Федеральная целевая программа

<Номер соглашения>
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Науки о жизни
Разработка технологии создания новых лекарственных средств для лечения туберкулеза, вызываемого микобактериями с множественной лекарственной устойчивостью, на основании новых низкомолекулярных ингибиторов серин-треониновой протеинкиназы класса аминотиазолов. Создание библиотеки низкомолекулярных химических соединений этого класса и проведение медикобиологических исследований по их отбору и оптимизации до лидерного соединения для последующих доклинических исследований
Соглашение <14.576.21.0019>
на период 2014 - 2016 гг.
Руководитель проекта: <Руководитель направления медицинской химии Василевич Н.И.>
Получатель субсидии: <ООО «Новые Научные Технологии»>
Цели и задачи проекта
Получение серии нетоксичных химических соединений, обладающих приемлемыми физико-химическими характеристиками и следующими биохимическими свойствами:
1) они должны ингибировать серин-треониновые протеин-киназы M.tuberculosis.
2) они должны проявлять бактерицидную или бактериостатическую активность, направленную против микобактерий туберкулеза, обладающих множественной или широкой
лекарственной устойчивостью.
Актуальность проекта очевидна в связи с постоянно растущей потребностью в разработке новых средств противотуберкулезной терапии.
Новизна связана с тем, что до настоящего времени неизвестны противотуберкулезные препараты, механизм действия которых связан с ингибированием серин-треониновых
противотуберкулезныз киназ.
Ожидаемые результаты проекта
1.Серия соединений, растворимых в воде, характеризующихся приемлемыми drug-like свойствами (без нарушений правил Липинского), а также бактерицидной противотуберкулезной активностью. Вещества
также должны быть нетоксичны, характеризоваться низкой частотой резистентности, и механизм их действия должен быть понятен и связан с ингибированием одной или нескольких СТПК PknA, PknB,
PknE,PknD, PknG. Будет представлен протокол синтеза и акт наработки.
2.Данные анализа «структура-активность» для указанных веществ, однозначно определяющие взаимосвязь между структурой соединений и их активностью.
3.Понимание механизма действия соединений. По этому и предыдущему пункту будет представлено описание механизма действия соединений.
4.Патентная заявка
5. Рекомендации по доклиническим испытаниям полученных соединений. В итоге будут получены образцы наиболее активных лидерных соединений в количествах, позволяющих провести впоследствии
доклинические исследования. Последний результат представляет собой, фактически, итог всех исследований. Он свидетельствует об успешности выполненной работы и, тем самым, верифицирует остальные
результаты. Рекомендации по доклиническим исследованиям будут выработаны на основании данных биохимических анализов и исследований токсичности лидерного соединения.
Перспективы практического использования
Согласно данным статистики, в 2013 году было запланировано или проходило всего только семь клинических исследований, связанных с туберкулезом, из них только одно имело
отношение к непосредственно химиотерапии низкомолекулярными соединениями. С учетом известной острой необходимости в поиске новых противотуберкулезных препаратов
становится очевидным, что спрос даже на такие готовые к доклинической фазе соединения достаточно велик, и востребованность результата работы не подлежит сомнению.
По завершении проекта будет получено вещество, готовое к проведению комплекса доклинических испытаний.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
В ходе первого этапа данного научного исследования, завершившегося в декабре 2014 года, на основании проведенного на том этапе анализа литературных данных и патентного поиска была разработана базовая структура соединений, предположительно обладающих
противотуберкулезной активностью. Эта структура (темплат) включает аминотиазольное ядро, ограниченное азот-содержащими циклами (пиразиновым, пиперидиновым, пирролидиновым, пиридиновым, пиримидиновым). Темплат не был обнаружен в ходе патентного
поиска, то есть, он обладает новизной. Проведенный анализ литературы и патентный поиск позволяет сделать вывод, что подобный синтез невозможно осуществить тривиальными, известными специалистам способами, то есть, изобретательский уровень в
изобретении будет присутствовать. В то же время, указанный анализ литературы дает основания ожидать у таких соединений способности ингибировать серин-треониновые протеин киназы и противотуберкулезной активности. Проведенный в ходе того же этапа SARанализ литературных данных не выявил каких-либо ограничений на заместители, расположенные на азот-содержащих циклах. Таким образом, представляется допустимым использовать все возможные заместители во всех положениях циклов и определить активность
полученных соединений.
На основании проведенного патентного поиска и аналитического обзора были сформулированы требования к структуре синтезируемых аминотиазолов: Структура должна содержать аминотиазольное ядро, ограниченное азот-содержащими циклами (пиразиновым,
пиперидиновым, пирролидиновым, пиридиновым, пиримидиновым).
Структуры проверяли методом высоко-эффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ, также используют английское сокращение HPLC) с детекцией методом масс-спектрометрии (HPLC-MS). В нашей работе проводили детекцию методом масс-спектрометрии с
химической ионизацией при атмосферном давлении (APCI-MS). Результаты анализа масс-спектров соединений представлены при описании синтеза каждого из соединений далее. Выборочно структуры контролировали методом ЯМР. Всего получено 108 соединений.
На рисунке далее представлены три примера характерных соединений.
Растворимость соединений в воде определили нефелометрическим методом. Растворимость всех соединений позволяет провести работы с ними в соответствии со следующим этапом.
Определили проницаемость соединений через искусственную полупроницаемую мембрану с липидным бислоем (PAMPA). Необходимость подобного анализа обусловлена тем, что, для того, чтобы вещество подействовало на серин-треониновые киназы и родственные
им ферменты, оно должно проникнуть внутрь клетки (внутрь микобактерии туберкулеза), в которой эти ферменты и находятся. Это означает, что такое вещество должно быть способно в достаточной степени проникать через клеточную мембрану. Согласно
литературным данным, модель полупроницаемой мембраны с липидным бислоем (PAMPA) является общеупотребительной моделью для анализа клеточной проницаемости. Все вещества показали проницаемость не менее 1,5 Pe x10-6 см/сек, этот результат считается
приемлемым.
Таким образом, в ходе второго этапа выполнены следующие работы:
1 Синтез библиотеки, представляющей собой предварительную серию химических соединений с предполагаемой противотуберкулезной активностью.
2 Очистка и контроль качества синтезированных соединений
3 Определение водной растворимости полученных соединений
4 Определение проницаемости полученных соединений через мембрану
По итогам проведенной работы подана патентная заявка "Новые ингибиторы серин-треониновых киназ, в том числе для лечения туберкулеза".
Запланированный на второй этап работ по соглашению объём задач решен полностью. Полученные результаты являются основой последующих этапов определения активности аминотиазолов как ингибиторов серин-треониновых протеин киназ для лечения
туберкулеза, вызванного микобактериями с множественной лекарственной устойчивостью. В данный момент эти работы проводит соисполнитель проекта Институт общей генетики РАН.
Партнеры проекта
Индустриальный партнер: ООО «Лаборатория биоскрининга», компания взяла на себя все внебюджетное финансирование. В рамках проекта она выполнила работы по определению растворимости и проницаемости через мембрану
синтезированных соединений.
Соисполнитель: Институт общей генетики РАН. В данный момент проводит работы по определению активности аминотиазолов как ингибиторов серин-треониновых протеин киназ для лечения туберкулеза, вызванного
микобактериями с множественной лекарственной устойчивостью.
<Номер соглашения>
<Номер постера>