Compusi Indolici de Sinteza

Economie

Compusi Indolici de Sinteza

Byadmin ianuarie 1, 2024

LUCRARE DE LICENȚĂ

Compuși indolici de sinteză

CUPRINS

Introducere

Capitolul 1. Compuși indolici cu acțiune antiinflamatorie și analgezică

1.1 Indometacin

1.1.1 Acțiune

1.1.2 Relația Structură-Activitate

1.1.3 Izomerie

1.1.4 Absorbție și metabolizare

1.1.5 Utilizări

1.1.6 Sinteza unor noi derivați indolici cu acțiune antiinflamatorie analogi ai indometacinului

1.1.7 Forme farmaceutice

1.2 Etodolac

1.2.1 Acțiune

1.2.2 Relație Structură-Activitate

1.2.3 Absorbție și Metabolizare

1.3 Sinteza unor noi derivați indolici cu acțiune antiinflamatorie

Capitolul 2. Compuși indolici activi pe recetorii serotoninergici

Transimisia serotoninergica

2.1 Acțiune

2.2 Biosinteza și Catabolism

2.3 Compuși indolici care acționează pe receptori

2.3.1 Derivați indolici de sinteză indicați în terapia migrenei

2.3.2 Sinteza unei serii de compuși cu nucleu indolic care acționează pe receptorul 5-HT6

2.3.3 Sinteza unor derivați aril sulfonici cu acțiune antagonistă pe receptorul 5-HT6

Capitolul 3. Compuși indolici cu diferite proprietăți biologice

3.1 Compuși inhibitori ai reninei

3.2 Derivați indolici inhibitori ai acetilcolinesterazei

3.3 Derivați indolici utilizați în boala Parkinson

3.4 Derivați indolici cu posibile efecte neuroprotectoare în tratamentul bolilor neurodegenerative

3.5 Compuși indolici inhibitori ai fosfolipazei A2

Concluzii

Bibliografie

Introducere

Nucleu indolic este un heterociclu prezent în numeroși compuși, unii dintre ei fiind mult utilizați în terapie pentru efectele antiinflamatoare, antiproliferative, analgezice, antioxidante, antihipertensive, antifungice sau antivirale.

Nucleul indolic, fiind moleculă mică, a fost și este mult cercetată, atât ca atare, dar și inclusă în numeroși. Scopul cercetărilor fiind îmbunătățirea proprietăților farmacocinetice și reducerii reacțiilor adverse, în cazul compușilor utilizați în terapie sau în vederea descoperirii de noi efecte biologice.

Mecanismele prin care derivații indolici, utilizați în terapie își exercită efectele, sunt diferite. Pot să acționeze prin blocare unor receptori, de exemplu inhibarea receptorilor serotoninei, compușii fiind utilizați în tratamentul migrenei; sau pot să acționeze prin blocarea unor enzime, astfel inhibarea ciclooxigenazelor implicate în procesele inflamatorii explică utilizarea indometacinului in procese inflamatorii. Inhibarea monoaminoxidazei este exploatată în terapia bolii Prakinson sau a unor procese neurodegenerative.

Lucrarea de față, se dorește a fi o sistematizare a datelor bibliografice recente, referitoare la substanțele ce conțin în structura lor nucleul indolic. Se fac referiri atât la compușii utilizați în terapie, în afecțiuni non-infecțioase cât și la noii derivații sintetizați și cercetați pentru posibile noi indicații. În cazul compușilor cu nucleu indolic, prezenți în diverse medicamente, s-au urmărit și posibilitățile de optimizare ale reacțiilor adverse și ale tolerabilității.

Compuși indolici cu acțiune antiinflamatorie și analgezică

Indolul este un heterociclu aromatic. Prezintă o structură biciclică, formată din benzen condensat cu un pirol în pozițiile 2 și 3 ale nucleului pirolic [1]. Acesta mai este numit și benzopirol. Indolul este nucleul heterociclic cel mai benefic, care a câștigat proeminența în chimia medicală, datorită activității sale ca un anti-inflamator, analgezic, antihipertensiv, anticanceros, antimicrobian antioxidant și antipiretic [2].

Indometacin

Acid 2-[1-(4-clorobenzoil)-5-metoxi-2-metilindol-3] acetic

Acțiune

Indometacinul a fost introdus în terapie, în Statele Unite în 1965 și este un antireumatic, antipiretic și analgezic. Face parte din clasa de substanțe medicamentoase numite antiinflamatoare nesteroidiene. Aceste substanțe sunt unele dintre cele mai prescrise medicamente din lume în controlul afecțiunilor reumatismale inflamatorii cronice [3].

Efectul antipiretic al indometacinului este mai crecut față de cel al aspirinei și al acetaminofenului, iar acțiunea analgezică este de aproximativ 10 ori mai mare față de cea a aspirinei.

Inflamația este un răspuns normal și esențial la orice stimul nociv care atacă organismul și poate varia de la o reacție localizată la una generalizată. Pe scurt etapele inflamație sunt: ințial are loc eliberarea mediatorilor (histamine, serotonina, enzime lizozomale, leucotriene, prostaglandine și slow-reacting substance of anaphylaxis-SRS-A), apoi vasodilație, permeabilitate vasculară și exudație; migrarea leucocitelor, chemotaxis și fagocitoză, iar la final are loc proliferarea celulelor țesutului conjunctiv [3]. Cei mai activi mediatori ai inflamației sunt bradikinina, eicosanoizii (inclusiv prostaglandinele) și aminele biogene (histamina și serotonina) [4]. Cele mai comune surse de mediatori chimici sunt neutrofilele, bazofilele, mastocitele, macrofagele și limfocitele. Antiinflamatoarele nesteroidiene ameliorează semne și simptomele bolii, dar nu le vindecă [3].

Antiinflamatoarele nesteroidiene prezintă un număr mare de reacții adverse de aceea utilizarea acestora este contraindicată unor categorii de pacienți [4]. Ele determină iritație gastrică, scăderea fluxului sanguin la nivel renal, creșterea tensiunii arteriale, bronhoconstricție ( pot agrava un astm bronșic sau chiar induce) și reacții de tip anafilactoid (erupții cutante, edem Quincke, bronhospasm) [4].

Reacțiile adverse digestive sunt cele mai frecvente. Pot să determine eroziuni, ulcerații și hemoragii la nivel gastro-intestinal. Există factori de risc care determină complicatii gastro-intestinale în combinație cu AINS, cum ar fi:

Vârsta înainată (>65)

Fumatul, consumul de alcool

Administrarea unor substanțe toxice gastro-intestinal (ex. steroizi)

Funcția hepatică afectată

Administrarea mai multor AINS împreună cu un anticoagulant

Utilizarea de lungă durată și în doze mari

Infecția cu Helicobacter pylori. [5]

În general, cel puțin 10-20% dintre pacienții care utilizează aceste medicamente prezintă reacții de tip dispeptic, dar acest procent poate ajunge până la 50%. S-a constat că pacienții cu artrită reumatoidă, cărora li se prescriu AINS timp de un an, prezintă complicații gastro-intestinale grave, riscul fiind mai redus, la pacienții cu osteoartrită [5].

Mecanismele care stau la baza producerii de reacții adverse la nivel gastro-intestinal sunt multiple, putând fi locale sau sistemice. Efectele sistemice sunt rezultatul inhibării sintezei de prostaglandine.[5] Acestea sunt derivate din acidul arahidonic, care provin din fosfolipide membranare sub acțiunea fosfolipazei A2.

FOSFOLIPIDE MEMBRANARE

FOSFOLIPAZA A2

ACIDUL ARAHIDONIC LIPOOXIGENAZA

COX-1 COX-2

(constitutiva) AINS (inductibila)

INTEGRITATEA MUCOASE GASTRO-INTESTINALE FORMAREA OASELOR

AGREGAREA PLACHETARĂ FUNCȚIA RENALĂ

FUNCȚIA RENALĂ

Fig. 1.1 Metabolizarea acidului arahidonic

Unele prostaglandinele protejează mucoasa gastro-intestinală prin formarea un strat protector și creșterea secreției de ioni bicarbonat care neutralizează aciditatea gastrică. Metabolizarea acidului arahidonic la prostaglandine și leucotriene este catalizată de ciclooxigenază și 5-lipooxigenază. Există 2 tipuri de ciclooxigenază și anume COX-1, respectiv COX-2. Acestea prezintă structuri similare, dar una reprezintă o enzimă constitutivă, iar cealaltă este o enzima inductibilă. COX-1 se găsește în diferite tipuri de țesuturi, inclusiv mucoasa gastrică, rinichi și plachete și este responsabilă de reacțiile adverse ale antiinflamatoarelor. Expresia COX-2 este indusă de stimulii inflamatori și mitogeni în diferite tipuri de țesuturi, incluzând macrofagele și celulele sinoviale. Așadar proprietățile antiinflamatoare ale AINS sunt responsabile de inhibarea COX-2, unde reacțiile adverse apar datorită exprimării constituve a COX-1. [5]

Antiinflamatoarele nesteroidiene convenționale determină inhibarea non-selectivă a COX, ceea ce determină reducerea cantității de bicarbonat și a protecției gastrice. Cuplarea cu vasoconstricția determinată de acestea cauzează hipoxie și în final formarea ulcerului.[5]

Prevenirea reacțiilor adverse date de AINS la nivel gastro-intestinal se poate face prin utilizarea unui AINS sigur, care inhibă selectiv COX-2 sau utilizarea unor agenți protectori. Ca și agenți protectori se pot utiliza: antihistaminicele H2, analogi ai prostaglandinelor și inhibitori ai pompei de protoni. Educarea pacienților în utilizarea formelor OTC și atenționarea acestora cu privire la reacțiile adverse care pot să apară reprezintă un factor important în reducerea apariției ulcerului.[5]

În urma unui studiu efectuat pe șoarece s-a arătat faptul că zincul poate întarzia apariția leziunilor intestinale. Administrarea indometacinului la șoarece produce stres oxidativ și alterări ale membranelor intestinale (BBM) și ale glicocalixului. O parte din glicocalix (particule tensioactive asemănătoare-SLP) conține o cantitate mare de glicoproteine, glicolipide și zaharuri. Zincul cu proprietăți anti-oxidante, așa cum este deja cunoscut, prezintă un rol în facilitarea vindecării ulcerelor gastrice și duodenale și în reducerea stresului oxidativ. Acest metal determină metalotionina, o proteină bogată în cisteină cu proprietăți antioxidante, care este implicată în reducerea radicalilor liberi având rol în prevenirea stresului oxidativ. Matricea formată de metaloproteinele (MMP), endopeptidaze zinc-dependente, care sunt implicate în degradarea matricei extracelulare, joacă un rol important în repararea tisulară și remodalare. MMP-2 și 9 se activează de prezența stresului oxidativ. Indometacinul determină exprimarea MMP-2 și 9 prin urmare, are loc apariția stresului oxidativ, care poate duce la alterărări ale mucoasei intestinale și gastrice. Numeroase lipide și zaharuri din BBM și SLP sunt alterate la acțiunea indometacinului, prin urmare mucoasa intestinală își pierde din integritate ulterior pierzându-și funcția de barieră. Datorită efectului său antioxidant, zincul determină opusul activării acestor enzime, astfel cantitatea de stres oxidativ este redusă. Prin urmare, datorită inducerii metalotioninei zincul este capabil să reducă stresul oxidativ produs de către indometcin [6].

Este posibil ca administrarea concomitentă a zincului și a indometacinului pe cale orală să interfere, datorită formării unui complex în intestin, care să ducă la reducerea cantității de medicament absorbită și ulterior la afectarea intestinului. Pentru a evita formarea complexului, zincul se administrează intra-peritoneal la 2 ore după administrarea indometacinului [6].

În concluzie, zincul protejează integritatea glicocalixului împotriva efectelor nedorite date de către indometacin și determină inducerea metalotioninei având un rol important în reducerea efectelor adverse induse de către indometacin [6].

Un alt compus folosit pentru reducerea toxicității antiinflamatoarelor este rebamipidul. Un derivat chinolinic din clasa antibioticelor care acționează prin secreția de mucine care protejează mucoasa gastrică. S-a realizat un studiu în care s-a testat supresia afectării mucoasei intestinale de către indometacin dupa 24 de ore de la administrare. Acest medicament este aprobat în Japonia [7,8].

Rebamipidul

Relația Structură-Activitate

Înlocuirea grupei carboxil cu o altă grupă cu caracter acid determină o descreștere a activitații. Activitatea antiinflamatorie depinde de aciditatea grupei carboxil, astfel dacă prezența unor grupe funcționale determină scăderea acidității, consecința va fi scăderea activității antiinflamatorie, și invers. Compușii în care grupa carboxil este înlocuită cu o amidă sunt inactivi. Acilarea atomului de azot din nucleul indolic cu resturi de acizi carboxilici alifatici conduce la derivați amidici care sunt mai puțin activi comparativ cu derivlui. Pentru a evita formarea complexului, zincul se administrează intra-peritoneal la 2 ore după administrarea indometacinului [6].

În concluzie, zincul protejează integritatea glicocalixului împotriva efectelor nedorite date de către indometacin și determină inducerea metalotioninei având un rol important în reducerea efectelor adverse induse de către indometacin [6].

Un alt compus folosit pentru reducerea toxicității antiinflamatoarelor este rebamipidul. Un derivat chinolinic din clasa antibioticelor care acționează prin secreția de mucine care protejează mucoasa gastrică. S-a realizat un studiu în care s-a testat supresia afectării mucoasei intestinale de către indometacin dupa 24 de ore de la administrare. Acest medicament este aprobat în Japonia [7,8].

Rebamipidul

Relația Structură-Activitate

Înlocuirea grupei carboxil cu o altă grupă cu caracter acid determină o descreștere a activitații. Activitatea antiinflamatorie depinde de aciditatea grupei carboxil, astfel dacă prezența unor grupe funcționale determină scăderea acidității, consecința va fi scăderea activității antiinflamatorie, și invers. Compușii în care grupa carboxil este înlocuită cu o amidă sunt inactivi. Acilarea atomului de azot din nucleul indolic cu resturi de acizi carboxilici alifatici conduce la derivați amidici care sunt mai puțin activi comparativ cu derivați acidului benzoic. Compușii N-benzoil substituiți în poziția para cu fluor, clor sau trifluorometil sunt compușii cei mai activi. Poziția 5 de pe nucleul indolic este mai flexibilă, în ceea ce privește natura substituenților care influențează activitatea. Substituenții metoxi, fluor, dimetilamino, metil și acetil determină creșterea activității antiinflamatoare comparativ cu cei în care nucleul indolic este nesubstituit. Prezența atomului de azot din nucleul indolic nu este esențială pentru activitate, această observație este confirmată de sulindac, care este un derivat de indan. Prezența, în poziția 2 a nucleului indolic a grupelor alchil, în special metil, determină creșterea activității antiinflamatoare, comparativ cu derivații nesubstituiți sau aril substituiți [3].

Izomerie

Indometacinul nu prezintă izomerie optică, deoarece nu posedă carbon stereogenic. Compușii în care metilenul din restul de acid acetic este substituit cu un metil, deteremină formarea unui carbon stereogenic, iar enantiomerii (+) S sunt cei activi. Gruparea carboxil este flexibilă și poate să aibă numeroase conformații. Conformația preferențială și cu energia cea mai mică a grupei N-p-clorobenzoil este aceea în care nucleul clorofenil este orientat departe de gruparea 2-metil (sau cis față de gruparea metoxifenil din nucleul indolic) și nu este coplanar cu indolul din cauza impedimentelor sterice produse de către gruparea 2-metil și atomul de hidrogenul din poziția 7. Aceste conformații sunt reprezentate după cum urmeaza [3]:

CIS TRANS

Absorbție și metabolizare

Absorbția indometacinului administrat pe cale orală este rapidă. Indometacinul este metabolizat în proporție de 50% de enzima CYP2C9 la un compus inactiv, iar 10% este conjugat cu acidul glucuronic. Sistemele enzimatice non-hepatice hidrolizează indometacinul la metaboliți N-dezacilați. Metabolizarea indometacinului este reprezentată în schema de mai jos [3]:

Fig. 1.2 Metabolizarea indometacinului

Utilizări

Indometacinul este folosit pentru tratamentul de scurtă durată în artrita acută gutoasă, în durerea acută din spondiloza anchilozantă și în osteoartrită. Datorită inhibării neselective a prostaglandinelor, indometacinul reduce activitatea uterină, prin urmare poate să prevină o naștere prematură [3].

Studii recente arată faptul că diabetul zaharat tip 2 reprezintă un factor de risc pentru apariția accidentului vascular cerebral din cauza dezvoltării de macroangiopatii și microangiopatii. Pacienții cu diabet zaharat tip 2 prezintă tulburări de vasoreactivitate cerebrală ca și răspuns la un stimul vasodilatator. Metaboliții acidului arahidonic ar putea să aibă un rol important în a regla funcția endotelială, care stă la baza hipercapniei- induce vasodilatație cerebrovasculară. Studiul arată faptul că în hipercapnia acută la pacienții diabetici există o înrăutățire semnificativă a răspunsului vascular în circulația cerebrală. Acesta (răspunsul vascular), poate fi îmbunătățit prin administrarea de indometacin, care prin inhibarea non-selectivă a ciclooxigenazelor blochează producția de prostaglandine [9]. Rezultatele studiului arată faptul că, după administrarea indometacinului, viteza fluxului sanguin cerebral în repaus a scăzut. Prostaglandinele cu rol vasodilatator sunt implicate în menținerea fluxului sanguin cerebral [9].

În urma studiilor efectuate pe subiecți sănătoși s-a observat faptul că, la administrarea indometacinului are loc abolirea fluxului sanguin cerebral și vasoreactivitatea. Administrarea indometacinului la pacienții cu diabet aduce îmbunătățiri ale vasoreactivitații cerebrale în hipercapnie. În cazul în care există pacienți cu traumatism cranio-cerebral, vasoreactivitatea cerebrală este îmbunătățită după administrarea indometacinului, iar în cazul celor sănătoși nu există nici o schimbare [9].

Derivații rezultați prin acțiunea COX au un rol important în afectarea funcției endoteliale și vasodilatației ca raspuns la hipercania indusa la pacienții cu diabet zahart tip 2. Inhibarea COX prin administrarea indometacinului îmbunătățeste răspunsul vasodilatator la hipercapnie. Mecanismul nu este încă cunoscut. Potrivit rezultatelor care arată îmbunătățirea răspunsului cerebrovascular la hipercapnie prin administrare de indometacin la pacienții cu diabet zaharat tip 2, ar putea avea o importanță clinică majoră. Oricum, trebuie acordată o atenție mare la tratamentul cronic cu indometacin și alte inhibitoare ale COX din cauza reacțiilor adverse. Sunt necesare studii suplimentare pentru a clarifica utilizarea indometacinului în tratamentul pacienților cu diabet tip 2 cu reactivitate cerebrovasculară afectată [9].

Sinteza unor noi derivați indolici cu acțiune antiinflamatorie analogi ai indometacinului

Acidul arahidonic suferă biotransformare pe 2 căi și anume ciclooxigenaza și lipooxigenaza. Prostaglandinele pro-inflamatorii sunt produse de COX, iar leucotrienele de LOX și sunt implicate în procese inflamatorii, febră, artrită și bronhospasm. 5-lipooxigenaza este responsabilă de producerea de leucotriene care cauzează inflamație, bronhoconstricție, hipersensiblitate și stări de anafilaxie și astm. 5-Lox este implicată în ateroscleroză, deoarece catalizează oxidarea lipoproteinelor (LDL,HDL) la forme aterogene. Anti-inflamatoarele cele mai eficiente sunt acelea care inhibă ambele căi, cu o selectivitate mai mare pe COX-2 pentru a evita reacțiile adverse [10].

Gruparea 4-clorobenzoil din structura indometacinului a fost înclocuită cu N-difluorometil-1,2-dihidropirid-2-ona prin legatură cetonică sau metil. Gruparea carboxilică a acidului 5-metoxi-2 metil-3 indolacetic este protejată folosind un procedeu prin care rezultă ester benzilic, cu un randament de 97%. Reacția compusului II cu clorura de 2-cloropridin-4-carbonil sau 5-regioizomerul, în prezența 4-dimetilaminopiridina în trietilamina și diclorometan duce la formarea compusului III, cu un randament de 95-97%. Ulterior are loc transformarea inelului 2-cloropiridina în prezența acidului 2,2-difluoro-2-(fluorosulfonil)acetic (FSO2CF2COOH) la compusul IV, la un randament de 31-32%. Refacerea grupei carboxil are loc cu hidrogen în prezență de 10% Pd pe cărbune în metanol-acetat de etil și rezultă compusul V [1-(N-difluorometil-1,2-dihidropirid-2-ona-4carbonil)-5-metoxi-2-metil-1H-indol-3] acetic, cu un randament de 46-75%. Formarea acestor compuși este reprezentată în Fig 1.3 [10].

În Fig 1.4 este reprezentată succesiunea de reacții pentru formarea compusului în care grupa 4-clorobenzoil este înlocuită cu N-difluorometil-1,2-dihidropirid-2-ona printr-o grupare metil. Gruparea carboxil este protejată prin reacția cu clorura de acetil și metanol, formând metil ester( compusul II), la un randament de 95%. Ulterior are loc N-alchilarea cu 2-cloro-4( sau 5)-clorometilpiridina în tetrahidrofuran (THF) utilizând terț butoxid de potasiu formându-se compusul III, la un randament de 34-49%. În etapa urmatoare are loc transformarea nucleului 2-cloropiridina, cu formarea compusului IV, sub acțiunea 2,2-difluoro-2-(fluorosulfonil)acetic (FSO2CF2COOH), la un randament de34-53%. Refacerea grupei hidroxil se face cu o soluție apoasă de hidroxid de litiu 2 N în metanol-tetrahidrofuran formându-se compusul V, la un randament de 59-85% [10].

Acesti compuși, N-difluorometil-1,2-dihidropirid-2-one, inhibă 5-lipooxigenaza prin două mecanisme posibile. Fragmentul CONCHF2 din nucleul N-difluorometil-1,2-dihidropirid-2-ona poate fi văzut ca un acid hidroxamic ciclic mimetic. În acest sens, cum acizii hidroxamici aciclici pot acționa ca și chelatori pentru a-și expune activitatea inhibitorie asupra 5-lipooxigenazei. Datorită celor 2 atomi de fluor din grupa CHF2 există o acumulare substanțială de potențial negativ. Deoarece este un fluor alifatic, acesta acționează ca și un acceptor de hidrogen, chiar dacă prezintă o densitate de electroni mare și se presupune că ar fi datorită electronegativității sale mari și a polarizabilității mici. Prin urmare, se poate ca această grupă să interacționeze cu o regiune pozitivă din enzimă și să contribuie la îmbunătățirea afinității și inhibiției reversible a enzimelor COX si 5-LOX [10].

Fig 1.3 si 1.4 sunt reprezente în paginile urmatoare [10].

Fig 1.3 Sinteza compușilor I-V

Reactanți și condiții: 1. cloroformiat de benzil, DMAP, Et3N, CH2Cl2, 0, 0,5 h; 2. clorura de 2-cloropiridina-4(5)-carbonil, DMAP, Et3N, CH2Cl2, 25, 60 h; 3. FSO2CF2COOH, NaHCO3, reflux 40 h; 4. 10% Pd/C, EtOAc, MeOH, H2, 25, 24 h.

Fig 1.4 Sinteza compușilor I-V

Reactanți si condiții: 1. Clorura de acetil, MeOH, 0 si apoi 60, 16 h; 2. Clorura de 2-cloropiridina-4-carbonil,C4H9KO, THF, reflux cu Ar, 60 h; 3. FSO2CF2COOH, NaHCO3, reflux 40 h; 4. LiOH, THF-MeOH-H2O, reflux, 3 h.

Forme farmaceutice

Tabelul I. Forme farmaceutice: [11]

Etodolac

Acidul 2-(1,8-dietil-4,9-dihidro-3-piran-[3,4-b]-indol-1-il)acetic

Acțiune

Etodoalcul este un derivat pirano-indolacetic, care a fost introdus în terapie în 1991, în SUA. Prezintă efecte antiinflamatoare, analgezice și antipiretice. Este indicat în durerile ce însoțesc osteoartritele acute și cronice.

În structura sa este prezent un atom de carbon stereogenic. În terapie se folosește ca și amestec racemic, deși testarea pe animale a arătat faptul că doar enantiomerul S (+) posedă activitate antiinflamatorie. Etodolacul prezintă un grad ridicat de enantioselectivitate în efectele sale inhibitoare asupra ciclooxigenazei. În ceea ce privește activititatea sa antiinflamatoare, acesta este de 50 de ori mai activ decat aspirina, de 3 ori mai potent decât sulindac și cu o treime mai activ decăt indometacinul. Totodată, și riscul de a produce toxicitate gastro-intestinală este mai redus față de indometacin, ibuprofen sau naproxen [3].

Etodolacul prezintă o rată mai mare de inhibare a biosintezei prostaglandinelor din sinovioicite și condrocite reumatoid umane în comparație cu ibuprofen, indometacin, naproxen, diclofenac si piroxicam. Datorită mecanismului de acțiune selectiv pe COX-2 este de preferat față de alte antiinflamatoare fiind mai bine tolerat din punct de vedere al producerii de ulceratii gastro-intestinale [3].

Etodolacul este indicat în tratamentul semnelor și simptomelor a osteoartritei și pentru controlul dureri [3].

Relație Structură-Activitate

Când radicalul R1 este reprezentat de grupe alchil, iar R2 este un rest de acid acetic crește capacitatea antiinflamatorie. Înlocuirea restului de acid acetic cu acizi superiori determină formarea unor compuși inactivi. Derivații acidului α-metil acetic sunt de asemenea inactivi. Cresterea lungimii radicalului R1 cu etil sau n-propil determină o creștere a potenței cu 20% față de radicalul metil. Substituirea cu radicali aromatici se face în poziția 8, fiind cea mai favorabilă. Dintre cei mai activi analogi ai etodolacului sunt derivații de 8-etil, 8-n-propil si 7-fluoro-8-metil. Structura etodolacului rămâne cea mai favorabilă pentru acțiunea antiinflamatoare și cu reacțiile adverse cele mai scăzute la nivel gastro-intestinal față de ceilalți analogi [3].

Absorbție și Metabolizare

Etodolacul este rapid metabolizat după administrare orală și puternic legat de proteinele plasmatice (99%). Acesta se găsește într-o concentratie egală sau mai mare în lichidul sinovial comparativ cu tolmetin, piroxicam sau ibuprofen, iar față de diclofenac se află în cantitate mai mică, acesta având o foarte bună penetrare în lichidul sinovial. Etodolacul se metabolizează la 3 metaboliți hidroxilați și conjugat cu acidul glucuronic, nici unul dintre metaboliti neavînd o acțiune terapeutică importantă. Metabolizarea are loc în același fel la vârstnici, prin urmare nu este necesară ajustarea dozei [3].

Sinteza unor noi derivați indolici cu acțiune antiinflamatorie

Descoperirea indometacinului și a etodolacului ca și agenti antiinflamatori, a dus la explorarea nucleului indolic. Prin urmare, s-a constat faptul că substituția pe nucleul indolic în poziția 2 sau 3 cu radicali heterociclii sau aromatici pot să moduleze activitatea antiinflamatorie. Pe lăngă acestea, compușii triazolici pot fi implicați în tratamentul afecțiunilor inflamatorii. La fel și tiazolidionele și azetidinonele posedă o gamă largă de acțiuni biologice în funcție de structura în care apar aceste heterocicluri. De aceea, se consideră importantă sintetizarea de noi derivați indolici care să contină azetidinona sau tiazolidiona într-o singură moleculă în speranta că posedă o activitate antiinflmatorie mărită [12].

Primul compus sintetizat este 2-fenil-3-(4’,6’-dibromo-2-carboxifeniliminometil)-5-metoxi-indol (I). S-a obținut prin reacția dintre 3-carboxialdehida-5-metoxi-2-fenil indolul și acid 2,5 dibromo antranilic în etanol conținând căteva picături de acid acetic glacial și refluxare timp de 28 h, până când excesul de solvent s-a eliminat. Astfel, produsul obținut s-a filtrat, uscat și recristalizat din acetat de etil și se obține compusul I randamentul fiind de 72%.

Cel de al doilea compus sintetizat este 2-fenil-1-carboximetil-3-(4’,6’-dibromo-2-carboxi fenilimino-metil)-5-metoxi-indol. Acesta s-a format prin reacția dintre compusul I și cloracetat de etil, acetona anhidră și hidroxid de sodiu. Acest amestec se încălzește la reflux timp de 22 h. După răcire, solidul a fost spălat cu exces de apă și uscat, fiind din nou spălat cu etanol și recristalizat din etanol obținându-se compusul II cu un randament de 73% [12].

Pentru formarea compusului III se folosește compusul II și hidrazina în etanol și se refluxează timp de 20 h. După care este răcit și turnat peste gheată pisată, iar solidul separat este filtrat, spălat cu apă rece, uscat și recristalizat din acetat de etil. Compusul, obținut cu un randament de 60% este 2-fenil-1-(hidrazinocarbonilmetil)-3-(4’,6’-dibromo-2-carboxi fenilimino metil)-5-metoxi-indol [12].

La amestecul turnat pe gheață pentru obținerea compusului 7 ?? se adaugă hidroxid de potasiu în etanol anhidru, sulfură de carbon și se agită la temperatura camerei timp de 25 de ore. Produsul solid separat se filtrează și se spală cu eter urmând apoi să fie uscat. În continuare amestecul împreună cu hidrat de hidrazină este supus agitării magnetice, la cald timp de 4 ore, pănă la consumarea hidrogenului sulfurat. Mai departe este turnat pe gheața, iar compusul solidul separat se filtreaza, se spală cu apă, se usucă și se recristalizează din acid acetic. Astfel se obține compusul IV – 2-fenil-1-(4’-amino-5’-mercapto-[1’,2’,4’]-triazol-3’-metil)-3-(4”,6”-dibromo-2”-carboxifeniliminometil)-5-metoxi-indol, cu un randamentul de 60% [12].

Compusul V este 2-fenil-1-{4’-(benziliden-amino)-5’-mercapto-[1’,2’,4’]-triazol-3’-metil}-3-(4”,6”-dibromo-2”-carboxifeniliminometil)-5-metoxi-indol. S-a obținut prin tratarea unei soluții a compusului IV în metanol și refluxare timp de 11 ore, cu bezaldehidă si adaus de acid acetic glacial. Amestecul obținut se concentrează, se răcește și se toarnă pe gheață. Compusul obținut se filtrează și se recristalizează din etanol, randamentul reactiei fiind de 62% [12].

O soluție de clorură de cloroacetil în dioxan se adugă în picaturi timp de 2 ore la compusul V, sub agitare continuă timp de 4 ore. Apoi se răcește și se toarnă pe apă. S-a oțtinut un compusul VI, care s-a filtrat și spălat cu apă și apoi recristalizat din acetonă. Compusul obținut cu un randament de 54% este 2-fenil-1-{4’-(benziliden)-amino-5’-(2-tiocloroacetil)-[1’,2’,4’]-triazol-3’-metil}-3-(4”,6”-dibromo-2”-carboxifeniliminometil)-5-metoxi-indol [12].

Compusul VI servește la sintetizarea compusului VII. El va reacționa cu tioureea în alcool absolut, la cald și apoi refluxare timp de 14 ore. Amestecul acid este saturat cu o soluție de NaHCO3, pentru a elibera baza și a o putea extrage în clorura de metilen. Produdul de reacție este uscat, apoi recristalizat din etanol. Compusul VII obținut cu un randament de 45%, este 2-fenil-1-{4’-(benziliden)-amino-5’-(2-aminotiazol-4-tio)-[1’,2’,4’]-triazol-3’-metil}-3-(4”,6”-dibromo-2”-carboxi feniliminometil)-5-metoxi-indol [12].

Fig 1.5 Sinteza compusilor I-VII [12].

Reactanți și condiții de reacție: 1. Etanol si acid acetic glacial; 2. ClCH2COOC2H5, acetona si NaOH; 3. NH2NH2 . H2O; 4. CS2/ KOH si NH2NH2 . H2O; 5. (C6H4)R’CHO; 6. ClCH2COCl si Et3N; 7. HSCH2COOH si ZnCl2.

Acești compuși pot sta la baza obținerii de noi molecule, prin folosirea de reactivi care conduc la introducerea antiinflamatorie și analgezică dintre toti compușii [12].

Toți acești noi compuși au fost testați in vivo pentru evaluarea proprietaților antiinflamatoare și analgezice, folosind tesutul t-student. Pentru studiul acțiunii antiinflamatoare și analgezice s-au administrat p.o 50 mg/kg de substanță la șoareci sau șobolani. Rezultatele obținute variază, astfel eficacitatea efectului antiinflamator este cuprinsă între 9.3-33.9%, iar cel analgezic 6.4-36.2% și se constată faptul că un derivat al compusul VII are cea mai bună activitate antiinflamatorie și analgezică. Natura substituientului R, din poziția 2 a nucleului indolic, influențează acțiunea analgezică și antiinflamatoare.

De exemplu 2-(4-clorofenil)-1-{4’-(4-clorobenziliden)-amino-5’-(2-aminotiazol-4-tio)-1’,2’,4’]-triazol-3’-metil}-3-(4”,6”-dibromo-2”-carboxifeniliminometil)-5-metoxi-indol se obține prin metoda aplicată la sinteza compusului VII. El reprezintă compusul cu cea mai mare activitate.

R este un nucleu benzenic substituit cu halogen efectele sunt crescute, cel mai activ compus s-a dovedit cel în care nucleul benzenic este substituit cu clor [12]. În tabelul de mai jos sunt reprezentate rezultatele studiului efectuat, în urmă căruia s-a determinat capacitatea antiinflamatorie, analgezică, ulcerogenică și toxicitatea compușilor sintetizați, folosind ca substanță martor fenilbutazona, respectiv indometacinul [12].

Tabelul II. Efectele compușilor I-VII

În urma studiului s-a constatat faptul că acești compuși pot avea o acțiune antiinflamatoare și analgezică superioară fenilbutazonei, dar inferioară indometacinului.

Alți compuși au fost sintetizați si testați in vitro pentru acțiunea lor antiinflamatoare si analgezică. Primul compus sintetizat este 2-(p-clorofenil)-1-[4-(2-(p-clorofenil)-4-oxo-tiazolidin-3]-5-mercapto[1,2,4]-triazol-3-metil]-3[4,6-dibromo-2-carboxifenil iminometil]-5-metoxindol care are acțiune antiinflamatorie și analgezică, observată la cele la 3 doze testate 25, 50 și 100 mg/kg p.o [1].

R= aminoclorobenziliden

Al doilea compus este un inhibitor al izoenzimei COX-2 [1].

Acid [2-(3-oxo-3,4-dihidro-2H-benzo[1,4]oxazin-6-carbonil)-1Hindol-3] acetic

Al treilea compus prezintă tot acțiune antiinflamatoare și este 2-(1H-indol-3)-6-metoxi-4-pentilpiperidina-3,5-dicarbonitril [1].

Al patrulea compus are acțiune analgezică. Majoritatea compușilor care au două grupări hidroxil sau o grupă metoxi, pe nucleul benzenic, au prezentat o acțiune analgezică [1].

Amida acidului 2-metil-1H-indole-3-carboxilic cu [2-fenil-4-oxo-tiazolidin-3]amida

R= alchil, ARIL sau heteroARIL

Compuși indolici activi pe recetorii serotoninergici

Transimisia serotoninergica

Acțiune

Serotonina a fost identificată în 1940 și a devenit un important obiect de studiu în jurul anului 1970, considerând-se la un moment dat ceva care “nu face nimic”. Este total sintetizată în 1950. Ulterior s-a descoperit faptul că este asociată cu anxietate, depresie, schizofrenie, abuz de drog, somn, vise, activitate halucinogena, dureri de cap, boli cardiovasculare și în controlul apetitului. Structura similară a serotoninei cu cea a LSD-ului (dietilamida acidului lisergic-puternic halucinogen) recent descoperite a intrigat investigatorii. Această observație a dus la presupunerea faptului că serotonina (5HT) s-ar putea să fie implicată în mecanismul de acțiune al substanțelor psihotice și ar putea avea un rol important în diferite boli mentale [3].

În urmatorul tabel sunt trecute indicațiile și cererile de tratament pentru medicamentele serotoninergice [3].

Tabel III. Afecțiuni

Transportorul serotoninei este localizat în membrana neuronilor presinaptici și prezintă un rol important în transmisia serotoninergică. Recaptarea serotoninei din fanta în neuronul pre-sinaptic la nivelul terminatiilor nervoase are loc cu ajutorul transportorului SERT. Acesta este corelat cu transportorii dopaminei și noradrenalinei (DAT și respectiv NET) și sunt localizați în zona limbică. Ei sunt implicați în stările emoționale, dispoziție și reprezintă obiective importante pentru substanțe folosite terapeutic, dar și pentru cele care se consideră a fi folosite în mod ilicit. Compușii care acționeaza pe SERT se împart în doua clase de medicamente antidepresive și anume: antidepresivele triciclice și inhibitori selectivi ai recaptării serotoninei (ISRS) – și drogurile ilicite ca și cocaina sau amfetamina, incluzând 3,4-metilen-dioxi-N-metamfetamina (MDMA, cunoscut ca și “ecstasy”) [13].

Biosinteza și Catabolism

Serotonina are ca și precursor α-triptofan. Neuronii serotoninergici conțin triptofan hidrolaza care transformă triptofanul la 5-hidroxitriptofan care sub acțiunea 5 HTP decarboxilaza trece în 5-HT. Ultima enzima este de asemenea responsabilă de conversia L-DOPA la dopamină. Metabolizarea 5-HT este reprezentată de o dezaminare oxidativă de către MAOA. 5-hidroxindol-3-acetaldehida este redusă la 5-hidroxitriptofol (~15%) sau oxidată la 5-hidroxindol-3-acetic (~85) și acetilată de 5-HT acetiltransferaza la N-acetil serotonina în epifiza. Ultimul compus suferă o reacție de metilare de către 5-hidroxindol-O-metiltransferaza obținându-se melatonina [3].

Fiecare pas din biosinteza, metabolizarea și funcțiunea serotoninei reprezintă un obiectiv teoretic în ceea ce privește manipularea drogurilor. Depleția de triptofan reduce cantitatea de serotonina și implicit cantitatea crescută a acestuia determină o creștere a neurotransmițătorului. Pentru folosirea în terapie ne intereseaza receptorii postsinaptici, ai recaptări, mecanisme și metabolism. Inhibitorii de MAO au folosit din 1960 ca și antidepresiv. O problemă asociată multor inhibitoare de MAO este aceea că nu sunt selective. Acestea pot să interfere cu metabolismul altor neurotransmițători, cu aminele găsite în diferite măncăruri și administrarea exogenă de compuși aminici folosiți ca medicamente [3].

Fig 2.1 Obținerea si metabolizarea serotoninei

Compuși indolici care acționează pe receptorii serotoninergici

Au fost identificate 7 familii de receptori ( 5 HT1- 5 HT7) care la răndul lor sunt împarțiți în subfamilii. Ei au fost numerotați în ordinea descoperirii, prin urmare mai bine studiați sunt receptorii 5 HT1 decât 5HT2 de exemplu. Toți receptorii 5 HT1 exercită o mare afinitate pentru 5-carboxamidatriptamina (5-CT), cu excepția 5 HT1E [3].

Tabelul IV. Receptori i serotoninergici

Derivați indolici de sinteză indicați în terapia migrenei

Migrena este o tulburare neurovasculară, caracterizată printr-o durere de cap severă și unilaterală și este asociată cu anorexie, greată, vomă sau fotofobie. Există două tipuri de migrene: cu aură și fără aură însoțite de durere. Fiziopatologia migrenei nu este complet elucidată, este acceptat faptul că sindromul neurovascular activează sistemul vascular-trigemen. În timpul migrenei au loc schimbări în ceea ce privește permeabiliatea membranei hemato-encefalice, prin urmare au fost introduși în terapie compuși cu o lipofilie marită. Migrena cuprinde mai multe etape și anume: etapa declanșatoare, etapa aurei și etapa apariției durerii. În etapa declansatoare pacienții pot să prezinte unele simptome care anuntă apariția migrenei. Ei se pot simți obosiți, deprimați și având poftă pentru anumite alimente. Aceste simptome arată activarea hipotalamusului, iar în atacurile spontane se activează trunchiul cerebral, astfel fiind considerat punctul declanșator al migrenei. Faza de aură se întalnește la aproximativ 15-30% dintre pacienți și durează între 5 și 60 de minute înainte de debutul durerii. Mecanismul prin care faza de aura trece în faza de durere sau declanșarea migrenei fără aura ramâne să fie stabilit [17].

Tratamentul medicamentos în migrene poate fi împărțit in două categorii: unul pentru tratarea atacului migrenei (antimigrenoase acute-ex. derivații de ergot, triptani), iar celălalt pentru prevenție (medicamente profilactice-ex. unele antiepileptice, blocanți ai receptorilor beta-adrenergici). Toti pacienții au nevoie de tratament pentru a împiedica atacul migrenei (tratament acut), însă doar pacienții care suferă frecvente de crize migrenoase li se asociază tratamentului acut și un tratament profilactic. Tratamentul profilactic se ia zilnic, în scopul reducerii severității și a numărului de migrene [17].

Triptanii reprezintă o clasă importantă pentru tratamentul acut al migrenei. Primul compus introdus în terapie a fost sumatriptanul și ulterior au apărut alți compuși cu o lipofilie superioară, zolmitriptan sau rizatriptan. Lipofilicitatea lor nu arată o creștere deosebită a efectului față de sumatriptan. În general, noii triptani au o biodisponibilitate orală mai bună și o durată a efctului mai mare. Triptanii acționează și pe receptorii 5-HT1F , iar agoniștii acestora sunt eficienți în tratamentul migrenei. Nu se știe exact care dintre receptorii 5-HT1F sau 5-HT1D sunt mai importanți pentru tratamentul acestei afectiuni. Modul de administrare al triptanilor se face la începutul apariției migrenei, atunci când intensitatea durerii este încă ușoară, iar din cauza efectului vasoconstrictor pe care îl produc trebuie administrat cu precauție la pacienții cu tulburări cardio-vasculare. Triptanii prezintă numeroase interacțiuni medicamentoase și anume: naratriptanul, rizatriptanul, almotriptanul și inhibitorii de MAO; rizatriptanul și propranolol sau zolmitriptanul și cimetidina [3,17].

Sinteza clorhidratului de naratriptan pornește de la 5-bromoindolul (1) și N-metil-4-piperidona (2), reacția are loc în mediu alcoolic în prezența KOH. Compusul (3) obținut este supus unei reacții de reducere a dublei legături cu PtO2. Produsul (4) se tratează cu N-metiletensulfonamida în prezentă Pd(OAc)2 și trifenilfosfina, obținându-se compusul (5). Clorhidratul de naratriptan rezultă în urma reducerii legăturii duble din compusul (5) și apoi tratării cu acid clorhidric. Succesiunea de reacții este reprezentat în schema de mai jos [18]:

Fig 2.2 Obținerea naratriptanului

În tabelul de mai jos sunt reprezentate produsele cu triptani care se găsesc la noi în țară:

Tabelul V. Produse comerciale [10]

Sinteza unei serii de compuși cu nucleu indolic care acționează pe receptorul 5-HT6

Având ca și schelet de bază nucleul indolic s-au realizat o serie de modulări structurale care au arătat pozițiile și tipurile de substituții favorabile pentru a se obține un compus cu acțiune agonistă pe recptorii 5-HT6.

Astfel, s-a demonstrat că poziția 2 a nucleului indolic poate fi alchilată generând noi compuși agoniști (ex 1). Apoi au fost decoperiți compușii în care alchilarea se face cu un substituent aril (ex 2). Prin urmare, s-a constatat că receptorii 5-HT6 pot avea ca și liganzi adiționa compuși care conține și alte tipuri de substituienți la N1 și în poziția 5, iar gruparea aminică poate fi substituită cu un rest etil. De asemnenea, gruparea amino poate fi încorporată într-un nucleu, cum ar fi piperidina sau pirolidina, dar care scad proprietățile agoniste. Cercetări mai recente au demonstrat că 5-cloro-2-metil-3-(1,2,3,6-tetrahidropiridin-4-metil)-1H-indolul (3) prezintă o acțiune antagonistă crescută. Acest compus are o selectivitate bună pe toți receptorii serotoninergici, excepție 5-HT3. Este primul compus agonist care nu are în structura sa o catenă laterală etil-aminică. În cercetările realizate pe șoareci s-a demonstrat că prezintă efecte antidepresive și anxiolitice [15].

Și alte modulări structurale realizate pe nucleul de bază, pot să ducă la obținerea de compuși agoniși, de exemplu subtituirea nucleului indolic, în poziția 3 cu un nucleu piperidinic sau tetrhidropiridinic (ex. 3-6). Legarea nucleu tetrahidropiridinic (3-5), se poate face în poziția 3 sau 4 rezultând compuși cu acțiune agonistă parțială, spre deosebire de analogul saturat care prezintă o activitate agonistă totală (6). Introducerea unei grupe benzen sulfonice la N1 conevertește acțiunea agonistă a compusului 3 la antagonistă. Prin urmare, adiționarea grupărilor alchil (metil sau etil) determină păstrarea funcției agoniste, pe când grupările mari scad afinitatea față de receptor și activitatea intrisecă a compusului. În poziția 5 a nucleului indolic, doar grupele metoxi și clor au fost testate. S-a constat că derivatul cu clor este mai potent [15].

În concluzie, pentru a prezenta proprietațile agoniste pe receptorii 5-HT6 sunt necesare a fi respectate anumite cerințe, cum ar fi: N să fie nesubstituit, o grupare metil sau etil in poziția 2 și un halogen (flour, clor, brom) în poziția 5 a nucleului indolic [15].

Sinteza unor derivați aril sulfonici cu acțiune antagonistă pe receptorul 5-HT6

Sinteza compusilor antagoniști pe receptorul 5 HT6 pornește de la reacția dintre 2-metilindol-3carboxaldehida și 1-amino-4-metil piperazinașsi și s-a încercat optimizarea condițiilor de reacție. Toate reacțiile au loc în prezență de acid acetic (catalizator), diferite temperaturi și mediu anhidru. Izolarea produșilor se face prin refluxare timp de 12-14 h în etanol anhidru și cu un randament bun (60-70%). S-a observat faptul că prin înlocuirea etanolul cu dimetilformamida în mediu anhidru se obține un randament mai crescut (85-90%), dar este nevoie de un timp mai mare la refulxare 20-22 de ore [15].

Fig 2.3 Sinteza compușilor antagoniști pe receptorii 5HT6

Compușii care conțin în structura lor nucleul indolic și piperazinic sunt cei mai cercetați liganzi pentru receptorul 5-HT6. Cerințele pentru acești compuși sunt: prezența unui nucleu central aromatic sau heteroaromatic legat de o componentă capabilă de a se încărca pozitiv (piperazina) și gruparea sulfonil atașate de o grupă hidrofobă. Grupările sulfonice și cele capabile de protonare în mediul biologic sunt necesare pentru activitate, prin urmare indolul are rolul de schelet de bază pentru aceste grupări și pentru a le orienta benefic în interacțiunea cu situsurile active ale receptorului. Gruparea aril sulfonică poate fi înlocuită cu benzen sau naftalina. Natura substituenților de pe aril pot influența considerabil activitatea. De exemplu halogenii, grupările nitro sau metoxi cresc activitatea, pe cănd grupările alchil scad activitatea [15].

Compuși indolici cu diferite proprietăți biologice

Compuși inhibitori ai reninei

Hipertensiunea arterială este unul dintre factorii care determină creșterea mortalității prin afecțiuni cardiovasculare. Menținerea tensiunii arteriale în limita valorilor normale poate contribui la reducerea considerabilă a riscului de infarct miocardic, insuficiență cardiacă și boli renale. Cu toate acestea, aporximativ 70% dintre pacientii cu hipertensiune arterială nu reușesc să atingă valorile țintă [19]. Unii dintre ei nu răspund eficient la tratamentul complex care le este prescris, de aceea cercetările în acest domeniu continuă [19].

Sistemul renina-angiotensina este implicat în reglarea tensiunii arteriale și a electroliților. Se activează în caz de hipotensiune, scăderea volumului circulant sau a concentrației de sodiu. În urma activării se eliberează renina aspart-proteaza care determină transformarea angiotensinogenului în angiotensina I. Inhibarea acestei etape reprezintă o strategie foarte bună în tratamentul hipertensiunii arteriale [19].

În terapie s-a introdus Aliskiren, Remikiren sau Zankiren. Aceștia prezintă o biodisponibiliatea orala scăzută, de aceea se încearcă descoperirea altor compuși. Pe baza rezultatelor obținute în cadrul cercetărilor relațiilor structură-activitate, în seria derivații de indol-3-carboxamidă, s-a putut obține o structură de bază pe care s-au realizat apoi o serie de modulări structurale [19].

Asfel, în urma unor studii asupra aspart-proteazei s-a constatat că nucleul piperazinic, situate în apropierea resturilor de aspartat cu rol catalitic, poate fi implicat în formarea de legături de hidrogen. Piperazina (amina care se poate protonata la pH-ul fiziologic) formează legături de hidrogen cu acizii carboxilici din aspartat și prezintă compusul cu activitatea cea mai mare. Substituenții fenoxi și benzil se localizează în buzunarul hidrofob. Acești substituenți aromatici prezintă un aranjament optim pentru a forma interactiuni π-π cu nucleele aromatice din constituția enzimei, iar activiate cea mai mare o prezintă compusul cu radicalul fenoxi. Acest rezultat este explicat de conformația pe care o prezintă compusul ca urmare a unui probabil efect respingător între atomul de oxigen din grupa carbonil și cel din grupa fenoxi[19].

În schema urmatoarea sunt reprezentați derivații de indol-3-carboxamida [19].

Derivați indolici inhibitori ai acetilcolinesterazei

Inhibitorii acetilcolinesterazei reprezintă principală clasă de medicamente utilizată în terapia bolii Alzheimer. Datele statistice prezintă concluzii îngrijorătoare, numărul pacienților diagnosticați cu acestă afecțiune crește an de an. Boala Alzheimer reprezintă o afecțiune degenerativă a sistemului nervos central și se caracterizează prin senilitate prematură. La nivelul creierului există o pierdere a neuronilor colinergici, mai exact în regiunile în care sunt mediate funcțiile de memorare și învățare [20,21,22].

Au fost studiați compuși indolici simpli cu grupări metoxi, carboxil sau hidroxil în pozițiile 4-7. S-a constat că subtituția cu grupări donoare sau acceptoare de electroni pe nucleu determină un efect slab al inhibarii enzimei (<20%). Se presupune că moleculele sunt prea mici și nu au lipofilia necesară de a trece bariera hematoencefalică. Rezultate nesatisfăcătoare s-au obținut și atunci când s-au introdus substituenți suplimentari în poziția 2 a nucleului indolic. Chiar și introducerea unui substituent mai mare în poziția 2 și a grupei metoxi în poziția 5, tot nu ar crește activitatea inhibitorie comparativ cu a derivatului 5-metoxindol [21].

Compușii care inhibă acetilcolinesteraza și sunt utilizați în terapia bolii Alzheimer, tacrina, galantamina, donepezilul și rivastigmina nu aduc beneficiile terapeutice așteptate. Prin urmare s-a încercat sinteza unor noi compuși indolici inhibitori ai enzimei prin modificări structurale ale moleculei de donepezil. Noi derivați s-au sintetizat utilizând radicalul indol ca și un substituent bioisosteric a radicalului indanona din donepezil și incluzând gruparea acetamida ca un spațier, fiind important în acțiunea inhibitorie a enzimei.

Pentru obținerea acestor compuși derivatul indolic (1) este tratat cu clorura acidului monocloracetic, intermediarul rezultat (2) este tratat cu piperazină sau piperidină substituită. Etapele ce au loc pentru obținerea compușilor sunt reprezentați în figura următoare [20,22].

Fig 3.1 Sinteza compușilor indolici cu acțiune inhibitory

asupra acetilcolinesterazei

Derivați indolici utilizați în boala Parkinson

Boala Parkinson este o afecțiune caracterizată prin degenerarea neuronilor dopaminergici. Depleția dopaminei este responsabilă pentru simptomele caracteristice ale bolii și anume: bradikinezie, rigiditate, hipokinezia si a altor efecte extrapiramidale. Monoamin oxiadaza A si B sunt implicate în degradarea metabolică a dopaminei la nivelul creierului, prin urmare inhibitorii acestei enzime pot fi folosiți în tratamentul bolii Parkinson [23].

Izoenzimele MAO A si B prezintă substratuturi specifice diferite, sensibilitate față de inhibitori și secvențe de aminoacizi de asemenea diferite. MAO-A oxidează preferențial noradrenalina si serotonina, iar MAO-B acționeză preferențial pe dopamină. Forma predominantă a enzimei prezentă în creierul uman este MAO-B. S-a demonstrat faptul că activitatea enzimei crește pe masura înaintării în vârstă. Pentru ca MAO-B este localizată în celule gliale, aceasta se poate datora gliozei asociate cu îmbătrânirea. Glioza este o reacție a țesutului cerebral la leziunea de orice natură, constând în proliferarea astrocitelor și care în final rezultă cu formarea cicatricei gliale. De cele mai multe ori glioza este o consecință a leziunilor cerebrale traumatice, ischemice, tumorale și neurodegenerative. Glioza este analogul reacției sistemice de apărare-fibroza. MAO-B este de asemnea implicat în formarea radicalilor liberi și a altor specii neurotoxice. Prin urmare, compușii inhibitori, selectivi și reversibili ai enzimei nu se bazează doar pe capacitatea de a crește cantitatea de dopamină (efecte simptomatice) și pe abilitatea lor de încetini progresia boli Parkinson (efecte neuroprotectoare) [22,23,24].

Inhibarea ireversibila a enzimei prezintă dezavantaje pentru că recuperarea acesteia presuspune sinteza unei noi enzime și atunci este posibilă pierderea selectivității ca rezultat a administrărilor repetate și o inhibare care nu este afectată de modificări ale concentrației substratului. Biosinteza enzimei, ca urmare a inhibării ireversibile este relativ înceată și diferă substanțial între țesuturi și specii. Inhibarea reversibilă prezintă numeroase avantaje; recuperarea enzimei se face imediat ce inhibitorul este eliminat din țesut, riscul de pierdere a selectivității este scăzut datorită timpului mic de acțiune al inhibitorului, iar în cazul unui inhibitor reversibil competitiv inhibiția este ușurată de concentrația crescută a substratului [23].

În tratamentul bolii Parkinson se utilizează deprenil sau rasagilina care inclusiv previn și tulburările neurodegenerative. Ambii compuși inhibă ireversibil enzima, prin urmare cercetările se orientează spre descoperirea și sinteza unor inhibitori reversibili [23].

Numeroase studii au arăta faptul că nucleul indolic poate fi o bază de la care să se sintetizeze noi inhibitori ireversibili de MAO. De exemplu, numeroși derivați de indol metilamina acționează ca și inhibitori ai enzimei. Substituirea C5 determină în general creșterea selectivității pe enzimele MAO. Un exemplu de substituent ar fi benziloxo (1). În acest studiu s-a evaluat posibilitatea ca derivații indolici să fie utilizați ca și inhibitori reversibili ai enzimei. În schema de mai jos este reprezentă sinteza unor compuși pornind de la 5-amino-2-metilindolul care reacționeaza cu un acid carboxilic în prezență de N-(3-dimetilaminopropil)-N’-etilcarbodimida (EDC) care este un agent deshidratant. Pentru obținerea compusilor 3 (V și VII) se schimbă agentul de deshidratare cu N-N’-diciclohexil carbodimida (DCC) [23].

Rezultatele studiilor arată faptul că toti derivații sunt inhibitori ai izoenzimelor MAO, cu excepția compusului 3- IV. Substituția cu clor la C5 din nucleul indolic sporește activitatea inhibitorie asupra enzimei. Cel mai selectiv compus este 3-II și acționeaza pe MAO-B ceea ce îl face să devină un compus care să dezvolte alți inhibitori reversibili de MAO-B. În a doua serie, compusul 3-VII este cel mai potent și cel mai selectiv inhibitor. Prin urmare, se poate concluziona fapul că un atom de clor pe nucleul fenil crește afinitatea față de enzima. Compusul 3-VII s-a dovedit a fi selectiv pe izoenzima MAO-A, prin urmare compușii care conțin o grupă pozitivă pot să fie selectivi pe MAO-A. Compusul 3-V este un inhibitor mai slab decât 3-I, prin urmare subtituirea cu fenil determină o inhibare mai mare față de substituirea cu ciclohexil. De asemenea, inhibarea compusului 6-VI susține propunerea că lanțurile laterale cu grad relativ mare de lipofile îmbunătățeste afinitatea inhibitorilor pentru izoenzimele MAO [23].

Derivați indolici cu posibile efecte neuroprotectoare în tratamentul bolilor neurodegenerative

Glutamatul reprezintă neurotransmițătorul cel mai abundent de la nivelul creierului și prezintă un rol important în plasticitatea sinaptică, învătare, memorare și în funcțiile cognitive. Printre receptorii glutamatului este și N-metil-D-aspartat (NMDA) care este implicat în mai multe afecțiuni neuro-degenerative (Alzheimer, Parkinson, Coreea Huntington sau scleroza laterală amiotrofică-se produc demielinizări ale substantei albe caracterizate prin atrofia membralor superioare). Activarea excesiva a acestor receptori duce la numeroase consecinte, cum ar fi acumularea mare de calciu care duce la apoptoza celulară sau generarea de radicali liberi care pot produce distrugerea proteinelor, lipidelor, carbohidrati și a funcțiilor celulare etc. Prin urmare antioxidanții pot fi utilizați ca și agenți protectori în excitotoxicitate [25].

S-a încercat descoperirea unor compuși neuroprotectori având ca și nucleu de bază indolul și care să acționeze selectiv pe receptorul NMDA. S-a utilizat hidroxindolul pentru proprietățile sale antioxidante formând-se 3,4-dihidroxi-N-[1-[2-(5-hidroxi-1H-indol-3-metil)-2-oxoetil]-piperidin-4-metil]benzamida (6).

În schema urmatoare este reprezentată obținerea compusului 6, un important antioxidant. În prima fază are loc formarea 5-(benziloxi)-1H-indolul (2) dintre 5-hidroxindolul (1) si bromura de benzil (I). Compusl 2 reacționează cu clorura de clor acetil (II) și se obtine 1-[5-(benziloxi)-N-piperidin-1H-indol-3-metil]-2-cloroetanona (3) care se tratează cu 3,4-bis(benziloxi)-N-piperidin-4-metil-benazamida (4) și formeaza compusul V care conține trei grupe benzil protejând indolul 1H-3-substiut. Reacția de cuplare are loc la reflux timp de 4,5 h în prezența N,N-diizopropiletilamina (III). Iar la final, în prezență de tribromura de bor (IV) se obține compusul 6 cu proprietăți antioxidante importante [25].

Fig 3.2 Sinteza compusului 6

Compuși indolici inhibitori ai fosfolipazei A2

Fosfolipaza A2α, una dintre cele 3 subtipuri ale fosfolipazei A2 (α, β si y) se consideră că ar avea un rol important în cascada acidului arahidonic și în biosinteza eicosanoizilor. Datorită faptului că este un furnizor de compuși pro-inflamatorii, a devenit un target pentru dezvoltarea de medicamente. Derivații indolici pot să inhibe activitatea acestei enzime si să reprezinte un potential terapeutic în controlul bolilor inflamatorii [29].

Concluzii

Nucleul indolic este un heterociclu prezent în numerose substanțe medicamentoase care prezintă efecte antiinflamatoare, antioxidante, analgezice, antitumorale, antivirale și antimicrobiene. Totodată, este utilizat ca punct de pornire în sinteza unor substanțe medicamentoase cu posibile noi aplicații terapeutice.

Compușii indolici cu acțiune antiinflamatoare și analgezică utilizați în terapie sunt reprezentați de indometacin și etodolac. Reacțiile adverse care însoțesc administrarea lor au condus la cercetări care să îmbunătățească complianța pacienților la terapie. Astfel, este propusă administrarea indometacinului alături de rebamipid, care are capacitatea de a proteja mucoasa gastro-duodenală. Cu scopul îmbunătățirii acțiunii antiinflamatoare și analgezice și reducerea reacțiilor adverse au fost sintetizate noi clase de compuși ce conțin în structura lor nucleul indolic. În urma testelor farmacologice s-a constatat că derivații indolici în care se asociază azetidinona sau tiazolidiona prezintă interes pentru continuarea cercetărilor.

Acțiunea agonistă asupra receptorilor serotoninergici a triptanilor a determinat utilizarea lor în crizele de migrenă. Pe nucleul indolic s-au efectuat o serie de modulări structurale care au condus la obținerea de compuși agoniști, respectiv antagoniști pe receptorii serotoninergici, care în funcție de rezultatele testelor farmacologice vor intra și în studiile clinice.

Posibilitatea aplicării noilor compuși indolici în terapia bolilor neurodegenerative se explică prin acțiunea pe receptorii NMDA.

Datorită capacității de inhibare a unor enzime ca MAO, acetilcolinesteraza, compușii indolici ar putea fi utilizați în boala Alzheimer sau Parkinson, iar prin inhibarea activității reninei în hipertensiune arterială.

Nucleul indolic este un șamblon unic la care îi sunt asociate numeroase acțiuni biologice importante. Datorită acestora, derivații de indol reprezintă un mare interes pentru cercetare.

Bibliografie

Kumar Lalit, Bala Shashi, Jeet Kamal. “ The Diverse Pharmacological Importance of Indole Derivates; A Review”, International Journal of Research in Pharmacy and Science, 2012, 2(2), 23-33;

Blesse Priyanka. K, Maharaj. Pogula, Suresh. S, K. Thirupathi, Sammaiah. G. “Synthesis and Characterization of New Indole derivatives for Analgesic Activity”, International Journal of Research in Pharmacy and Science, Vol 4, Suppl 5, 2012’

Thomas L. Lemke, David A. Wiliams, Victoria F. Roche, S. William Zito. “Foye’s Principles of Medicinal Chemistry, Sisth Edition, 2008, 954-1025;

Gael Abou, Ihab M. Usta, Auwar H. Nassar; Indomethacin in Pregnacy Alications and Safety, 2012, 175-186;

Divij Mehta and DB Bhargava, “Non-Steroidal Anti-inflammatory Drugs and Gastrointestinal toxicity”, Apollo Medicine, Vol 7, No 4, December 2010;

Nageswaran Sivalingam, Suresh Pichandi, aaron Chapla, Asha Dinakaran, Molly Jacob. “ Zinc protects against indomethacin-induced damage in the rat small intestine”, European Journal of Pharmacology 654, 2011, 106-116;

Tetsuya Tanigawa, Toshio Watanabe, Koji Otani, Yuji Nadatani, Fumikazu Ohkawa, mitsue Sogawa, Hirokazu Yamagami, Masatsugu Shiba, Kenji Watanabe, Kazunari Tominaga, Yasuhiro Fujiwara, koji Takeuchi, Tetsuo Arakawa, “ Rebamipede inhibits indomethacin-induced small intestinal injury: Pssible involvemne of intestinal microbiota modulation by upregulation of α-defensis 5, European Journal of Pharmacolgy 704, 2013, 64-69;

Medscape.com/viewarticle/781948

Vladimira Vuletic, Ines Drenjancevic, Dario Rahelic, Vida demarin. “Effect of indomethacin on cerebrovascular with type 2 diabetes mellitus”, Diabetes research and clinical practice, 2013;

Morsed A. Chowdhury, Zhangjian Huang, Khaled R. A. Abdellatif, Ying Dong, Gang Yu, Carlos A. Velazquez, Edward E. Knaus. Synthesis and biological evalution of indomethacin analogs possessing a N-difluoromethyl-1,2-dihydropyrid-2-one ring system: A search for novel cyclooxygenase and lipoxygenase inhibitors”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 20, 2010, 5776-5780;

www.anm.ro. Nomenclator-rezumatul caracteristicelor produsului.

Trilok Chandra, Neha Garg and Ashok Kumar. “ Synthesis and Anti-inflammatory Activity of Indole Derivatives”, International Journal of ChemTech Research, Vol 2, No2, 762-773, April-june 2010;

Mari Gabrielsen, Aina Westrheim Ravna, Kurt Kristiansen, Ingebrigt Sylte, “ Substrate binding and translocation of the serotonin transporter studied by docking and molecular dynamics simulations”, J Mol Model, 2012, 745-946;

Cecilia Mattsson, Clas Sonesson, Anna Sandahl, Hartmut E. Greiner, Michael Gassen, Jork Plaschke, Joachim Leibrock, Henning Bottcher. “ 2- Alkyl-3-(1,2,3,6-tetrahydropyridin-4-yl)-1H-indoles as novel 5-HT6 receptor agonist’, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 15, 2005, 4230-4234;

Faisal Hayat, Sungjin Cho, Hywhon Rhim, Amboly Nath Indu Viswanath, Ae Nim Pae, Jae Yeol Lee, Dong Joon Choo, Hea-Young Park Choo, “ Design and synthesis of novel of 5- HT6 receptor ligands having indole, a central aromatic core and 1-amino-4methyl piperazine as apositive ionizable group”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2013, 651-724;

Cecilia Mattsson, Peder Svensson, Henning Boettcher, Clas Sonesson, “ Structure- activity relationship of 5-chloro-2methyl-3-(1,2,3,6-teyrahydropyridin-4-yl)-1H-indole analogues as 5-HT6 receptor agonist”, European Journal of Medicinal Chemistry 63, 2013, 578-588;

Saurabh Gupta, Carlos M. Villalon, “ The relevance of preclinical research models for the development of antimigraine drugs: Focus on 5-HT1B/1D and CGRP receptors”, Pharmacology & Therapeutics 128, 2010, 170-190;

Nellisara D Shashikumar, Ganga Naika Krishnamurty, Halehatti S Bhojya Nai, “An expeditious synthesis of 5-bromo-3(1- metil-1,2,3,6-tetrahydropyridin-4-yl)-1H-indole”, Journal of Pharmacy Research, 2011, 4(7), 2168-2169;

Bodo Scheiper, Hans Matter, Henning Steinhagen, Ulrich Stilz, Zsolt Bocskei, Valerie Fleury, Gary McCort, “Dicovery And optimization of a new class of potentt and non-chiral indole-3-carboxamide-based renin inhibitors”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 20, 2010, 6269-6272;

Mohamed M Ismail, Mona M. Kamel, Lamia W. Mohamed, Samar I. Faggal, “Synthesis of New Indole Derivatives Structurally related to donepezil and Their Biological Evalution as Acetylcholinesterase Inhibitors”, Molecules 2012, 17, 4811-4823;

Nantaka Khorana, Kanokwan Changwichit, Kornkanok Ingkaninan, Maleeruk Utsintong, “Prospective acetylcolinesterase inhibitory activity of indole and its analogs”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 22, 2012, 2885-2888;

Abdelouahid Samadi, Cristobal de los Rios, Irene Bolea, Mourad Chioua, Isabel Iriepa, Ignacio Moraleda, Manuela bartolini, Vincenza Andrisano, Enrique Galvez, Carolina Valderas, Mercedes Unzeta, Jose Marco-Contelles, “ Multipotent MAO and cholinesterase inhibitors for the treatment of Alzheimer’s disease: Synthesis, pharmacological analysis and molecular modeling of heterocyclic substituted alkyl and cycloalkyl propargyl amine”, European Journal of Medicinal Chemistry 52, 2012, 251-262;

Louis H.A. Prins, Jacobus P. Petzer, Sarel F. Malan, Inhibition of monoamine oxidase by indole and benzofuran derivatives. European Journal of Medicinal Chemistry 45, 2010, 4458-4466;

ainmd.org/index/glioza/0-54#.UFYhx92OFPM

Maria Rosa Buemi, Laura De luca, Alba Chimirri, Stefania Ferro, Rosaria Gitto, Julio Alvarez-Builla, Eamon Alajarin,” Indole derivatives as dual-effective agents for the treatment of neurodegenerative disease: Synthesis, biological evalution, and molecular modeling studies”, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 21, 2013, 4575-4580;

Amrita Dwivedi, Ajeet Singh, A.K. Srivastava, “Quantitative structure-activity relationship based modeling of substituted indole Schiff bases as inhibitor of COX-2”, Journal of Saudi Chemical Society, 2013;

Xiaoquan Lu, Dongquin Ji, Jing Chen, Xibin Zhou, Haicai Shi, “ Study of indole derivative inhibitors of cytosolic phospholipase A2α based in Quantitative Structure Activity Relantionship”, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 114, 2012, 1-9.