Применение сульфасалазина в качестве ингибитора образования конечных продуктов гликирования
Владельцы патента RU 2680844:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ВолгГМУ Минздрава России) (RU)
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно, к терапии и может быть использовано для лечения осложнений сахарного диабета, атеросклероза, ревматоидного артрита, остеоартрита, нейродегенеративных заболеваний, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, катаракты, заболеваний, связанных со старением и др. Предложено применение Сульфасалазина формулы I в качестве ингибитора образования конечных продуктов гликирования.
Использование изобретения позволяет ингибировать конечные продукты гликирования с эффективностью, превосходящей таковую у аминогуанидина. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к применению лекарственного препарата Сульфасалазина (международное непатентованное название) (синонимы: Cалазосульфапиридин, Azopyrine, Asulfidine, Salazopyridin, Salazopyrin, Salazosulfapyridine, Salicylazosulfapyridin, Salisulf, Sulfasalazyn, Sulphasalazine) общей формулы I по новому назначению в качестве ингибитора образования конечных продуктов гликирования (далее КПГ):
Сульфасалазин I является эффективным ингибитором образования конечных продуктов гликирования и может найти широкое применение в медицине в области лечения социально-значимых заболеваний, а именно - осложнения сахарного диабета, атеросклероз, ревматоидный артрит, остеоартрит, нейродегенеративные заболевания, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, катаракта, заболевания, связанные со старением, и другие.
Из исследованного заявителем уровня техники выявлено, что Сульфасалазин был выведен на рынок в 1950-х годах в качестве средства для лечения ревматоидного артрита, болезни Крона и неспецифического язвенного колита ([1] M.A. Peppercorn, Ann. Intern. Med., 1984, 101: 377-386; [2] G.L. Plosker, K.F. Croom, Drugs, 2005, 65: 1825-1849). Механизм действия Сульфасалазина и его метаболитов связан, в первую очередь, с ингибированием активации семейства – ядерного фактора kappa B (NFKB), который содержится в клетках всех типов и связан с развитием воспалительных и аутоиммунных заболеваний, а также септического шока. Сульфасалазин способен накапливаться в соединительной ткани кишечника с высвобождением 5-аминосалициловой кислоты, обладающей противовоспалительной активностью, и сульфапиридина, оказывающего противомикробное действие в отношении диплококков, стрептококков, гонококков, кишечной палочки.
Однако анализ литературных и патентных источников не выявил информации об антигликирующей активности Сульфасалазина. Таким образом, проведенный заявителем анализ уровня техники не выявил данных о возможности применения Сульфасалазина (формула I) и его солевых и сокристальных форм в качестве ингибиторов образования конечных продуктов гликирования.
Гликирование (неферментативное гликозилирование, реакция Майяра) – это химическая реакция, в которой карбонильные группы восстановленных сахаров связываются с аминогруппами долгоживущих белков, липидов или пептидов, с образованием конечных продуктов гликирования (КПГ) ([3] S. Khangholi, F.A. Abdul Majid, N.J.A. Berwary, F. Ahmad, R. Bin Abd Aziz, Planta Med., 2016; 82: 32–45; [4] V.P. Singh, A. Bali, N. Singh, A.S. Jaggi, Korean J. Physiol. Pharmacol., 2014, 18: 1-14).
При этом внутри- и внеклеточное накопление КПГ считают важным фактором патогенеза таких заболеваний, как атеросклероз ([5] М. Busch, S. Franke, C. Rüster, G. Wolf, European Journal of Clinical Investigation, 2010, 40(8): 742-755), сердечная недостаточность, воспаление, ревматоидный артрит и остеоартрит, нейродегенеративные заболевания, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона ([6] J. Li, D. Liu, L. Sun, Y. Lu, Z. Zhang, Journal of the Neurological Sciences, 2012, 317: 1–5), прочие болезни, связанные со старением, катаракта ([7] I. Sadowska-Bartosz I,G. Bartosz, Mech. Ageing Dev. 2016, 160: 1-18).
Весьма интенсивно данный процесс протекает при сахарном диабете, при этом скорость образования КПГ зависит от концентрации и длительности действия глюкозы ([8] R. Ramasamy, S.F. Yan, A.M. Schmidt, Ann. N. Y. Acad Sci., 2011, 1243: 88-102; [9] М.И. Балаболкин, Сахарный Диабет, 2002, 4: 8-16).
Эффекты КПГ могут быть классифицированы как рецептор-независимые или рецептор-зависимые, и КПГ могут действовать внутриклеточно или циркулировать и действовать на рецепторы клеточной поверхности, такие как рецептор для КПГ (РКПГ). Поскольку гликирование происходит в течение длительного периода времени, КПГ влияют на долгоживущие белки. Например, главными мишенями для них являются структурные компоненты соединительной ткани и, в частности, коллаген типа IV, а также другие долгоживущие белки, в том числе миелин, тубулин, кристаллин, активатор плазминогена 1, фибриноген, которые могут также подвергаться гликированию ([10] S.-Y. Goh, M. E. Cooper. J Clin Endocrinol Metab, 2008, 93(4): 1143–1152).
Связываясь c мембранными РКПГ, конечные продукты гликирования активируют некоторые внутриклеточные сигнальные пути, приводящие к увеличению образования провоспалительных цитокинов, свободных радикалов и хемоаттрактантов ([3]; [11] S.C. Ho, P.W. Chang, Am. J. Plant. Sci., 2012, 3: 995–1002).
Все вышеперечисленное лежит в основе патогенеза таких последствий сахарного диабета, как диабетические атеросклероз, нефро-, нейро-, ретино-, кардио-, ангиопатии, которые являются причиной высокого риска инвалидизации и смертности среди пациентов с сахарным диабетом.
Применение соединений, обладающих высокой антигликирующей активностью, позволит уменьшить образование КПГ в организме, тем самым улучшая качество жизни пациентов, снижая риск возникновения атеросклероза, катаракты, ревматоидного артрита, остеоартрита, нейродегенеративных заболеваний, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также таких осложнений сахарного диабета, как диабетические атеросклероз, нефро-, нейро-, ретино-, кардио-, ангиопатии, которые являются причиной высокого риска инвалидизации и смертности среди пациентов с сахарным диабетом.
Все вышеперечисленное обусловливает повышенный интерес в мире к поиску ингибиторов образования конечных продуктов гликирования, поскольку препаратов, специфически угнетающих образование КПГ и разрешенных для клинического применения, в мире на дату представления настоящей заявки заявителем не выявлено.
Проведенный заявителем анализ российских и зарубежных патентных баз данных, научной литературы и Интернет-ресурсов показал, что существуют аналоги заявленного технического решения по назначению, способные ингибировать образование КПГ, которые, однако, обладают значительными недостатками, а именно - недостаточно высокой эффективностью и/или существенными побочными эффектами, например, обладают высокой токсичностью и т.д.
Далее заявителем приведена информация о выявленных препаратах, вышедших на стадию клинических испытаний.
Первым и наиболее изученным веществом, ингибирующим гликирование белков, является аминогуанидин (АГ) ([12] A. Cerami, P.C. Ulrich, M. Brownlee, Pat US4758583A, опубл. 19.07.1988). Он предназначен для предотвращения формирования КПГ и глюкозопроизводных поперечносшитых молекул коллагена. Механизм антигликирующего действия аминогуанидина связывают с его способностью захватывать реактивные дикарбонильные интермедиаты. Однако клинические испытания данного препарата были остановлены в связи с его недостаточной эффективностью и наличием побочных эффектов, в связи с чем препарат был снят с клинических испытаний.
В настоящее время проводятся клинические испытания пиридоксамина ([13] R. Khalifah, B.G. Hudson, Pat US6716858B1, опубл. 06.04.2004), также обладающего антигликирующими свойствами, но он тоже проявляет невысокую активность, сопоставимую с аминогуанидином, который снят с клинических испытаний. Других аналогов заявленного технического решения, используемых по назначению и вошедших на стадию клинических исследований, на дату предоставления настоящей заявки заявителем не выявлено.
Таким образом, на дату представления заявочных материалов проблема создания высокоактивных ингибиторов образования КПГ, разрешенных к клиническому применению, остается нерешенной не только в РФ, но и за рубежом.
Задачей заявленного технического решения является использование сульфасалазина в качестве ингибитора КПГ, что обеспечивает возможность вывода на рынок новых лекарственных средств, не имеющих аналогов в мире.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является применение по новому назначению в качестве ингибитора образования КПГ сульфасалазина (известного на дату подачи настоящей заявки как средство, используемое для лечения ревматоидного артрита, болезни Крона и неспецифического язвенного колита), обладающего более высокой антигликирующей активностью по сравнению с известными веществами, вышедшими на стадию клинических исследований.
Сущностью предполагаемого изобретения является применение Сульфасалазина (синонимы: Cалазосульфапиридин, Azopyrine, Asulfidine, Salazopyridin, Salazopyrin, Salazosulfapyridine, Salicylazosulfapyridin, Salisulf, Sulfasalazyn, Sulphasalazine) формулы I в качестве ингибитора образования конечных продуктов гликирования.
Заявленное техническое решение иллюстрируют следующие материалы:
- Таблица 1, в которой представлена антигликирующая активность сульфасалазина и препарата сравнения аминогуанидина.
- Таблица 2, в которой представлены значения 50%-ой ингибирующей концентрации сульфасалазина и препарата сравнения аминогуанидина.
Ниже приведен пример конкретного выполнения заявленного технического решения.
Пример. Определение антигликирующей активности.
Реакцию гликирования воспроизводят по методу А. Jedsadayanmata ([14] A. Jedsadayanmata, Naresuan University Journal, 2005, 13(2): 35-41).
Реакционная смесь содержит растворы бычьего сывороточного альбумина (1 мг/мл) и глюкозы (500 мМ) в фосфатном буфере (pH = 7.4). Для предупреждения бактериального роста в буферный раствор вносят азид натрия в конечной концентрации 0.02%. Все вещества растворяют в диметилсульфоксиде (ДМСО).
В экспериментальные образцы добавляют 30 мкл раствора сульфасалазина в различных концентрациях, в контрольные образцы добавляют ДМСО в аналогичном объеме.
Все экспериментальные образцы инкубируют в течение 24 часов при 60 °С.
По истечении срока инкубации проводят определение специфической флуоресценции гликированного бычьего сывороточного альбумина (БСА) на спектрофлуориметре F-7000 (Hitachi, Япония) при длине волны возбуждения 370 нм и испускания 440 нм.
В качестве вещества сравнения используют известный ингибитор гликирования аминогуанидин (Таблица 1) ([15] P.J. Thornalley, Archives of Biochemistry and Biophysics, 2003, 419: 31–40).
Статистическую обработку результатов проводят с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни, табличного редактора Microsoft Excel 2007 и программы GraphPad Prism 5.0.
Расчет показателя IС50 проводят методом регрессионного анализа (Таблица 2) (IC50 - концентрация полумаксимального ингибирования, является количественным индикатором, который показывает, сколько нужно ингибитора для ингибирования биологического процесса на 50 %).
Примечание: *данные достоверны по отношению к положительному контролю (критерий Манна-Уитни, p<0,05).
Анализ данных, приведенных в Таблице 1, показывает, что при использовании сульфасалазина концентрация КПГ меньше примерно в 2-12 раз (в зависимости от исходной концентрации препаратов), чем при использовании аминогуанидина, что является неоспоримым доказательством возможности применения сульфасалазина в качестве ингибитора образования конечных продуктов гликирования.
В Таблице 2 приведены значения показателя IC50 сульфасалазина по сравнению с аминогуанидином.
Таблица 2.
Значения IC50 гликирования БСА
Вещество | IC50, μМ |
Сульфасалазин | 92.08 |
Аминогуанидин | 765.00 |
Из данных, приведенных в Таблице 2, видно, что что сульфасалазин проявляет высокий уровень антигликирующей активности, а именно - применение сульфасалазина в качестве ингибитора КПГ эффективнее применения аминогуанидина более чем в 8 раз.
Таким образом, из вышеизложенного можно сделать вывод, что заявителем решены поставленные задачи и достигнут заявленный технический результат, а именно – доказана возможность применения известного препарата сульфасалазина по новому назначению – в качестве эффективного ингибитора образования конечных продуктов гликирования.
Полученные заявителем результаты свидетельствуют о том, что сульфасалазин существенно превосходит по активности аминогуанидин, что позволяет рассматривать его (сульфасалазин) в качестве эффективного ингибитора образования конечных продуктов гликирования. При этом в отличие от аминогуанидина, сульфасалазин является разрешенным к применению лекарственным средством, доказавшим свою высокую эффективность и безопасность в ходе многолетних исследований и клинического применения.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение позволяет создать новые высокоэффективные и безопасные лекарственные средства для профилактики и лечения микро- и макрососудистых осложнений сахарного диабета, атеросклероза, нейродегенеративных заболеваний, катаракты, заболеваний, связанных со старением, тем самым улучшая качество жизни пациентов.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как из исследованного уровня техники не выявлены технические решения, обладающие заявленной совокупностью отличительных признаков, обеспечивающих достижение заявленных результатов.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как не является очевидным для специалиста в данной области науки и техники.
Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», т.к. может быть реализовано на любом специализированном предприятии с использованием стандартного оборудования, известных отечественных материалов и технологий.
Применение Сульфасалазина (синонимы: Салазосульфапиридин, Azopyrine, Asulfidine, Salazopyridin, Salazopyrin, Salazosulfapyridine, Salicylazosulfapyridin, Salisulf, Sulfasalazyn, Sulphasalazine) формулы I в качестве ингибитора образования конечных продуктов гликирования: