Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и фармакологическая оценка соединений фенольной природы, содержащих непосредственно связанные гетероатомные и/или гетероциклические структурные фрагменты - потенциальных эндотелиопротекторов с новым механизмом действия

Номер контракта: 14.578.21.0012

Руководитель: Покровский Михаил Владимирович

Должность: заведующий кафедрой

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
артериальная гипертензия, эндотелиальная дисфункция, сердечно-сосудистые заболевания, соединения фенольной природы, эндотелиопротекторы, лекарственные средства.

Цель проекта:
1. Формулировка задачи, на решение которой направлен реализуемый проект. В выполняемом исследовании на основании комплексной оценки молекулярных механизмов в реализации эндотелиопротективных эффектов новых соединений фенольной природы, содержащих привилегированную подструктуру, будет предложена к реализации таргетная стратегия воздействия на систему «L-аргинин-eNOS», направленная на коррекцию эндотелиальной дисфункции при широком спектре эндотелий ассоциированной патологии. 2. Цель реализуемого проекта: Разработка и фармакологическая оценка нового класса соединений фенольной природы, содержащих непосредственно связанные гетероатомные и/или гетероциклические структурные фрагменты и оценка перспектив их медицинского применения в качестве потенциальных эндотелиопротекторов для дальнейшего вывода на Российский фармацевтический рынок оригинального лекарственного средства, направленного на фармакологическую коррекцию социально-значимых заболеваний.

Основные планируемые результаты проекта:
1. В результате выполнения проекта должны быть получены следующие результаты:
1.1 Методики синтеза экспериментальных образцов соединений фенольной природы, содержащих непосредственно связанные гетероатомные и/или гетероциклические структурные фрагменты.
1.2. Программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов соединений фенольной природы содержащих непосредственно связанные гетероатомные и/или гетероциклические структурные фрагменты.
1.3. Экспериментальные образцы соединений фенольной природы.
1.4. Экспериментальные образцы активной фармацевтической субстанции.
1.5. План исследования токсикологической безопасности и фармакологической активности соединений фенольной природы.
1.6. Лабораторный технологический регламент получения активной фармацевтической субстанции.
1.7. Методики фармацевтического анализа активной фармацевтической субстанции 1.8. Протокол частичной валидации методик анализа активной фармацевтической субстанции.
1.9. Проект фармакопейной статьи на активную фармацевтическую субстанцию.
1.10. Пропись готовой лекарственной формы.
1.11. Лабораторный технологический регламент получения готовой лекарственной формы.
1.12. Экспериментальная партия готовой лекарственной формы.
1.13. Протокол частичной валидации методик анализа готовой лекарственной формы.
1.14. Методики фармацевтического анализа готовой лекарственной формы.
1.15. Проект фармакопейной статьи предприятия на готовую лекарственную форму
1.16. План доклинических исследований общей, специфической токсичности и фармакологической активности готовой лекарственной формы
1.17. Отчет о результатах доклинических исследований готовой лекарственной формы, оформленный по рекомендуемой форме.
1.18. Технико-экономическое обоснование по производству готовой лекарственной формы с учетом технологических возможностей индустриального партнера.

2. Готовая лекарственная форма должна соответствовать следующим требованиям:
- распадаемость не более 15 минут;
- растворимость не менее 70 %;
- истираемость и прочность должны соответствовать требованиям ГФ XII;
- скорость таблетирования с удовлетворительным описанием таблеток по внешнему виду не менее 350000 в час на таблет-прессе PTM-41;
- выбранная лекарственная форма должна обеспечивать оптимальную биодоступность и фармакокинетический профиль лекарственного средства при приеме внутрь;
- обладать оптимальным профилем ADME;
- обеспечивать параметры стабильности при хранении не менее 2 лет в стандартной упаковке;
- биодоступность не менее 40%;
- LD50 должен быть не менее 500 мг/кг;
- отсутствие выраженной специфической токсичности;
- наличие фармакологической активности в диапазоне доз 1-5 мг/кг;
- снижение коэффициента эндотелиальной дисфункции до 1,5 – 2,0 усл. ед;
- отсутствие снижения артериального давления ниже значений физиологической нормы для данного вида животных;
- предотвращать повышение адренореактивности;
- предотвращать увеличение поперечного сечения кардиомиоцитов;
- нормализовать содержание Total NO;
- оказывать протективное действие на модели L-NAME индуцированного гестоза;
- снижение времени свертывания и влияние на другие реологические показатели.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Конечным продуктом, создаваемым с использованием результатов настоящего исследования является готовая лекарственная форма (таблетки покрытые пленочной оболочкой, капсулы) на основе синтезированных соединений фенольной природы, содержащих непосредственно связанные гетероатомные и/или гетероциклические структурные фрагменты. Разрабатываемые в проекте технологии, базирующиеся на инновационных низкомолекулярных соединениях, методах исследования молекулярных механизмов их действия и методах их фармакологического применения, позволят кроме коррекции эндотелиальной дисфункции оказывать также воздействие на гемостаз. Таким образом, будет достигнуто сочетание эндотелиопротективных и антитромботических свойств у одной и той же группы препаратов.
2. В результате выполнения поставленных задач впервые будут получены новые химические соединения - кандидаты в лекарственные средства (не менее 4 соединений).
С использованием комплекса физиологических, биохимических и морфологических методов исследования функции сосудистого эндотелия при моделировании эндотелиальной дисфункции впервые будут обнаружены молекулярные механизмы эндотелио- и кардиопротективного действия новых соединений фенольной природы.
Будет произведена оценка их токсикологической безопасности и возможностей фармакологической коррекции метаболического пути L-аргинин-NO. С использованием комплекса визуализации будет произведена оценка в режиме реального времени с помощью конфокальной и широкоугольной прижизненной микроскопии влияния исследуемых соединений на процессы тромбообразования.
Предпосылками для успешного завершения запланированных работ являются:
С точки зрения медицинской химии:
- биоинформационные технологии дизайна оригинальных соединений фенольной природы, содержащих непосредственно связанные гетероатомные и/или гетероциклические структурные фрагменты;
- эффективные методы получения промежуточных и конечных веществ;
- биоинформационные технологии обоснования биологической активности получаемых веществ при помощи молекулярного моделирования взаимодействий биологическая мишень - лиганд;
- новые классы биологически активных соединений.
С точки зрения оценки правильности механизма терапевтического воздействия:
- на модели L-Name индуцированной эндотелиальной дисфункции;
- на модели гипергомоцистеин индуцированной эндотелиальной дисфункции;
- на модели гипоэстроген индуцированной эндотелиальной дисфункции;
- на модели гестоза;
- на моделях FeCl3 и лазер-индуцированного тромбообразования ;
- исследования в сравнении с клинически эффективными группами препаратов лечения сердечно-сосудистых заболеваний, включая ингибиторы АПФ, ингибиторы ФДЭ-5, антагонисты АТ-рецепторов и др.
Кроме того, в распоряжении НИУ "БелГУ" имеется полный комплекс оборудования, необходимого для проведения и успешного завершения исследования.
3. В современном мире, особенно в развитых странах, артериальная гипертензия (АГ) является одним из основных факторов, повышающих инвалидизацию и смертность за счет таких грозных осложнений, как инфаркт миокарда, сердечная недостаточность и инсульт.
В последнее время заметен лавинообразный рост числа научных публикаций по исследованию роли оксида азота в реализации и регуляции различных физиологических процессов.
Среди научных групп, достижения которых в области изучения молекулярных механизмов развития эндотелиальной дисфункции наиболее значимы, можно выделить группы ученых под руководством Ferid Murad (США), Böger RH (Германия), John E. Deanfield (Великобритания), Маркова Х.М (Россия), Тюренкова И.Н. (Россия). Работы научных групп под руководством указанных ученых позволили установить закономерности патогенеза эндотелиальной дисфункции и эндотелий ассоциированной патологии на молекулярном, клеточном, органном и организменном уровнях. На основании проведенных исследований сформированы пути фармакологической коррекции дисфункции сосудистого эндотелия. Однако, в современной фармакологии в настоящее время отсутствуют препараты для целенаправленной коррекции эндотелиальной дисфункции, а эндотелиопротективными плейотропными эффектами обладают следующие фармакотерапевтические группы: статины, адреноблокаторы, ингибиторы АПФ, антагонисты кальция дигидропиридинового ряда, ингибиторы ФДЭ-5, блокаторы АТII.
Указанные препараты занимают доминирующее положение в структуре гос. закупок для лечения сердечно-сосудистых заболеваний в РФ и составляют не менее 800 млн. рублей в год. Таким образом, потребителями научного результата могут быть больные с сердечно-сосудистыми и другими демографически значимыми заболеваниями:
- артериальная гипертензия,
- атеросклероз,
- гипоэстрогенные состояния,
- сосудистые осложнения сахарного диабета,
- ишемическая болезнь сердца и др.
Особая значимость предложенному проекту придает возможность сочетания у предложенных соединений эндотелиопротективной и антитромботической активности.
4. В настоящее время многими исследователями подчеркивается роль оксида азота в реализации эффектов лекарственных средств. Несмотря на то, что действие оксида азота и участвующих в его метаболизме веществ достаточно хорошо изучено, роль сосудистого эндотелия в реализации и регуляции различных физиологических процессов продолжает расширяться. Естественная человеческая потребность находить объяснение различным фактам и явлениям в биологии и медицине выливается в поиск адекватных биологических моделей для изучаемых процессов. В аспекте данного исследования особое значение имеют адекватные, воспроизводимые и валидные биологические модели эндотелиальной дисфункции с точки зрения формирования методических подходов для исследования механизмов развития и возможностей фармакологической коррекции нарушения функционирования эндотелия.
Таким образом, среди предполагаемых методов и подходов можно выделить следующие:
- Использование компьютерного моделирования и концепции привилегированных структур для целенаправленного поиска активных хитов среди соединений фенольной природы, содержащих непосредственно связанные гетероатомные и/или гетероциклические структурные фрагменты.
- Химико-технологические методы синтеза активных хитов.
- Методы моделирования эндотелиальной дисфункции для оценки молекулярных механизмов фармакологической коррекции изучаемой патологии (L-NAME индуцированная, гипоэстроген индуцированная, гипергомоцистеин индуцированная).
- Физиологические методы оценки состояния эндотелия. Степень эндотелиальной дисфункции у экспериментальных животных, а также степень ее коррекции исследуемыми препаратами оценивали по расчетному коэффициенту эндотелиальной дисфункции (КЭД), представляющему собой отношение площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение НП (ЭНВД) к площади треугольника над кривой восстановления АД в ответ на введение АХ (ЭЗВД). Кроме того, проводятся нагрузочные пробы на открытом сердце с внутривенным введением физиологического раствора, раствора адреналина гидрохлорида и проба на нагрузку сопротивлением. Для регистрации показателей гемодинамики используется аппаратно-программный комплекс Biopac (USA). Для оценки кардиогемодинамики используется комплекс методических подходов которые связаны с проведением нагрузочных проб на открытом сердце у животных, находящихся на управляемом дыхании.
- Определение биохимических маркеров эндотелиальной дисфункции (уровень стабильных метаболитов оксида азота, экспрессия эндотелиальной NO-синтазы, уровень гомоцистеина).
- Проведение морфологических исследований.
- Использование комплекса визуализации для оценки влияния исследуемых соединений на процессы тромбообразования на моделях FeCl3 и лазер индуцированного тромбообразования в режиме реального времени с помощью конфокальной и широкоугольной прижизненной микроскопии
- Методы гистологической визуализации с помощью конфокальной и широкоугольной прижизненной микроскопии влияния.
- Статистические методы оценки полученных экспериментальных данных.
На нулевом этапе исследований участниками проекта проведено in vitro тестирование низкомолекулярных органических соединений из имеющейся у коллектива оригинальной коллекции органических веществ. Часть протестированных соединений была спроектирована и синтезирована с учетом известных взаимодействий L-аргинин - eNOS. Среди протестированных соединений выявлены активные хиты, обладающие выраженной активностью на микромолярном уровне, что подтверждено рядом исследований in vivo на разработанных моделях эндотелиальной дисфункциии.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Планируемые результаты проводимого исследования могут быть использованы в медицине, в частности в фармакологии, клинической фармакологии, общей терапии, кардиологии, акушерстве и гинекологии, эндокринологии.
2. Практическое внедрение полученных результатов планируется с привлечением Российских фармацевтических компаний для дальнейшего производства лекарственного средства на основе полученных соединений фенольной природы. Запланированные работы имеют широкие перспективы коммерциализации. В частности, в настоящее время достигнуты договоренности об их использовании для организации производства новых лекарственных препаратов на крупнейших отечественных фармацевтических предприятиях (ЗАО «РаФарма», Тербуны, Липецкая область).
3. Реализация предлагаемой тематики направлена на повышение качества жизни и показателей здоровья населения РФ. Создание лекарственного средства на основе соединений, содержащих привилегированную подструктуру позволит:
- создать комплекс мероприятий по профилактике и лечению артериальной гипертензии, сахарного диабета, и т.д.
- создаст новые рабочие места;
- увеличит налоговые и социальные отчисления в бюджет;
- внесет вклад в реализацию государственной целевой программы «Здоровье»;
- внесет свой вклад в повышение наукоемкости и инновационного развития промышленного потенциала РФ.
Основные научные результаты проекта будут представлены для изучения и ознакомления в виде монографий и ряда научных статей в периодической печати и ведущих научных изданиях.
4. Возможно международное сотрудничество с целью дальнейшего поиска соединений, обладающих высокой эндотелиопротективной активностью.

Текущие результаты проекта:
Установлено, что соединения фенольной природы проявляли выраженное эндотелиопротективное действие при моделировании L-NAME индуцированного гестоза. Статистически значимое положительное влияние на тромбообразование при моделировании FeCl3 индуцированного тромбоза сосудов обнаружено при применении соединений KUD259, KUD974 и KUD975.
В результате исследования острой токсичности соединений фенольной природы показано что соединения не оказывают выраженного токсического действия и не вызывают гибель животных в экспериментальных группах в течение первых 3-х суток наблюдения.
Согласно классификации К.К. Сидорова изучаемые соединения фенольной природы следует отнести к малотоксичным.
Предварительные результаты дополнительных патентных исследований позволили подтвердить охраноспособность результатов, полученных при выполнении проекта. В ходе разработки лабораторного регламента получения активной фармацевтической субстанции выбранного кандидата в лекарственное средство выбран оптимальный способ получения и очистки АФС.
Получены данные, свидетельствующие о том, что исследуемые соединения фенольной природы не вызывают выраженных необратимых изменений в системах и органах экспериментальных животных при длительном внутрижелудочном введении в дозах 6 мг/кг и 30 мг/кг. Исследуемые соединения не обладают раздражающим действием в месте введения.
По совокупности полученных экспериментальных данных в качестве основного кандидата в лекарственное средство целесообразно выбрать соединение фенольной природы под лабораторным шифром KUD975.
C учетом рекомендаций по дозированию и путям веления разрабатываемого лекарственного средства на прошедшем этапе приступили к разработка прописи готовой лекарственной формы. На основе прописи приступили к разработке лабораторного регламента получения готовой лекарственной формы.
Выполняется материально-техническое обеспечение работ этапа.