AN EVALUATION OF ANTIPYRETIC ACTIVITY OF NEW DERIVATIVES OF CONDENSED 3-AMINOTHIENO[2,3-B]PYRIDINES AND 1,4-DIHYDROPYRIDINES

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.132.91
Issue: № 6 (132), 2023
Suggested:
02.05.2023
Accepted:
06.06.2023
Published:
16.06.2023
742
4
XML
PDF

Abstract

At the present time, the search of effective and safe drugs with antipyretic activity and analgesic properties is relevant due to the increasing incidence of acute viral infections and their complications. The aim of this work was to study in vivo the antipyretic properties of new cyanothioacetamide derivatives, the condensed 3-aminothieno[2,3-b]pyridines and 1,4-dihydropyridines in the classical "yeast fever" pharmacological test. Methods. Ten samples were selected from 340 new cyanothioacetamide derivatives obtained by multicomponent chemical synthesis at Research Laboratory "ChemEx" of Vladimir Dal Leningrad State University using the virtual bioscanning software Swiss Target Prediction. The compounds were injected intragastrically in a dose of 5 mg/kg 1.5 hours before yeast fever, i.e. before injection of a 20% suspension of baker's yeast. Results. Based on the established dynamics of changes in body temperature in rats during the simulation of a febrile reaction, the best result in terms of antipyretic activity was demonstrated by derivatives of condensed 3-aminothieno[2,3-b]pyridines and 1,4-dihydropyridines with code numbers AZ023, AZ420 and AZ383, as they surpassed sodium metamizole in their ability to reduce body temperature (by more than 1ºC) and duration of effect (over 6 hours). Conclusion. Three new cyanothioacetamide derivatives with high antipyretic activity have been found, which are promising for further preclinical studies.

1. Введение

Cреди наиболее часто встречающихся клинических синдромов, требующих от врача рационального и быстрого реагирования, находится лихорадочный и острый болевой синдромы. Такие состояния пациента способны сопровождать большинство заболеваний, часто являясь причиной обращения за помощью к врачу. Лихорадка, будучи неспецифической защитной реакцией организма и сложным многокомпонентным процессом, формируется вследствие воздействия экзо- и эндопирогенов

.

Лихорадка имеет определенные адаптивные эффекты: прямые и опосредованные бактериостатический и бактерицидный эффекты, потенцирование специфических и неспецифических факторов защиты, активацию неспецифической стресс-реакции. В диапазоне 39-40 °С достигаются бактериостатический и бактерицидный эффекты лихорадки подавлением деления и жизнедеятельности многих микроорганизмов. Обнаружение, инактивация/деструкция и элиминация чужеродных агентов инфекционного и неинфекционного происхождения обеспечивается повышением эффективности как неспецифических (лизоцима, факторов комплемента, ИФН, фагоцитоза, катионных белков и др.), так и специфических (синтез Ig, образование Т-лимфоцитов, их активация и др.) механизмов

,
.

Лихорадка способна приводить к биологически отрицательным эффектам. Микробные эндо- и экзотоксины, чужеродные белки и другие соединения могут вызывать иммунопатологические процессы (аллергические реакции, иммунодефициты, болезни иммунной аутоагрессии), а также биологически нецелесообразные реакции (артериальную гипер- или гипотензию, изменение чувствительности к нейромедиаторам и гормонам, повышение проницаемости стенки сосудов и др.)

,
.

К развитию патологических состояний может привести функциональная перегрузка органов и физиологических систем, непосредственно включающихся в механизм развития лихорадки. Таким образом, могут развиться коллапс, обморок или сердечная недостаточность при значительном повышении температуры тела, а также при её критическом падении; может нарушиться состояние системы гемостаза с развитием гиперкоагуляции белков крови, микротромбов и даже ДВС-синдрома при инфекционной лихорадке с гипогидратацией (например, при холере) или массированном гемолизе эритроцитов (при малярии). Возможно и опосредованное расстройство функций органов и систем, непосредственно не участвующих в реализации лихорадочной реакции (например, системы пищеварения, что сопровождается ухудшением аппетита, нарушениями пищеварения, всасывания питательных веществ и похуданием пациента; нервной системы, часто сопровождающееся головной болью, иногда судорогами и галлюцинациями, нарушением рефлексов). Таким образом, лихорадке свойственно оказывать как положительные, так и отрицательные реакции в организме

,
,
.

Лекарственные препараты из группы НПВС, наиболее часто применяемые с целью устранения лихорадочного синдрома, имеют ряд неблагоприятных действий, таких как ульцерогенность и гиперчувствительность; почечная недостаточность после длительного применения; нарушение функций ЦНС, печени и крови

,
,
,
. Именно поэтому актуальной проблемой современной фармакологии является поиск новых жаропонижающих средств с минимальным количеством побочных действий
,
.

Особый интерес для современных научных исследований представляют новые гетероциклические соединения из ряда производных цианотиоацетамида, поскольку цианотиоацетамид является легкодоступным и полифункциональным реагентом, широко применяемым в синтетической органической химии. Одним из важнейших направлений использования тиоамида является синтез широкого круга S,N-гетероциклических соединений, к значительным из которых следует отнести 3-цианопиридин-2(1Н)-тионы

,
,
,
.

Высокоперспективными в настоящее время для поиска новых высокоэффективных и безопасных лекарственных средств с разнообразными фармакодинамическими эффектами, включая анальгетический, являются производные цианотиоацетамида

. Изучая отдельные единичные публикации, установлено, что некоторым из них присуща высокая противовирусная активность, в частности, в отношении вирусов клещевого энцефалита и Повассан, и умеренная анти-ВИЧ-активность. Кроме того, отдельные соединения аналогичной химической структуры проявляют выраженные противовоспалительные и аналептические свойства
. Существенной особенностью производных цианотиоацетамида являются результаты проведенных исследования их острой пероральной токсичности in vivo, которые указывают на их низкую токсичность (4-5 класс токсичности).

 В связи с этим нами был осуществлен предварительный отбор из 340 синтезированных на базе НИЛ «ХимЭкс» ЛГУ им. Владимира Даля под руководством д.хим.н. проф. Кривоколыско С.Г. новых производных цианотиоацетамида образцов для экспериментов in vivo. Использованы on-line ресурсы: Online SMILES Translatorand Structure File Generator от U.S. National Cancer Institute, OPSIN: Open Parser for Systematic IUPAC nomenclature от University of Cambridge, Centre for Molecular Informatics для определения наиболее перспективных соединений с учетом предполагаемых биомишеней для фармакокоррекции болевого, воспалительного или лихорадочного синдромов

,
,
.

Общая схема синтеза вышеуказанных соединений представлена на рис. 1. Изначально дикетен 1 вводился в реакцию с 2,4-дихлоранилином 2, при этом с количественным выходом получен N-(2,4-дихлорфенил)ацетоацетамид 3. Последовательное взаимодействие цианотиоацетамида 4 с фурфуролом 5 и N-(2,4-дихлорфенил)ацетоацетамидом 3 в присутствии избытка N-метилморфолина (NMM) приводит к 6-метил-4-(2-фурил)-5-[(2,4-дихлорфенил)карбамоил]-3-циано-1,4-дигидропиридин-2-тиолату N-метилморфолиния 6. Реакция протекает как каскад процессов конденсации по Кнёвенагелю, присоединения по Михаэлю с последующей гетероциклизацией. S-Алкилирование полученного 3-циано-1,4-дигидропиридин-2-тиолата N-метилморфолиния 6 продуктами хлорацетилирования первичных ароматических аминов, N-замещенными α-хлорацетамидами 7, протекает в водном этаноле в присутствии эквимольного количества КОН по обычному механизму нуклеофильного замещения SN2 и дает целевые продукты, 2-метил-6-[(2-оксо-2-{ариламино}этил)тио]-4-(2-фурил)-N-(2,4-дихлорфенил)-5-циано-1,4-дигидропиридин-3-карбоксамиды

,
,
.

Общая схема получения исследуемых производных цианотиоацетамида

Рисунок 1 - Общая схема получения исследуемых производных цианотиоацетамида

В результате отобраны 10 образцов новых гетероциклических соединений, содержащих 3-аминотиено[2,3-b]пиридиновый и 1,4-дигидропиридиновый фрагменты, наиболее перспективных с учетом предполагаемых биомишеней для фармакокоррекции болевого синдрома in vivo. Соединения имеют такие лабораторные шифры: AZ023, AZ169, AZ213, AZ257, AZ331, AZ420, AZ383, AZ729, AU04271 и AU04288. Биомишенями для них по результатам предикторного анализа являются арахидонат-5-липоксигеназа, циклооксигеназа-2, фосфолипаза А2, фосфодиэстераза, простаноидные, соматостатиновые, аденозиновые и каннабиоидные рецепторы
.

Химические формулы новых гетероциклических соединений, отобранных таким образом, приведены ниже на рис. 2.

Химические формулы исследуемых производных конденсированных 3-аминотиено[2,3-b]пиридинов и1,4-дигидропиридинов

Рисунок 2 - Химические формулы исследуемых производных конденсированных 3-аминотиено[2,3-b]пиридинов и1,4-дигидропиридинов

2. Методы и принципы исследования

Эксперимент проведен на 130 белых беспородных крысах-самцах массой 250-280 грамм, полученных из вивария ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки» в осенне-зимний период в лаборатории кафедры фундаментальной и клинической фармакологии. Рандомизацию было решено проводить методом «конвертов». В данном эксперименте применялись группы, состоящие из 10 животных, которые были разделены на интактную, контрольную (крысы, которым вводили 2 мл 0,9% раствора натрия хлорида внутрижелудочно до моделирования теста), сравнения (референтную) (получавшие метамизол натрия) и 10 опытных групп, по количеству исследуемых новых производных конденсированных 3-аминотиено[2,3-b]пиридинов и 1,4-дигидропиридина

.

Настоящее экспериментальное исследование проводились в полном соответствии с приказом №199н (Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики) Минздрава РФ от 1.04.2016г. На протяжении времени исследования животные были под наблюдением в условиях свободного доступа к пище и воде, согласно ГОСТ 33044–2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики» (утвержден приказом Федерального агентства по техрегулированию и метрологии №1700-ст, от 20 ноября 2014 г.).

Проведенное исследование получило одобрение комиссии по биоэтике ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки» (Луганск, кв.50-летия Обороны Луганска, 1Г), протокол №6 от 01.11.2021г.

Антипиретическая активность выявлялась в процессе проведения исследования на модели «дрожжевой» лихорадки, которую удалось воспроизвести в экспериментальных условиях путем подкожного введения 20% суспензии пекарских дрожжей, руководствуясь рекомендациям по проведению доклинических исследований новых биологически активных веществ

,
. Ректальная температура измерялась электронным термометром до введения пиррогена, а также спустя 18 часов после его введения. Зафиксировав индукцию лихорадки, приступили к внутрижелудочному введению исследуемых веществ в дозировке 5 мг/кг. Оценка антипиретического эффекта проводилось спустя 2, 4, 6 и 8 часов, путем измерения ректальной температуры электронным термометром. Животным контрольной группы в эквивалентном количестве вводился 0,9% раствор натрия хлорида
,
. В роли «‎препарат сравнения»‎ для крыс референтной группы применялся метамизол натрия Анальгин (ОАО «Фармстандарт») в дозировке 7 мг/кг. Десять образцов оригинальных вновь синтезированных соединений вводили через желудочный зонд в дозе 5 мг/кг за 1,5 часа до моделирования в экспериментальных условиях лихорадочной реакции
.

Достоверность отличий между группами рассчитывали, используя непараметрический критерий Краскела-Уоллиса в сравнении с контрольной группой животных. Доля ложных отклонений гипотез (fdr) полученных доверительных вероятностей была определена с помощью метода Бенджамини-Хохберга. Для построения графиков и установления степени достоверности различий мы использовали язык R (версия 4.2.2), программы R-studio и R библиотеки ggstatsplot (версия 0.11.0) и ggpubr (версия 0.6.0).

3. Основные результаты и обсуждения

Результаты измерений температуры тела животных всех экспериментальных групп в начале опыта приведены на рис. 3. Как показали полученные данные, введение 20% взвеси пекарских дрожжей привело к стойкой лихорадке у крыс. Воссоздание в эксперименте «дрожжевой» лихорадки способствовало резкому росту температуры тела подопытных животных до значений 38,5-39,2°С. 

Температура тела крыс всех экспериментальных групп до введения пирогена

Рисунок 3 - Температура тела крыс всех экспериментальных групп до введения пирогена

Примечание: уровень статистической значимости указан в верхней части рисунка по сравнению с показателями контрольной группы

Данные измерения температуры тела крыс через 2 часа после индуцирования лихорадки приведены на рис. 4. Так, схожие с таковой в контрольной группе значения температуры (38,3°С) тела крыс нами зафиксированы у животных, получавших для фармакокоррекции лихорадочного синдрома новые гетероциклическое соединение с шифром AU04288 и AZ331.
Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 2 часа после введения пирогена

Рисунок 4 - Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 2 часа после введения пирогена

Примечание: уровень статистической значимости указан в верхней части рисунка по сравнению с показателями контрольной группы

Животные опытных групп, получавшие производное тиенопиридина с шифром AZ023 и 1,4-дигидропиридина с шифром AZ420 на раннем сроке имели температуру тела 37,25°С и 37,35°С соответственно, что почти на градус меньше, чем у крыс без фармакологической коррекции.

Сравнивая на диаграмме (рис. 5) значения температуры тела подопытных животных всех экспериментальных групп с контрольными значениями через 4 часа после индукции лихорадки, можно констатировать, что на этом сроке у восьми из десяти исследуемых новых гетероциклических соединений нами выявлены жаропонижающие свойства. Наиболее выраженная способность к уменьшению проявлений лихорадки обнаружена у производных дигидропиридина с шифрами AZ383 и AZ420, а также у деривата тиенопиридина с шифром AZ023, поскольку к этому сроку наблюдения температура тела животных снизилась до 37,15°С, 36,75°С и 36,8°С, соответственно.

Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 4 часа после введения пирогена

Рисунок 5 - Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 4 часа после введения пирогена

Примечание: уровень статистической значимости указан в верхней части рисунка по сравнению с показателями контрольной группы

Спустя 6 часов после индукции лихорадки ректальная температура крыс контрольной группы составляет 38,15 ºС (рис. 6). В группе сравнения зарегистрированы значение этого показателя на уровне 37,5 ºС. Эффективнее метамизола в условиях проводимого эксперимента оказались образцы новых органических соединений с шифрами AZ729, AZ023, AZ383 и AZ420.
Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 6 часов после введения пирогена

Рисунок 6 - Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 6 часов после введения пирогена

Примечание: уровень статистической значимости указан в верхней части рисунка по сравнению с показателями контрольной группы

Как видно из приведенных ниже на рис. 7 данных, через 8 часов после индукции лихорадка жаропонижающая активность препарата-сравнения снижается. Однако на этом сроке наблюдения восемь из исследуемых образцов новых дериватов тиенопиридинов и 1,4-дигидропиридинов проявляют антипиретическую активность. Максимально выраженными свойствами к устранению лихорадочного синдрома обладают производный тиенопиридина с шифром AZ023, а также дериваты дигидропиридина с лабораторными шифрами AZ420 и AZ383, поскольку крысы соответствующих опытных групп имели температуру тела на уровне таковой у животных интактной группы.
Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 8 часов после введения пирогена

Рисунок 7 - Температура тела крыс всех экспериментальных групп через 8 часов после введения пирогена

Примечание: уровень статистической значимости указан в верхней части рисунка по сравнению с показателями контрольной группы

В таблице 1 приведены основные показатели статистической обработки полученных данных (средние значения, доверительные вероятности). Нормальность распределения данных была удовлетворительной.

Таблица 1 - Показатели средних значений и доверительных вероятностей полученных в ходе эксперимента данных

 

До введения пирогена

Через 2 часа после введения пирогена

Через 4 часа после введения пирогена

Через 6 часов после введения пирогена

Через 8 часов после введения пирогена

Исследуемая группа животных

Среднее значение

Доверительные вероятности

Среднее значение

Доверительные вероятности

Среднее значение

Доверительные вероятности

Среднее значение

Доверительные вероятности

Среднее значение

Доверительные вероятности

Интактная

36,4

3,70E-04

36,42

1,47E-04

36,39

2,04E-04

36,31

1,51E-04

36,19

1,50E-04

Контроль

38,36

1

38,34

1

38,32

1

38,22

1

38,07

1

Анальгин

37,64

0,025083193

37,91

0,15928133

37,46

0,008926793

37,18

0,00497612

37,41

0,02777271

AZ383

37,66

0,025028058

37,42

0,008031598

37,32

0,003117462

37,09

4,80E-04

36,93

1,97E-04

AZ023

37,55

0,020603236

37,18

0,00357271

36,43

0,001132354

36,32

2,33E-04

36,21

1,54E-04

AZ420

37,54

0,016881711

37,47

0,004495125

36,96

0,002143451

36,56

2,02E-04

36,55

1,55E-04

AZ257

37,51

0,020747459

37,64

0,184716936

37,28

0,094801249

37,58

0,095177

37,14

0,01251135

AZ213

37,55

0,013696589

37,51

0,006441481

37,54

0,02303103

37,85

0,24008055

37,72

0,32319135

AZ331

37,83

0,093548113

38,18

0,647666357

37,9

0,196052754

37,55

0,01875025

37,34

0,01866076

AZ729

37,25

0,016964913

37,57

0,013911343

37,46

0,007984101

37,38

0,0027348

36,85

7,44E-04

AZ169

38

0,323191355

38

0,255404919

37,8

0,14969654

37,52

0,01214856

37,21

0,01537038

AU04271

37,82

0,08729117

37,89

0,158486442

37,84

0,074562013

37,68

0,03328417

37,53

0,02747786

AU04288

37,87

0,160391585

38,18

0,495154535

38,42

0,732566827

38,43

0,46982333

38,23

0,30437842

4. Заключение

Таким образом, на основе установленной динамики изменения температуры тела крыс в условиях моделирования лихорадочной реакции выявлено, что наилучший результат в плане антипиретической активности показали производные конденсированных 3-аминотиено[2,3-b]пиридинов и 1,4-дигидропиридинов с шифрами AZ023, AZ420 и AZ383, поскольку превосходят метамизол натрия по степени выраженности (более чем на 1 ºС) и длительности (свыше 6 часов).

Article metrics

Views:742
Downloads:4
Views
Total:
Views:742