest również powszechna wśród szczepów P. aeruginosa. Głównymi mechanizmami nabywania oporności na tę grupę chemioterapeutyków są mutacje punktowe w genach kodujących podjednostki
PL 233 882 Β1 topoizomeraz, rozbudowany system pomp MDR (multi-drug resistance), nadekspresja systemu acrABTolC, zmniejszona ekspresja genów topoizomeraz, odpowiedź SOS, a także oporność związana z plazmidami (Dalhoff, Interdisciplinary Perspectives on Infectious Diseases 2012, 1). Wszystkie te cechy sprawiają, iż niezbędne staje się poszukiwanie nowych związków, dla których cel molekularny stanowią bakteryjne topoizomerazy.
Z publikacji Eur. J. Med.Chem. 46 (2011) 5717-5726 oraz J. Mol. Model. 17 (2011) 2297-2303 znane są związki o szkielecie tiosemikarbazydowym o aktywności przeciwbakteryjnej, jednakże aktywność biologiczna tychże związków jest bardzo słaba, i często wielokrotnie niższa od aktywności stosowanych antybiotyków.
Przedmiotem wynalazku są pochodne 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu o wzorze ogólnym 1 do zastosowania w leczeniu zakażeń bakteryjnych.
W wyniku szeregu badań nieoczekiwanie okazało się, że pochodne 1-podstawionego 4 benzoilotiosemikarbazydu, które są przedmiotem wynalazku, wykazują zbliżony mechanizm działania do antybiotyków chinolonowych (miejscem docelowym aktywności przeciwbakteryjnej związków 1a i 1b są bakteryjne topoizomerazy typu IIA), lecz ich budowa chemiczna jest odmienna i stanowią nową generację związków, na które bakterie mogłyby wolniej nabywać oporność. Tego typu związki ze względu na aktywność przeciwbakteryjną oraz inhibicyjną wobec bakteryjnych topoizomeraz typu IIA mogą być w przyszłości wykorzystane do produkcji nowych chemioterapeutyków, stosowanych w terapii zakażeń bakteryjnych.
Wzór la
Wzór Ib
Badanie aktywności przeciwbakteryjnej
Do badania aktywności przeciwbakteryjnej wykorzystano osiem szczepów referencyjnych: Escherichia coli NCTC 8196, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Staphylococcus aureus ATCC 29213, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Pseudomonas aeruginosa NCTC 6249, Proteus vulgaris ATCC 49990 oraz Proteus mirabilis ATCC 29906. Szczepy pochodziły z międzynarodowych kolekcji: ATCC (American Type Culture Collection) i NCTC (National Collection of Type Cultures). Badania prowadzono metodą krążkowo-dyfuzyjną oraz oznaczając wartość minimalnego stężenia hamującego wzrost bakterii (MIC) zgodnie z zaleceniami CLSI (Clinical and Laboratory Standard Institute).
Część doświadczalna: w metodzie krążkowo-dyfuzyjnej na podłożu Mueller-Hinton II agar (Becton Dickinson) rozprowadzono równomiernie zawiesinę drobnoustrojów o gęstości 0,5 w skali McFarland’a, a następnie nanoszono krążki bibułowe (Whatman 3) o średnicy 9 mm nasączone roztworami danego związku o stężeniu 500 μΜ (jako kontrola krążek nasączony rozpuszczalnikiem - DMSO o odpowiednim stężeniu). Nie wykazano wpływu rozpuszczalnika na wzrost drobnoustrojów. Płytki inkubowano 18 godzin w 37°C.
Wartości MIC (minimalnych stężeń hamujących wzrost bakterii) oznaczono metodą mikrorozcieńczeń badanego związku w zakresie stężeń 0.1-600 μg/mL, na 96-dołkowych płytkach titracyjnych
PL 233 882 B1 w podłożu płynnym Mueller-Hinton. Następnie na płytki nanoszono 5 pL zawiesiny drobnoustrojów o gęstości 0,5 w skali McFarland'a, całkowita objętość próby wynosiła 200 pL. Wyniki odczytywano po 18-godzinnej inkubacji w temperaturze 37°C w warunkach wytrząsania 110 rpm (w przypadku szczepu Candida albicans w temperaturze 28°C). Gęstość hodowli mierzono przy długości fali λ=595 nm. Jako wartość MIC przyjmowano stężenie, przy którym zauważono zahamowanie wzrostu drobnoustrojów. Powyższą procedurę powtarzano trzykrotnie.
Wnioski: Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że 4-benzoilo-1-(tiofen-2-ylokarbonylo)-tiosemikarbazyd charakteryzował się aktywnością przeciwbakteryjną wobec szczepów S. aureus ATCC 6538 (MIC 153 pg/mL), S. aureus ATCC 29213 (MIC 76 pg/mL) i E. coli NCTC 8196 (MIC 153 pg/mL). Natomiast 1-(3-chlorobenzoilo)-4-(3-metylobenzoilo)-tiosemikarbazyd charakteryzował się aktywnością przeciwbakteryjną wobec następujących szczepów: S. aureus ATCC 6538 (MIC=10 pg/mL), S. aureus ATCC 29213 (MIC=10 pg/mL) oraz S. epidermidis (MIC=17 pg/mL).
Hamowanie aktywności gyrazy E. coli i S. aureus
Zasada reakcji: zrelaksowany plazmid pBR322 widoczny jest na żelu agarozowym w postaci kilku topoizomerów w zależności od stopnia relaksacji. Gyraza jest enzymem bakteryjnym zdolnym do wprowadzania superskrętów do cząsteczki DNA, co powoduje powstanie pojedynczego prążka na żelu, odpowiadającego populacji cząsteczek o wysokim negatywnym superskręceniu. Dlatego też możliwa jest prosta ocena aktywności tego enzymu, poprzez pomiar densytometryczny obrazów rozdziału elektroforetycznego cząsteczek plazmidowego DNA inkubowanych uprzednio w obecności gyrazy.
Część doświadczalna: badania prowadzono przy użyciu zestawu Gyrase Supercoiling Assay Kit (Inspiraiis).
Wykonano 10 mM roztwór badanych związków 1a i 1b w DMSO, a następnie przygotowano ich rozcieńczenia 5, 10, 50, 100 pM w PBS (ang. phosphate buffered saline). Do każdej probówki o objętości 200 pL, umieszczonej na łaźni lodowej dodano kolejno; 5 pL związku o danym stężeniu, 5 pL zrelaksowanego plazmidu pBR322 (10 ng), 10 pL mieszaniny reakcyjnej zawierającej; 4 pL 5x stężonego buforu (supercoiling buffer), 2 pL gyrazy (1U) oraz 4 pL wody dejonizowanej do łącznej objętości próby równej 20 pL. Próby inkubowano przez 60 minut w temperaturze 37°C. Następnie reakcję zatrzymywano przez dodanie buforu z dodatkiem 10 mM EDTA i rozdzielano na 1% żelu agarozowym, przy napięciu 5 V/cm długości żelu. Żel barwiono bromkiem etydyny (5 mg/mL) i wizualizowano w świetle UV. Aktywność badanego związku oceniono w oparciu o analizę przyrostu substratu, metodą pomiaru densytometrycznego w rosnących stężeniach inhibitora. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono dawkę inhibitora hamującą o 50% aktywność enzymu (IC50).
Hamowanie aktywności topoizomeraz IV E. coli i S. aureus
Zasada reakcji: kinetoplastowy DNA (kDNA) pochodzi z komórek Crithidia fasciculata. Tworzące go koliste cząsteczki DNA występują w postaci katenatów, przypominające złączone ze sobą ogniwa łańcucha. Topoizomeraza IV jest enzymem bakteryjnym zdolnym do wydajnego procesu dekatenacji, w wyniku którego dochodzi do powstania niezależnych, pojedynczych, kolistych cząsteczek DNA. Ze względu na dużą masę cząsteczkową, kDNA nie opuszcza studzienek żelu, podczas gdy produkty dekatenacji wykazują dużą ruchliwość elektroforetyczną. Dlatego też możliwa jest prosta ocena aktywności tego enzymu, poprzez pomiar densytometryczny obrazów rozdziału elektroforetycznego cząsteczek plazmidowego DNA poddanych inkubowanych uprzednio w obecności topoizometazy IV.
Część doświadczalna: badania prowadzono przy użyciu zestawu Topoisomerase IV Decatenation Kit (Inspiralis).
Wykonano 10 mM roztwór badanych związków w DMSO, a następnie przygotowano ich rozcieńczenia: 5, 10, 50, 100 pM w PBS (Phosphate Buffered Saline). Do każdej probówki o objętości 200 pL, umieszczonej na łaźni lodowej dodano kolejno; 5 pL badanego związku o danym stężeniu, 5 pL kDNA (200 ng), 10 pL mieszaniny reakcyjnej zawierającej: 4 pL 5x stężonego buforu (decatenation buffer), 2 pL topoizomerazy IV (1U) oraz 4 pL wody dejonizowanej do łącznej objętości próby równej 20 pL. Próby inkubowano przez 60 minut w temperaturze 37° C. Następnie reakcję zatrzymywano przez dodanie buforu z dodatkiem 10 mM EDTA i rozdzielano na 1% żelu agarozowym, przy napięciu 5 V/cm długości żelu. Żel barwiono bromkiem etydyny (5 mg/mL) i wizualizowano w świetle UV. Aktywność badanego związku oceniono w oparciu o analizę przyrostu substratu, metodą pomiaru densytometrycznego w rosnących stężeniach inhibitora. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono dawkę inhibitora hamującą o 50% aktywność enzymu (IC50).
PL 233 882 B1
Wyniki: Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że 4-benzoilo-1-(tiofen-2-ylokarbonylo)-tiosemikarbazyd (związek 1a) jest inhibitorem gyrazy E. coli przy IC50=85 μΜ oraz gyrazy S. aureus przy IC50=84 μΙ^ (Fig. 2), zaś 1-(3-chlorobenzoilo)-4-(3-metyIobenzoilo)-tiosemikarbazyd (związek 1b) jest inhibitorem topoizomerazy IV S. aureus przy IC50=89 μM (Fig. 3).
Badano także cytotoksyczność 4-benzoilo-1-(tiofen-2-yIokarbonylo)-tiosemikarbazydu (związek 1a) oraz 1-(3-chlorobenzoilo)-4-(3-metylobenzoilo)-tiosemikarbazydu (związek 1b). Nowy chemioterapeutyk, aby mógł być powszechnie stosowany, musi odznaczać się niską toksycznością w stosunku do komórek eukariotycznych.
Do badania właściwości cytotoksycznych wykorzystano dwie linie komórkowe: fibroblasty mysie L929 (ATCC-Catalog No. CCL-1™) oraz ludzkie komórki epitelialne z raka szyjki macicy Hela (ATTC-Catalog No. CCL-2™). Badanie przeprowadzono w oparciu o test MTT.
Zasada reakcji: Test MTT oparty jest na przekształceniu żółtej soli MTT (bromku 3-[4,5-dimetylotiazolo-2-ilo]-2,5-difenylotetrazoliowego) do fioletowego formazanu. Za tą konwersję odpowiedzialne są cząsteczki NADPH lub NADH produkowane przez enzym dehydrogenazę mitochondrialną, obecną jedynie w aktywnych metabolicznie komórkach. Stężenie fioletowego produktu jest wprost proporcjonalne do liczby żywych komórek i może być mierzone spektrofotometrycznie. Część doświadczalna: na płytkę 96-dołkową nanoszono 100 uL zawiesiny komórek (L929 lub Hela) o gęstości wyjściowej 1x104/mL, w podłożu IMDM. Następnie inkubowano je przez 24 godziny w 37°C (10% CO2). Po inkubacji usuwano podłoże znad komórek, dodawano 100 uL związku w zakresie stężeń 5-300 μg/mL i inkubowano 24 godziny w 37°C (10% CO2). Następnie ściągano podłoże, a do każdego dołka dodawano 50 μL MTT (1 mg/mL) i inkubowano 2 godziny w 37°C (10% CO2). Po inkubacji, płytki wirowano (200 xg, 10 min), a kryształy formazanu rozpuszczano dodając 150 uL DMSO na studzienkę. Barwę produktu stabilizowano dodając 25 uL buforu glicynowego. Aktywność cytotoksyczną związków 1a i 1 b badano dokonując pomiaru poziomu absorbancji przy długości fali λ=550 nm. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono dawkę związku powodującą śmierć 50% komórek (LD50).
Wnioski:
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że oba związki (1a i 1b) charakteryzowały się niską cytotoksycznością: 4-benzoilo-1-(tiofen-2-ylokarbonylo)-tiosemikarbazyd (związek 1 a) charakteryzował się cytotoksycznością wobec komórek linii L929 przy LD50>300 μg/L oraz HeLa przy LD50=300 μg/L, jak przedstawia Fig. 2 gdzie pokazano hamowanie aktywności gyrazy E. coli przez 4-benzoilo-1-(tiofen-2-ylokarbonylo)-tiosemikarbazyd (związek 1a).
Zaś 1-(3-chlorobenzoilo)-4-(3-metylobenzoilo)-tiosemikarbazyd (związek 1b) charakteryzował się cytotoksycznością wobec komórek linii L929 przy LD50=166 μg/L oraz HeLa przy LD50=130 μg/L, co wykazano na fig. 3, gdzie przedstawiono hamowanie aktywności topoizomerazy IV S. aureus przez 1-(3-chlorobenzoilo)-4-(3-metylobenzoilo)-tiosemikarbazyd.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Pochodne1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu o wzorze ogólnym 1, gdzie R1 oznacza podstawnik tiofen-2-ylowy lub 3-chlorofenyIowy, zaś R2 oznacza atom wodoru lub chloru do zastosowania w leczeniu zakażeń bakteryjnych.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL406596A PL233882B1 (pl) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Zastosowanie pochodnych 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL406596A PL233882B1 (pl) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Zastosowanie pochodnych 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL406596A1 PL406596A1 (pl) | 2015-06-22 |
| PL233882B1 true PL233882B1 (pl) | 2019-12-31 |
Family
ID=53396806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL406596A PL233882B1 (pl) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Zastosowanie pochodnych 1-podstawionego 4-benzoilotiosemikarbazydu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233882B1 (pl) |
-
2013
- 2013-12-19 PL PL406596A patent/PL233882B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL406596A1 (pl) | 2015-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cascioferro et al. | Therapeutic strategies to counteract antibiotic resistance in MRSA biofilm‐associated infections | |
| Bush et al. | Quinolones: mechanism, lethality and their contributions to antibiotic resistance | |
| Chowdhury et al. | DNA‐crosslinker cisplatin eradicates bacterial persister cells | |
| Ahmed et al. | Natural quorum sensing inhibitors effectively downregulate gene expression of Pseudomonas aeruginosa virulence factors | |
| Nakayama et al. | Thiazole orange-induced c-di-GMP quadruplex formation facilitates a simple fluorescent detection of this ubiquitous biofilm regulating molecule | |
| Ramesh et al. | Synthesis and antibacterial property of quinolines with potent DNA gyrase activity | |
| Kwan et al. | Combatting bacterial infections by killing persister cells with mitomycin C | |
| Kumar et al. | Novel structural analogues of piperine as inhibitors of the NorA efflux pump of Staphylococcus aureus | |
| Subramenium et al. | Limonene inhibits streptococcal biofilm formation by targeting surface-associated virulence factors | |
| Casciaro et al. | Inhibition of Pseudomonas aeruginosa biofilm formation and expression of virulence genes by selective epimerization in the peptide Esculentin‐1a (1‐21) NH 2 | |
| Rajakumari et al. | Comprehensive review of DNA gyrase as enzymatic target for drug discovery and development | |
| Adamus-Białek et al. | Ciprofloxacin, amoxicillin, and aminoglycosides stimulate genetic and phenotypic changes in uropathogenic Escherichia coli strains | |
| Bansal et al. | Topoisomerases: resistance versus sensitivity, how far we can go? | |
| Peppoloni et al. | The β-lactamase inhibitor boronic acid derivative SM23 as a new anti-Pseudomonas aeruginosa biofilm | |
| Peraman et al. | Re-engineering nalidixic acid’s chemical scaffold: A step towards the development of novel anti-tubercular and anti-bacterial leads for resistant pathogens | |
| Suresh et al. | An expeditious four-component domino protocol for the synthesis of novel thiazolo [3, 2-a] thiochromeno [4, 3-d] pyrimidine derivatives as antibacterial and antibiofilm agents | |
| da Cruz et al. | Synthesis and evaluation of 2‐aminothiophene derivatives as Staphylococcus aureus efflux pump inhibitors | |
| Thakor et al. | Synthesis, characterization and biological applications of some substituted pyrazoline based palladium (II) compounds | |
| Ongley et al. | Elevated N a+ and pH influence the production and transport of saxitoxin in the cyanobacteria A nabaena circinalis AWQC131C and C ylindrospermopsis raciborskii T 3 | |
| Barmak et al. | Antibacterial studies of hydroxyspiro [indoline-3, 9-xanthene] trione against spiro [indoline3, 9-xanthene] trione and their use as acetyl and butyrylcholinesterase inhibitors | |
| Liao et al. | Two ruthenium polypyridyl complexes functionalized with thiophen: Synthesis and antibacterial activity against Staphylococcus aureus | |
| Tang et al. | Molecular characteristics and in vitro effects of antimicrobial combinations on planktonic and biofilm forms of Elizabethkingia anophelis | |
| Champalal et al. | Modulation of quorum sensing-controlled virulence factors in Chromobacterium violaceum by selective amino acids | |
| Guz-Regner et al. | Antibacterial activity and action mode of Cu (I) and Cu (II) complexes with phosphines derived from fluoroquinolone against clinical and multidrug-resistant bacterial strains | |
| Chauhan et al. | Transcriptome analysis predicts mode of action of benzimidazole molecules against Staphylococcus aureus UAMS‐1 |