NO-ISRS: Médicaments à base d’oxyde nitrique incorporant un inhibiteur sélectif du recaptage de la sérotonine

NO-ISRS: Médicaments à base d’oxyde nitrique incorporant un inhibiteur sélectif du recaptage de la sérotonine

Ce document est le premier rapport sur le nitrate hybride les inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (nitrooxy-ISRS ou NO-ISRS, Figure ​ Figure 1) .1). Selon une approche adoptée pour les médicaments hybrides NO chimères dans la maladie d’Alzheimer (AD) 1 et NSAIDs donneurs de NO pour une variété d’indications, 2,3 la bioactivité NO résultant de ces hybrides de médicaments est proposée pour améliorer et améliorer les actions de la primaire pharmacophore. (1) Le retard clinique dans le début de l’action antidépresseur est une source clé de non-conformité dans la pharmacothérapie ISRS, qui est liée au retard dans l’élévation du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF).4,5 NO est connu pour réguler la production de BDNF par rétroaction positive, puisque le BDNF lui-même induit une expression neuronale de NO synthase (NOS ).6,7 (2) Les nitrates hybrides et les nitrates Les médicaments NO-chimères inversent les déficits cognitifs dans les modèles animaux Il a été suggéré que les stratégies thérapeutiques contre la MA devraient cibler la dépression10,11. Plusieurs théories ont été avancées pour la comorbidité de la dépression et de la démence, et les patients souffrant de dépression à vie ont augmenté de 50% Dans la poursuite des médicaments hybrides NO-ISRS, deux obstacles initiaux ont été présentés comme suit: (1) pour développer une stratégie générale de promédicament pour l’amine. Les médicaments ISRS, puisque la plupart des nitrates hybrides rapportés reposent sur la modification des groupes hydroxyle et carboxylate dans le médicament lui-même, et (2) pour déterminer si le NO-SSRI conservé l’activité antidépresseur du pharmacophore primaire. Pour déterminer l’activité antidépressive de la NO-fluoxétine, nous avons utilisé le test modifié de natation forcée (FST), un modèle de “ l’impuissance acquise ” Cette substance est largement utilisée comme antidépresseur dans l’industrie.14 Les critiques du FST incluent l’induction immédiate de l’activité antidépressive dans la FST par des médicaments qui montrent cliniquement un retard thérapeutique de plusieurs semaines. Malgré les imperfections de la FST, les antidépresseurs diminuent presque toujours l’immobilité “ l’immobilité ” le temps de l’animal dans la TVF; par conséquent, un médicament qui est inefficace dans la TSF est peu susceptible de progresser en tant que thérapie pour les troubles neurologiques dans lesquels la dépression est comorbide. Comme les inhibiteurs de la NOS ont été signalés comme diminuant l’immobilité dans la FST, 15,16 il était essentiel de déterminer l’influence sur l’immobilité des NO-SSRI. Une chimère NON incorporant un antidépresseur pharmacophore, par exemple, la fluoxétine (2) ou la paroxétine (4). ), représente une nouvelle stratégie thérapeutique antidépressive qui pourrait être d’utilisation générale dans la dépression ou d’utilisation spécialisée lorsque l’amélioration de la cognition est nécessaire ou bénéfique. Les médicaments ISRS disponibles dans le commerce appropriés ont été modifiés à la position d’azote secondaire via la formation d’une liaison thiocarbamate yeux secs. Le traitement préliminaire des molécules d’ISRS parentales avec du phosgène suivi de mercaptoéthanol (schéma 1, voie A) a donné un mélange des composés contenant du thiocarbamate désirés, soit 2a soit 4a, ainsi que des quantités approximativement équimolaires des dérivés de carbamate non désirés, 2b et 4b. , respectivement. Une approche de synthèse alternative a été adoptée impliquant le traitement du SSRI avec CDI pour donner les intermédiaires 2c ou 4c (Schéma 1, voie B), suivie d’une méthylation en utilisant l’iodométhane, et un traitement subséquent avec du mercaptoéthanol pour donner préférentiellement les thiocarbamates SSRI 2a et 4a respectivement Le rejet des alcools en nitrate a été facilement réalisé en deux étapes en utilisant de la triphénylphosphine et du tétrabromure de carbone, suivi par un traitement avec du nitrate d’argent, donnant les mononitrates NO-ISRS, 3 et 5 (schéma 2). Cette procédure représente une approche générale vis-à-vis des dérivés nitrés hybrides d’amines actives sur le SNC, en utilisant un lieur de thiocarbamate. La méthode a été adaptée pour la synthèse d’un exemple de dinitrate NO-SSRI (7) utilisant un synthon nitrate-mercaptan rapporté en 2001.17 Un autre exemple de dinitrate NO-ISRS (12) a été préparé, en utilisant un pharmacophore exploré par Eli Lilly dans les antagonistes SSRI / 5HT1A hybrides conçus pour surmonter le retard thérapeutique antidépresseur.18Scheme 2Pour déterminer l’activité ISRS de NO-fluoxetine (3), NO-paroxétine (5), et leurs produits de dénitration métabolique potentiels, 2a et 4a, l’inhibition de La recapture de la sérotonine a été mesurée dans des cellules humaines HEK-293 transfectées de manière stable avec le transporteur de sérotonine (SERT). L’affinité de la fluoxétine elle-même pour SERT dans ce test a été reflétée par la CE50 = 2,7 nM (Figure ​ (Figure 2A) .2A). A 100 nM, l’efficacité de la fluoxétine était de 81%, alors qu’à cette concentration, les ISRS-NO testés ont montré une efficacité de 15%. Bien que le métabolite putatif de dénitration, 4a, ait semblé montrer une activité plus élevée, les données démontrent que les promédicaments et métabolites hybrides sont de faibles inhibiteurs de l’efficacité des NO-ISRS et des métabolites par rapport à la fluoxétine. Des cellules HEK 293 transfectées de manière stable avec le transporteur de sérotonine humaine (SERT) ont été traitées avec de la fluoxétine (concentrations variées, figure en encart) ou des composés d’essai (100 nM). Inhibition de SERT … Pour déterminer la stabilité du lieur de thiocarbamate choisi pour ces promédicaments hybrides de nitrate, la labilité de la NO-fluoxétine a été dosée à trois valeurs de pH couvrant un pH physiologique (figure ​ (figure 2B) .2B). La LC-MS / MS a été utilisée pour déterminer que la fluoxétine était le seul produit d’hydrolyse observé. Le produit de dénitration 2a n’a pas été observé dans ces conditions, car la dénitration nécessite des conditions réductrices ou un pH alcalin.La concentration de fluoxétine a été déterminée en utilisant la détection UV à plusieurs moments, montrant que la décomposition de NO-fluoxetine a atteint son terme à seulement 7 h, avec une demi-vie au pH physiologique d’environ 100 min (Figure 2B). 2B). La vitesse d’hydrolyse augmentait avec le pH, compatible avec un mécanisme catalysé par une base de clivage du thiocarbamate et une decarboxylation conséquente (Schéma 3). La détection par chimiluminescence du NO à partir de l’espace libre scellé au-dessus d’un mélange de NO-fluoxétine (500 ° C) dans du glutathion contenant du PBS a révélé la production de faibles quantités de NO (8,9 et 1,9000) après 30 minutes de réaction. Schéma 3NO-ISRS sont conçus comme des prodrogues; par conséquent, la détection de la drogue sur le site d’action a été considérée comme importante. L’administration à des souris de 3 (15 mg / kg ip) 20 ou 120 minutes avant le sacrifice, suivie de la quantification de 2 par LC-MS / MS, a démontré une bioactivation de la NO-fluoxétine à la fluoxétine (2) dans le plasma et le cerveau. rapport favorable cerveau / plasma (Figure 22C). Dans la FST, le rat est acclimaté à un cylindre de verre rempli d’eau, dans lequel l’animal peut afficher des mouvements compatibles avec la lutte, la natation et l’immobilité. avec le minimum de mouvement nécessaire pour maintenir l’animal à la surface de l’eau.Les antidépresseurs diminuent presque universellement le temps d’immobilité de l’animal dans la FST En outre, ce modèle animal répond différemment à la sérotoninergique par rapport aux médicaments adrénergiques et catécholaminergiques: Alors que tous réduisent l’immobilité, les médicaments sérotoninergiques n’augmentent pas le comportement de lutte.14 La NO-fluoxétine (3; 26,5 mg / kg équivalent à 20 mg / kg de fluoxétine) a été administrée en trois injections ip 1, 5 et 24 h avant le test On a observé que la NO-fluoxétine réduisait significativement le temps d’immobilité dans la FST par rapport au véhicule témoin et augmentait significativement le temps de nage sans effet significatif sur le temps de lutte ( Figure ​ (Figure3A) .3A). Ces caractéristiques sont compatibles avec l’activité antidépressive délivrée par les médicaments sérotoninergiques. Figure 3 (A et B) Activité antidépressive de la NO-fluoxétine et du GT-1061. Effet de la NO-fluoxétine (A) et du GT-1061 (B) sur la durée de la lutte, la nage et l’immobilité dans la FST. Les rats ont reçu des injections ip de drogue ou de véhicule avant les tests. Les données représentent … Les données positives sur les antidépresseurs obtenues avec la NO-fluoxétine ont dissipé l’hypothèse, basée sur les rapports sur les inhibiteurs de la NOS, 15,20 que les donneurs de nitrate NO seraient de facto pro-dépresseurs dans la FST. Il était d’un autre intérêt de tester dans la FST la chimère NO, GT-1061, un médicament AD expérimental. Un protocole d’administration a été utilisé identique à celui de la NO-fluoxétine, mais dosé à 10 mg / kg (comparable aux doses procognitives rapportées de cette chimère de NO8,21). Le nitrate GT-1061 a été observé pour afficher un “ profil antidépresseur ” comparable à celle de la NO-fluoxétine (Figure 33B) .Given l’activité comparable de NO-fluoxetine et GT-1061 dans la FST et la capacité démontrée de GT-1061 pour inverser les déficits cognitifs dans des modèles animaux en utilisant une variété de paradigmes, les deux médicaments ont été comparés dans un simple modèle animal d’apprentissage et de mémoire La tâche d’évitement passif (STPA) a été utilisée pour mesurer l’inversion d’un déficit de mémoire spatiale stimulus-réponse induit par l’agent amnésique scopolamine Activation du récepteur muscarinique de l’acétylcholine La tâche du STPA teste la mémoire de l’aversion, en s’appuyant sur la préférence naturelle des rats pour les zones sombres sur les zones brillamment éclairées et ouvertes.Après une période d’accoutumance, le rat est dressé. l’appareil traverse inévitablement le compartiment obscur de l’appareil, ce qui provoque un choc électrique et les animaux apprennent rapidement à éviter de se déplacer dans le compartiment obscur. ce comportement nouvellement appris peut être testé les jours suivants pour évaluer la force de la mémoire aversive, en mesurant la latence pour entrer dans la zone sombre. La NO-fluoxétine et le GT-1061 ont été comparés à la fluoxétine et au nitrate clinique, le dinitrate d’isosorbide (ISDN) administré à des doses équimolaires (NO-fluoxétine, 2,05 mg / kg, GT-1061, 1,0 mg / kg et fluoxétine, 1,54 mg / kg). La rétention de mémoire à long terme a été mesurée 48 h après l’entraînement en l’absence de médicaments (Figure ​ (Figure 3C) .3C). Aucun effet significatif n’a été apparent pour la fluoxétine par rapport au contrôle du véhicule salin. Fait intéressant, 5 des 12 animaux recevant la fluoxétine n’ont pas appris la tâche de la STPA pendant la phase d’entraînement, comparativement à zéro dans le groupe de traitement par la NO-fluoxétine. Quelle que soit la cause, la NO-fluoxétine améliore significativement la mémoire à long terme, démontrant que le promédicament hybride nitrate possède une activité biologique in vivo additionnelle à celle du SSRI parent et en accord avec les observations sur le GT-1061.8Les recommandations actuelles pour la pharmacothérapie de la dépression proposent des ISRS comme traitement de première intention; cependant, le retard thérapeutique de 6 semaines avant le début de l’amélioration du comportement constitue un obstacle à l’observance et à la thérapie. L’hypothèse de la neurotrophine postule un rôle causal de l’activité réduite de CREB (protéine de liaison de l’élément cAMP) et de BDNF dans la pathogenèse de la dépression.22,23 En aval des systèmes neurotransmetteurs, on pense à l’adaptation à long terme médiée par neurotrophine, incluant la neurogenèse et la plasticité neuronale essentiel pour l’efficacité clinique des antidépresseurs et compatible avec le retard thérapeutique antidépresseur observé. Beaucoup de classes de médicaments bénéficieraient d’une amélioration des profils d’effets secondaires, ce qui est un incitatif clé pour la conception de promédicaments et de médicaments hybrides. Il y a des problèmes significatifs spécifiquement associés au traitement antidépresseur qui pourraient être surmontés par de nouveaux agents thérapeutiques hybrides et promédicaments qui surmontent le retard dans le déclenchement de l’action thérapeutique et qui fournissent une cothérapie d’au moins un des symptômes associés ou neuropathologies concomitants à la dépression. L’amélioration de la signalisation CREB / BDNF représente une cible thérapeutique pour de telles stratégies hybrides et pro-médicament. L’activation de CREB / BDNF peut être déclenchée par une amélioration de la signalisation NO / cGMP et, comme les nitrates organiques sont prouvés cliniquement, les nitrates hybrides représentent une approche thérapeutique raisonnable. , 24 Une synthèse simple et générale de nitrates hybrides liés au thiocarbamate est décrite, produisant des promédicaments de NO-ISRS qui libèrent l’activité de SSRI parentale et la bioactivité du NO lors de la bioactivation. La NO-fluoxétine a conservé l’activité antidépressive de la fluoxétine et les actions procognitives du nitrate de NO chimère, GT-1061, dans les modèles de comportement animal.