androgenreceptoren (AR) er et medlem af steroidhormonet nuklear receptor superfamilie, der inkluderer østrogen -, progestin -, glukokortikoid-og mineralocorticoidreceptorer.1 bindingen af det prototypiske, endogent producerede androgen testosteron (1) og den vigtige aktive metabolit dihydrotestosteron (2) til AR initierer en bemærkelsesværdig forskelligartet række biologiske aktiviteter, der kan variere alt efter et individs køn, alder og hormonelle status. Aktiviteten af AR er kritisk for normal menneskelig seksuel udvikling og funktion, men ud over denne signaturrolle har AR-Aktivering også vigtige effekter på forskellige mål såsom knogler, lever, muskler og centralnervesystemet.2,3 det terapeutiske potentiale ved androgensignalering er godt værdsat i det medicinske kemisamfund, og i nogen tid har kemikere søgt forbindelser, der selektivt stimulerer muskel-og knoglevækst, samtidig med at de proliferative og/eller hypertrofiske virkninger på kønsvæv minimeres, såsom prostata hos mænd og klitoris hos kvinder.4,5 sådanne forbindelser er blevet betegnet selektive androgenreceptormodulatorer eller SARMs. I denne henseende anses det prototypiske og endogene androgen, testosteron, for at være en logisk benchmark-komparator. Forbindelse 3 er SARM S – 22 Og forbindelse 4 er BMS SARM 562929, som begge er rapporteret i litteraturen som værende oralt aktive forbindelser med selektivitet for muskel over prostata i forhold til testosteron i forskellige prækliniske modeller.6,7

muligheden for at opnå forbindelser med vævsselektive aktiviteter, der adskiller sig fra det endogene benchmark testosteron, kan stamme fra det faktum, at typisk AR-receptoraktivering, som initieres ved binding af et molekyle med affinitet for AR til AR-ligandbindingsdomænet, efterfølges derefter af en temmelig bemærkelsesværdig, koordineret række interaktioner: Disse kan omfatte en ændring i receptortopologi, dissociation af varmechokproteiner, receptordimerisering, receptorphosphorylering, hurtige signalhændelser, translokation til kernen (AR), tilknytning til mange forskellige koregulatoriske proteiner til dannelse af et transkriptionskompleks, der resulterer i aktivering eller undertrykkelse af RNA-syntese fra AR-modulerede gener og endelig receptornedbrydning.8 Da hver receptor-ligand – kompleks topologi er unik for den ligandstruktur, kan man forstå, at interaktionen mellem et bestemt ligand−receptorkompleks med koregulatoriske proteiner sandsynligvis også er unik for den ligand. Desuden, fordi ekspressionsniveauet for AR, konstellationen og ekspressionsniveauet for koregulatoriske proteiner, og mønstrene for post-transkriptionelle regulatoriske begivenheder adskiller sig i hver type androgenmålcelle, og topografien af AR-regulatoriske steder i genomet adskiller sig ved hvert gen, Denne bemærkelsesværdige koreografi af begivenheder og interaktioner giver et rigt miljø, inden for hvilket man kan søge efter SARMs med et ønskeligt mønster af vævsselektiv farmakologi, såsom høj anabolsk, men begrænset androgen aktivitet.

yderligere komplicerer vores forståelse af oprindelsen af SARM selektivitet er “bio-amplifikation” af den primære endogene androgen testosteron. Interessant nok tjener det endogent producerede og meget vigtige androgen testosteron som en type “anti-SARM” eller “invers SARM”, fordi dets androgene aktivitet øges ved omdannelse til den mere potente 5-dihydrotestosteron af 5-Kerr-reduktase i visse væv, herunder hovedbunden og prostata (men ikke i muskler eller knogler). Som et resultat vil androgener, der ikke gennemgår en sådan bioamplificering i prostata, demonstrere forbedret selektivitet med hensyn til muskel vs prostata sammenlignet med en testosteronbehandlet kontrol eller et intakt dyr, hvis primære endogene androgen er testosteron.9 mere bredt sagt kan man forstå, at metaboliske forskelle mellem endogene androgener som testosteron eller dihydrotestosteron og SARMs også kan garantere i det mindste nogle selektivitetsforskelle.

vores arbejde i SARM-området resulterede i syntese og evaluering af et stort antal kandidatskabeloner. Mens vi fandt det relativt let at opnå forbindelser med høj affinitet for AR, kæmpede vi for at opnå forbindelser, der viste god oral effektivitet og høj in vivo tolerabilitet. Efter scanning af mange potentielle kundeemner til oral, in vivo aktivitet, vi ankom til forbindelse med høj affinitet 5 gennem en kombination af syntetisk mellemtest, litteraturevaluering og fragmentkombination. Vi var meget glade, da 5 demonstrerede oral aktivitet hos rotter.

Når vi udførte en farmakokinetisk analyse hos rotter, kunne vi dog kun registrere meget lave niveauer på 5 Efter oral dosering (F < 5%). Yderligere analyse viste, at 5 effektivt blev konverteret til 6in vivo, formodentlig af cytokromer P450 i rottelever.10 forbindelse 6 havde lignende aktivitet som forbindelse 5in vivo, hvilket tyder på, at 6 i høj grad var ansvarlig for aktiviteten af forbindelse 5.11 en in vitro-skærm med humane mikrosomer afslørede hurtig metabolisme af forbindelse 5, hvilket indikerer denne transformation som et potentielt humant metabolisk ansvar og fik os til at fremstille forbindelser, hvori 4′-positionen af den vedhængende phenyl blev blokeret fra P450-induceret hydroksylering.12 Vi kiggede på flere analoger indeholdende en 4 ‘ – blokerende gruppe, og i løbet af vores indsats identificerede vi forbindelse 7 (RAD140; figur Figur1)1) som vores prækliniske udviklingskandidat.

syntesen af forbindelse 7 er vist i skema 1.13,14 Vi påberåbte os en hurtig ipso-fluor-substitution af den venstre side forløber, stykke 8, med d-threonin i nærvær af K2CO3 i DMSO for at give det ønskede produkt 9 i brugbare udbytter (typisk>50%). D-Thr-adduktet 9 blev koblet med 4-cyanobenhydrat under standardkoblingsbetingelser ved anvendelse af EDCI og HOBt. Det resulterende produkt 10 blev silyleret med TBDMS-Cl, underkastet dehydrative cykliseringsbetingelser i nærvær af TPP/i2 og derefter desileret til det sidste trin.15-17 samlet set har dette vist sig at være en pålidelig og effektiv syntese ved hjælp af en forholdsvis billig, omend nonproteinogen aminosyre som chiralitetskilden.

stabiliteten af RAD140 var høj (t1/2> 2 h) i inkubationer med rotte -, abe-og humane mikrosomer, og den havde også god biotilgængelighed hos rotter (F = 27-63%) og aber (65-75%). RAD140 viste fremragende affinitet for androgenreceptoren (Ki = 7 nM vs 29 nM for testosteron og 10 nM for DHT) såvel som god selektivitet over andre steroidhormonukleære receptorer, hvor den nærmeste off-målreceptor er progesteronreceptoren (IC50 = 750 nM vs 0,2 nM for progesteron).18in vitro funktionel androgenagonistaktivitet blev bekræftet i c2c12 osteoblast differentieringsanalysen, hvor en EC50 på 0,1 nM blev vist (DHT = 0,05 nM).19

RAD140 blev karakteriseret i et antal in vivo-analyser for at bestemme dets orale virkning på et antal parametre forbundet med androgen aktivitet i prækliniske modeller. For eksempel blev RAD140 doseret i både unge kastrerede og intakte hanrotter for at vurdere dens virkninger gennem en række endogene androgene signalbaggrunde. Den unge kastrerede rotte tilvejebringer et meget følsomt in vivo-assay for androgen aktivitet, fordi dyret er relativt androgen-na-karrusel; således er enhver signalaktivitet fra en eksogent administreret androgen overlejret på en i det væsentlige blank baggrund.20 i figur Figur2,2, virkningen af stigende doser af oralt administreret RAD140 (0.5% methylcellulose) på levator ani bulbocavernosus muskel (“levator ani” eller “LABC”) vægt og prostata vægt er vist i forhold til vehikel (kastreret kontrol), sham (ikke-kastreret kontrol) og testosteron propionat (TP) doseret subkutant ved 1 mg/kg i majsolie.21 som det kan ses, stimulerer RAD140 levator ani-muskelen, der begynder i en dosis på 0,03 mg/kg (po) og når et effektivitetsniveau svarende til det sham-opererede dyr ved 0,3 mg/kg.

fordi vi konsekvent observerede, at RAD140 ikke opnåede et niveau af prostata-eller sædblærestimulering svarende til TP ved 1 mg/kg (uanset hvor høj dosis RAD140), besluttede vi at teste, om RAD140 kunne modvirke effekten af TP på rotteprostata og sædblærer og på samme tid bestemme, hvilken effekt samtidig administration af RAD140 og TP kan have på levator ani-muskelen. Fra resultaterne vist i figur Figur3, 3 er det tydeligt, at en høj dosis RAD140 (10 mg/kg, po) faktisk modvirker effekten af TP ved 1 mg/kg på sædblærerne, men øger effekten af TP på levatorani-muskelen. Vi var i stand til at konstatere, at den effektive dosis til opnåelse af antagonisme ved RAD140 er 0,3−1 mg/kg (po) for 1 mg/kg TP (sc) (data ikke vist). I prostata forårsagede RAD140 også en nedadgående tendens i stimuleringen af TP, men ændringen nåede ikke statistisk signifikans. I den unge kastrat mandlige rottemodel ser RAD140 således ud til at være en potent og komplet androgenagonist på levatorani, men en svagere, delvis antagonist på sædblæren og muligvis prostata.22

målet med de fleste prækliniske in vivo-modeller er bedst at forudsige, hvordan et lægemiddel vil udføre i lægemiddelmålpopulationen. Når man overvejer spørgsmålet om, hvor stimulerende en androgen er på et givet væv i en præklinisk model, skal man huske på, at baggrundsniveauet for androgensignalering kan påvirke responsen observeret hos et dyr. Den kastrerede rottemodel har begrænsninger, fordi det meget lave endogene androgenniveau i denne model er en kunstig situation, der ikke afspejles i den voksne voksne mandlige befolkning.23 især vil den mandlige population have en androgen baggrund langt over et kastrat, selvom androgenniveauerne sandsynligvis vil være lavere end normen for deres gruppe.

for bedre at forstå, hvordan denne gruppe kan reagere, besluttede vi at se på unge intakte hanrotter, da de har endogent testosteron, men på noget reducerede niveauer. Derfor bevarer de prostatafølsomhed over for en androgen forbindelse, men har samtidig en baseline-stimulering, der ligner målpopulationen mere end kastrerede dyr. Som vist i figur Figur4,4 øgede RAD140 vægten af levator ani-muskelen over vægten af den intakte kontrol startende med den laveste testede dosis (0,1 mg/kg). Interessant nok viste RAD140 ingen stimulering af prostata over det intakte dyrekontrolniveau, indtil den højeste testede dosis, 30 mg/kg. Ved 0,3 mg/kg viste RAD140 muskeleffektivitet svarende til TP ved 0,5 mg/kg, men en dosis på 30 mg/kg RAD140 var påkrævet for at tilnærme prostataeffektiviteten på 0,5 mg/kg TP.24 Fra denne undersøgelse er det tydeligt, at RAD140 hos unge intakte hanrotter har en meget bred vifte af selektivitet i forhold til både TP-behandlede rotter såvel som sham-kontrolrotter.

endelig var vi interesserede i at evaluere effekten af RAD140 hos unge, mandlige cynomolgøse aber for at etablere effektive doseringsniveauer i det, vi anså for at være en mere relevant præklinisk Art. Vi udførte en relativt enkel, nonterminal undersøgelse, der stadig tillod os at evaluere anabolske såvel som lipid og andre kliniske kemiske parametre. For at vurdere anabolsk aktivitet kiggede vi først på brutto kropsvægt, som vi vidste var en følsom markør for anabolsk androgenvirkning hos unge ikke-menneskelige primater. Resultaterne på dyrets kropsvægt af 28-dages dosering med RAD140 ved 0,01 mg / kg, 0,1 mg / kg og 1 mg/kg er vist i figur Figur55.

på grund af den lille gruppestørrelse (n = 3 for hver doseringsgruppe) brugte vi hvert dyrs baggrundsvægtændring i ugerne før eksperimentet for at etablere baseline som kontrol. Da den gennemsnitlige kropsvægt for hver gruppe på tre aber konvergerede til et næsten identisk antal (dag -1) med det absolutte kropsvægtinterval mellem grupper på kun 4,26−4,29 kg, afbildede vi den absolutte kropsvægt i figur Figur5.5. I denne undersøgelse blev der opnået en gennemsnitlig vægtøgning på mere end 10% på kun 28 dages dosering i en dosis på kun 0,1 mg/kg med en lignende virkning observeret i doseringsgruppen på 1,0 mg/kg.26

dobbelt energi røntgenabsorptiometri (“DEKSA”) scanninger af alle aber blev taget to dage før dosering begyndte og en dag efter den endelige dosis (dag -2 og dag 29) for at bestemme virkningerne af RAD140 på magert væv og fedt; resultaterne er vist i figur Figur6.6. Som det kan ses, var der ingen konsistent effekt på absolut fedtmasse, mens muskler viste en kvalitativ tendens, der stiger med dosis. Selvom det ser ud til, at størstedelen af masseforøgelsen vist i figur Figur55 skyldtes stigning i mager masse, var ingen af vævs vægtforøgelserne ret statistisk signifikante (p > 0,05), hvilket kan skyldes de små gruppestørrelser (n = 3) og relativt store standardafvigelser.27

klinisk kemi indikerede den forventede sænkning af lipider (LDL, HDL, triglycerider).28 På trods af de temmelig dramatiske stigninger i kropsvægt over så kort tid var der ingen forhøjelse af levertransaminaseniveauerne hos noget dyr ved nogen dosis >2 gange over dets baseline-værdi.29,30 I betragtning af det veletablerede forhold mellem oral androgenbrug og leverspændingsindikatorer var vi meget glade for, at vi i en dosis 10 gange større end den fuldt effektive dosis så minimale leverstigninger.31 taget i sum, RAD140 har alle kendetegnene for en SARM. Det er styrke selektiv, da det stimulerer muskelvægtstigninger ved en lavere dosis end den, der kræves for at stimulere prostatavægtstigninger. Desuden er det også effektivitetsselektivt, fordi det er fuldt anabolsk på muskler, men viser mindre end fuldstændig effektivitet på prostata og sædblærer og kan faktisk delvist modvirke stimuleringen af sædblærerne induceret af testosteron. RAD140 har fremragende farmakokinetik og er også en potent anabolsk I ikke-menneskelige primater. Vi mener, at den overordnede prækliniske profil af RAD140 er meget god, og forbindelsen har afsluttet præklinisk toksikologi hos både rotter og aber. Vi forbereder i øjeblikket RAD140 til fase i kliniske studier hos patienter, der lider af alvorligt vægttab på grund af kræftkakeksi.