PL238127B1 - Zastosowanie 2’-hydroksychalkonu - Google Patents

Zastosowanie 2’-hydroksychalkonu Download PDF

Info

Publication number
PL238127B1
PL238127B1 PL425241(22)20180416A PL42524118A PL238127B1 PL 238127 B1 PL238127 B1 PL 238127B1 PL 42524118 A PL42524118 A PL 42524118A PL 238127 B1 PL238127 B1 PL 238127B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
hydroxychalcone
activity
urease
spp
cells
Prior art date
Application number
PL425241(22)20180416A
Other languages
English (en)
Other versions
PL425241A1 (pl
Inventor
Ewa Grela
Joanna Kozłowska
Mirosław Anioł
Agnieszka Grabowiecka
Bartłomiej Potaniec
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska, Wrocław University Of Environmental And Life Sciences filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL425241(22)20180416A priority Critical patent/PL238127B1/pl
Publication of PL425241A1 publication Critical patent/PL425241A1/pl
Publication of PL238127B1 publication Critical patent/PL238127B1/pl

Links

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zastosowanie 2'-hydroksychalkonu o wzorze 1 do wytwarzania leku i/lub jako składnika produktów leczniczych do leczenia i zapobiegania kamicy nerkowej, kamicy moczowodu oraz kamienia w obrębie dolnych dróg moczowych, jak również zapalenia pęcherza moczowego oraz do wytwarzania suplementów diety, środków żywieniowych lub jako składnika żywności funkcjonalnej, stosowanych wspomagająco w leczeniu i w profilaktyce tych chorób.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie 2’-hydroksychalkonu hamującego wzrost i aktywność ureolityczną patogenów układu moczowego do wytwarzania leku do leczenia i zapobiegania schorzeń układu moczowego.
Dotychczasowe doniesienia literaturowe opisują umiarkowaną aktywność antybakteryjną 2’-hydroksychalkonu wobec bakterii Gram- dodatnich i Gram-ujemnych. (International Letters of Chemistry, Physics and Astronomy 2013; 7:102-119).
Z opisu patentowego US 3,839,580 znana jest kompozycja kwasu (p-nitrobenzamido) acetohydroksamowego i jego pochodnych oraz ampicyliny, sulfametoksazolu i nitrofurantoiny do leczenia infekcji układu moczowego wywołanych szczepami Proteus.
W opisie patentowym US 4,024,256 opisano metodę leczenia infekcji wywoływanych szczepami Proteus z zastosowaniem źródła heksametylenotetraaminy (urotropiny) oraz źródła grup hydroksamowych, lub jedynie kwasów hydroksamowych. Z kolei pochodne kwasu hydroksamowego zostały również scharakteryzowane jako efektywne inhibitory ureazy w badaniach przeprowadzonych na szczurach. Wyniki tych badań ujawniają opisy patentowe US4,083,996 oraz US 4,157,396.
W opisie patentowym US 4,225,526 opisano amid kwasu 8-[(4-aminofenylo)sulfonylo]-amino-2naftalenylofosforowego, hamujący aktywność całych komórek Proteus mirabilis w stężeniach mikromolarnych.
Z kolei w opisie patentu US 4,222948 ujawniono amidy fosforanów [(4-aminofenylo)-sulfonylo] amino fenylowych o aktywności antybakteryjnej i antyureolitycznej względem Proteus mirabilis i Escherichia coli.
W amerykańskim patencie US 8,969,384B2 opisano możliwość wykorzystania pochodnych flawonoidów w profilaktyce i leczeniu zakażeń Helicobacter pylori.
Kolejny opis wynalazku US 5,192,277 opisuje możliwość wykorzystania flawonoidów jako składników absorbentu o właściwościach bakteriostatycznych i dezodorujących.
Kolejny opis wynalazku US 5,192,277 opisuje możliwość wykorzystania flawonoidów jako składników absorbentu o właściwościach bakteriostatycznych i dezodorujących.
W japońskim opisie patentowym JP4450355 (B2) mieszaniny flawonów, flawonoli (m.in. kwercetyny), dihydroflawonoli oraz katechin są proponowane jako środek zapobiegający odparzeniom odpieluszkowym i wydzielaniu amoniaku.
W kolejnym japońskim zgłoszeniu patentowym JPS5488289 (A) zaproponowano (-)-a-(chalkono4’-karbonyloamino)-benzylopenicylinę jako związek antybakteryjny, skuteczny przeciwko szczepom Proteus.
Zgodnie z dostępnymi obecnie danymi literaturowymi wiadomo, że ureaza jest istotnym czynnikiem wirulencji wielu szczepów bakteryjnych. Jako główne przykłady są tu wymieniane pałeczki Proteus spp. oraz szczepy Providencia stuartii, Morganella morganii (Prokaryotes 2006; 6: 245-269), Pseudomonas spp., Klebsiella spp., Staphylococcus spp., Corynebacterium spp. i Ureaplasma ureolyticum (Microbes Infect 2000; 2: 533-542). Posiadają one zdolność kolonizacji ludzkiego układu moczowego, a ich aktywność ureolityczna skutkuje podniesieniem pH moczu. Wzrost zasadowości jest bezpośrednio powiązany z wytrącaniem się fosforanów, dodatkowo nasilanym przez tworzenie ośrodków krystalizacji wokół złogów bakteryjnych. Infekcje stanowią szczególny problem w przypadku pacjentów długotrwale cewnikowanych, prowadząc w skrajnych przypadkach do całkowitej utraty drożności cewników. Związki będące aktywnymi inhibitorami ureazy są proponowane jako leczenie wspomagające, szczególnie ze względu na wzrastającą oporność patogennych szczepów bakteryjnych na popularnie stosowane antybiotyki.
Obecnie znanych jest wiele grup substancji, ograniczających aktywność ureazy bakteryjnej. Do najbardziej znanych należą amidy kwasu fosforowego, kwasy hydroksamowe, polifenole, chinony, jony metali ciężkich oraz tiole (J Med Chem 2016; 59: 8125). Do najsilniejszych inhibitorów ureazy są zaliczane pochodne fosforoamidowe, z dostępnym komercyjnie N-(diaminofosfinylo)-4-fluorobenzamidem (Flurofamid). Związek ten jest analogiem stanu przejściowego hydrolizy mocznika o IC50 na poziomie nanomolarnym. Jego główną wadą jest niska stabilność hydrolityczna, znacząco ograniczająca zastosowanie terapeutyczne (J Vet Pharmacol Ther 1986; 9: 280).
Kolejnym inhibitorem ureazy stosowanym w medycynie jest kwas acetohydroksamowy, zaakceptowany w 1983 roku przez amerykański Departament Żywności i Leków do użycia w terapii zakażeń układu moczowego. Aktywność inhibitorowa związku bazuje na zdolności do kompleksowania jonów
PL238 127 Β1 niklu, obecnych w centrum aktywnym ureazy i niezbędnych dla jej aktywności enzymatycznej. Kwas acetohydroksamowy jest dostępny komercyjnie pod nazwą Lithostat®, jednak możliwość jego zastosowania jest mocno ograniczona ze względu na szereg działań niepożądanych, m.in. aktywność teratogenną.
Oprócz związków syntetycznych znanych jest również wiele inhibitorów ureazy pochodzenia naturalnego. W tej grupie związków najczęściej wymieniane są pochodne terpenowe, polifenolowe, chinony oraz sfingolipidy (Arch Pharm Chem Life Sci 2016; 349: 519). Do najlepiej opisanych należą flawonoidy, ze szczególnym uwzględnieniem kwercetyny, aktywnej wobec ureazy Helicobacter pylori z IC50 = 11,2 μΜ (J Agric Food Chem 2012; 60: 10575). Flawonoidy zostały opisane jako niekompetycyjne i odwracalne inhibitory ureazy bakteryjnej. Wykonane modelowanie molekularne pozwoliło na określenie mechanizmu hamowania enzymu: utworzone przez inhibitory wiązania wodorowe blokują pozycję pętli, regulującej dostęp substratu do miejsca aktywnego enzymu. Wiele inhibitorów bakteryjnych ureaz zostało również zidentyfikowanych wśród chalkonów i ich pochodnych (J Iran Chem, 2014; 11:1113-1119). 2’-hydroksychalkon został określony jako nieaktywny względem ureazy roślinnej (Chemistry & Biodiversity, 2005; 2:487-496). Ze względu na dużą różnorodność naturalnie występujących flawonoidów oraz możliwość syntezy nowych pochodnych, aktywność antyureolityczna wielu z nich nie została jeszcze poznana. W ostatnich latach został opisany wpływ hamujący ekstraktu z szyszek chmielowych na Helicobacter pylori, bez wyznaczania głównej substancji aktywnej (Czech J Food Sci 2015; 33: 302-307). Izoksantohumol jest znanym składnikiem tego rodzaju ekstraktów, obecnym w stężeniach do kilku mg L-1.
Istotą rozwiązania według wynalazku jest 2’-hydroksychalkon o wzorze 1 do zastosowania w leczeniu i zapobieganiu kamicy nerkowej, kamicy moczowodu oraz kamienia w obrębie dolnych dróg moczowych, jak również zapalenia pęcherza moczowego.
Korzystnie jest gdy działanie 2’-hydroksychalkonu polega na tym, że ograniczony zostaje wzrost szczepów E. coli i/lub wzrost i aktywność ureolityczną Proteus spp., P. stuartii, M. morganii, Pseudomonas spp., Klebsiella spp., Staphylococcus spp., Corynebacterium spp. i Ureaplasma ureolyticum.
Oznaczanie aktywności antyureolitycznej 2’-hydroksychalkonu in vitro wobec oczyszczonej ureazy bakteryjnej.
Przykład 1. Aktywność ureolityczną monitorowano poprzez pomiar uwalnianych jonów amonowych wg metody Watherburna. Aktywność inhibitorowa związków została określona za pomocą indofenolowej kolorymetrycznej reakcji Berthelota. Wszystkie stałe kinetyczne zostały obliczone za pomocą programu komputerowego GraphPad Prism 5 wykorzystującego metodę regresji nieliniowej.
Aktywność zachowana ureazy została określona po 15, 30, 45, 60 i 90 minutach preinkubacji z 2’-hydroksychalkonem o wzorze 1, o stężeniu 100 μg mL-1. Równolegle prowadzona była inkubacja kontrolna bez dodatku 2’-hydroksychalkonu.
Czas inkubacji [min] —Kontrola —β— 2-hydroksychalkon
Ureaza Proteus mirabilis PCM1360
Ki[pgmL'1] lOso [pg mL-1]
312,1 ±35,2
204,2 ±12,8
PL238 127 Β1
Badania wstępne pozwoliły na zaobserwowanie efektu hamującego 2’-hydroksychalkonu względem ureazy P. mirabilis PCM1360. Inkubacja oczyszczonej ureazy P. mirabilis PCM1360 z 100 μg mL1 2’-hydroksychalkonem pozwoliła na ograniczenie aktywności ureolitycznej o około 25%. Wyznaczono stężenie 2’-hydroksychalkonu, pozwalające na 50% ograniczenie aktywności ureazy (IC50) oraz stałą inhibicji (Ki), otrzymując odpowiednio wartości 204,2 μg mL1 oraz 312,1 μg mL1.
Oznaczenie właściwości antybakteryjnych 2’-hydroksychalkonu.
Przykład 2. Właściwości antybakteryjne 2’-hydroksychalkonu określono wobec komórek Proteus mirabilis PCM1360 poprzez kolorymetryczny pomiar zmiany aktywności wewnątrzkomórkowych dehydrogenaz bakteryjnych, przekształcających rozpuszczalną sól tetrazoliową (bromek 3-(4,5-dimetylotiazol-2-ilo)-2,5-difenylotetrazoliowy; MTT) w nierozpuszczalny krystalizujący formazan, którego stężenie po rozpuszczeniu w izopropanolu mierzono spektrofotometrycznie.
Doświadczenie przeprowadzono zgodnie z procedurą zoptymalizowaną i opisaną względem P. mirabilis PCM1360 (AJMB, 2015; 7(4): 159-167). Zawiesinę bakteryjną o gęstości około 108 jtk mL1 inkubowano przez godzinę z 2’-hydroksychalkonem o stężeniu 200 μg mL1, równolegle przygotowywano próbę kontrolną bez 2’-hydroksychalkonu. Następnie obydwie próby inkubowano z 0,5 mg mL1 roztworem MTT przez pół godziny. Kolejno do każdej próby dodawano mieszaninę izopropanolu z 1% kwasem solnym w proporcji 1:1. Po minimum 15 minutowej inkubacji dokonywano pomiaru absorbancji przy długości fali 550 nm. Pomiar pozwalał na pośrednie określenie żywotności komórek w stosunku do próby kontrolnej.
Żywotność [%] (test MTT) min 60 min
69.7 ± 11.8 59.0 ±2.4
Wykazano, że 15-minutowa inkubacja komórek bakteryjnych z 2’-hydroksychalkonem o stężeniu 200 μg mL1 pozwala na ograniczenie aktywności metabolicznej P. mirabilis PCM1360 o około 30%. Obserwowany efekt ulega wzmocnieniu w czasie - po 60 min inkubacji aktywność komórek jest ograniczona o blisko 40%.
Przykład 3. Właściwości bakteriobójcze 2’-hydroksychalkonu określono wobec komórek Escherichia coli PCM2057 - szczepu przeznaczonego do określania aktywności antybakteryjnej nowych związków chemicznych. Zastosowano zestaw barwników fluorescencyjnych BacLight®, pozwalający na ilościowe i jakościowe rozróżnienie komórek żywych i martwych w mieszaninie. Komórki inkubowano przez 60 minut z badanym związkiem, następnie przemyto i wybarwiono zgodnie z zaleceniami producenta. Ilość żywych komórek w mieszaninie [%] określono na podstawie względnej fluorescencji wybarwionych komórek bakteryjnych. Próby wykonano w obecności 2’-hydroksychalkonu o stężeniu 200 μg mL1.
Żywe komórki [%] (BacLight®) min
44,9 ± 4,8
Zgodnie z zastosowaną metodą, 60 minutowa inkubacja E. coli PCM2057 z 2’-hydroksychalkonem o stężeniu 200 μg mL1 pozwala na uśmiercenie około 50% komórek obecnych w mieszaninie.
Przykład 4. Właściwości bakteriostatyczne wobec komórek Proteus mirabilis PCM1360 oraz Escherichia coli PCM2057 zbadano zgodnie ze standardową procedurą CLSI (CLSI document M07-A9, 2012), pozwalającą na określenie Minimalnych Stężeń Hamujących (MIC).
E. coli PCM2057 P. mirabilis PCM1360
MIC50 MICso MIC50 MICgo
[pgmL-1] [pg mL-1] [pg mL’1] [pg mL'1]
100 >200 >200 >200
PL238 127 Β1
W badanym zakresie stężeń scharakteryzowano wartości Minimalnego Stężenia Hamującego 2’--hydroksychalkonu, które pozwalały na ograniczenie wzrostu E. coli PCM2057 o 50% względem próby kontrolnej (MIC50). 2’-hydroksychalkon wykazał silniejsze działanie bakteriostatyczne wobec E. coli PCM2057 (MIC50 = 50 μg mL1) niż względem P. mirabilis PCM1360 (MIC50 = >200 μg mL1) po 24 h inkubacji.
Oznaczanie hamującego wpływu 2’-hydroksychalkonu na aktywność ureolityczną całych komórek Proteus mirabilis.
Przykład 4. Efektywność redukowania aktywności ureazy w pełnych komórkach badano pośrednio, mierząc stężenie jonów amonowych powstających w reakcji hydrolizy mocznika (PLoS ONE 2017; 12(8): e0182437). Próby inkubacyjne zawierały żywe komórki szczepu Proteus mirabilis PCM1360 o gęstości 107 jtk ml1 zawieszone w buforze fosforanowym o pH 7,2 ± 0,2 zawierającym 100 mM mocznik. Aktywność zachowana komórek bakteryjnych została określona po 30 minutach preinkubacji z 2’-hydroksychalkonem o stężeniu 100 μg mL1.
Całe komórki Proteus mirabilis PCM1360
Aktywność zachowana [%] po 30 min 57,9 ± 6,5
IC50 [pg mL·1] 190,3± 19,8
Określono stężenie, pozwalające na ograniczenie aktywności ureolitycznej całych komórek P. mirabilis o 50% względem próby kontrolnej (IC50). Ze względu na wyniki otrzymane na oczyszczonej ureazie, pomiar wykonano po 30 minutach inkubacji z 2’-hydroksychalkonem, uzyskując IC50 = 190,3 μϋ mL-1.
Powyższe wyniki przedstawiają komplet oznaczeń in vitro, pozwalających na dokładne określenie właściwości antybakteryjnych i a nty u re o litycznych 2’-hydroksychalkonu o wzorze 1, względem najpopularniejszych patogenów układu moczowego. Wykazano charakterystykę antybakteryjną 2’-hydroksychalkonu względem E. coli PCM2057. 60 minutowa inkubacja zawiesiny bakteryjnej z badanym związkiem o stężeniu 200 μg mL1 pozwalała na uśmiercenie 50% komórek. Standardowe oznaczenia Minimalnego Stężenia Hamującego 2’-hydroksychalkonu pozwoliły na określenie wartości MIC50 względem E. coli PCM2057 na poziomie 100 μg mL1. Wyznaczona aktywność bakteriostatyczna wobec wzorcowego szczepu E. coli PCM2057 jest szczególnie istotną charakterystyką, ponieważ udowadnia możliwość ograniczenia aktywności tego najpopularniejszego patogenu układu moczowego.
Otrzymane wartości znajdują się na poziomie porównywalnym do innych znanych, efektywnych związków antybakteryjnych pochodzenia naturalnego.
2’-hydroksychalkon został określony jako inhibitor ureazy P. mirabilis PCM1360, zarówno w układzie zawierającym oczyszczony enzym jak i całe komórki bakteryjne. Wyznaczone wartości IC50 wynosiły 204,2 μg mL1 w przypadku badań prowadzonych na oczyszczonym enzymie i 190,3 μg mL1 w badaniach na całych komórkach. Otrzymany wynik jest porównywalny z wartościami uzyskanymi dla substancji kontrolnych - kwercytyny (IC50 = 229,8 ± 18,4 μg mL1) i naringeniny (IC50 = 262,0 ± 35,6 μg mL1) - flawonoidów będących znanymi inhibitorami ureazy.
Ze względu na wysoką konserwatywność budowy miejsca aktywnego bakteryjnych ureaz oraz znany mechanizm inhibicji ureazy przez flawonoidy można określić 2’-hydroksychalkon jako efektywny inhibitor ureaz bakteryjnych.

Claims (2)

1. 2’-Hydroksychalkon o wzorze 1 do zastosowania w leczeniu i zapobieganiu kamicy nerkowej, kamicy moczowodu oraz kamienia w obrębie dolnych dróg moczowych, jak również zapalenia pęcherza moczowego.
2. 2’-Hydroksychalkon o wzorze 1 do zastosowania według zastrz. 1, znamienny tym, że ograniczony zostaje wzrost szczepów E. coli i/lub wzrost i aktywność ureolityczną Proteus spp., P. stuartii, M. morganii, Pseudomonas spp., Klebsiella spp., Staphylococcus spp., Corynebacterium spp. i Ureaplasma ureolyticum.
PL425241(22)20180416A 2018-04-16 2018-04-16 Zastosowanie 2’-hydroksychalkonu PL238127B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL425241(22)20180416A PL238127B1 (pl) 2018-04-16 2018-04-16 Zastosowanie 2’-hydroksychalkonu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL425241(22)20180416A PL238127B1 (pl) 2018-04-16 2018-04-16 Zastosowanie 2’-hydroksychalkonu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL425241A1 PL425241A1 (pl) 2019-10-21
PL238127B1 true PL238127B1 (pl) 2021-07-05

Family

ID=68238696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL425241(22)20180416A PL238127B1 (pl) 2018-04-16 2018-04-16 Zastosowanie 2’-hydroksychalkonu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL238127B1 (pl)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080221029A1 (en) * 2002-10-31 2008-09-11 Regents Of The University Of Colorado Methods for treatment of thiol-containing compound deficient conditions

Also Published As

Publication number Publication date
PL425241A1 (pl) 2019-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ong et al. Current anti-biofilm strategies and potential of antioxidants in biofilm control
EP1945209B1 (en) Broad spectrum antibacterial compounds
Torzewska et al. Inhibition of crystallization caused by Proteus mirabilis during the development of infectious urolithiasis by various phenolic substances
Chai et al. Antioxidant, iron-chelating and anti-glucosidase activities of Typha domingensis Pers (Typhaceae)
FI114852B (fi) Antimikrobisena aineena käytettävä hapotettu nitraatti
JPH0656664A (ja) 抗皮膚発疹製剤
JP2005509594A (ja) Nadシンテターゼ阻害剤およびその使用
Przekwas et al. The effect of fluoroquinolones and antioxidans on biofilm formation by Proteus mirabilis strains
Taha et al. Combining povidone‐iodine with vancomycin can be beneficial in reducing early biofilm formation of methicillin‐resistant Staphylococcus aureus and methicillin‐sensitive S. aureus on titanium surface
Safari et al. Novel surface biochemical modifications of urinary catheters to prevent catheter‐associated urinary tract infections
Abdel-Baky et al. Inhibition of urease enzyme production and some other virulence factors expression in Proteus mirabilis by N-acetyl cysteine and dipropyl disulphide
PL238127B1 (pl) Zastosowanie 2’-hydroksychalkonu
US20190216704A1 (en) Combinations of n-acetyl cysteine derivatives and cranberry polyphenols in compositions and methods for preventing and treating periodontal diseases and peri-implatitis
Rawi et al. Effect of ciprofloxacin and levofloxacin on some oxidative stress parameters in brain regions of male albino rats
PL238123B1 (pl) Zastosowanie izoksantohumolu
PL238128B1 (pl) Zastosowanie 3’-amino-4-karboksychalkonu
US20200316002A1 (en) Prevention of urinary tract device encrustation
PL238125B1 (pl) Zastosowanie 2’-hydroksy-4-metylochalkonu
PL238126B1 (pl) Zastosowanie 7-aminoflawonu
PL238124B1 (pl) Zastosowanie 2’-hydroksy-4-etylochalkonu
RU2713174C2 (ru) Композиция раствора для полоскания полости рта и ее применение
RU2753606C1 (ru) Антибактериальное гуминовое средство
Novytska et al. 560 The effect of the gel with tricolor violet extract on the activity of the antioxidant defense system in rats with a model of pаrodontitis
Orallo et al. Long-term stability and bactericidal properties of galenic formulations of Cannabis sativa oils
JP2010095489A (ja) 病原性細菌の毒素産生抑制剤