androgeenireseptori (AR) on steroidihormonin ydinreseptoriperheen jäsen, joka sisältää estrogeeni -, progestiini -, glukokortikoidi-ja mineralokortikoidireseptoreita.1 prototyyppisen, endogeenisesti tuotetun androgeenitestosteronin (1) ja tärkeän aktiivisen metaboliitin dihydrotestosteronin (2) sitoutuminen AR: hen käynnistää huomattavan monipuolisen joukon biologisia toimintoja, jotka voivat vaihdella kohteen sukupuolen, iän ja hormonaalisen tilan mukaan. AR: n aktiivisuus on kriittinen normaalille ihmisen seksuaaliselle kehitykselle ja toiminnalle, mutta tämän allekirjoitusroolin lisäksi AR-aktivaatiolla on myös merkittäviä vaikutuksia erilaisiin kohteisiin, kuten luuhun, maksaan, lihaksiin ja keskushermostoon.2,3 androgeenisen signaloinnin terapeuttinen potentiaali on hyvin arvostettu lääketieteellisessä kemian yhteisössä, ja jo jonkin aikaa kemistit ovat etsineet yhdisteitä, jotka selektiivisesti stimuloivat lihasten ja luun kasvua minimoiden proliferatiiviset ja/tai hypertrofiset vaikutukset sukupuolikudoksiin, kuten eturauhaseen miehillä ja klitorikseen naisilla.4,5 tällaisia yhdisteitä on kutsuttu selektiivisiksi androgeenireseptorimodulaattoreiksi tai SARM: iksi. Tässä suhteessa prototyyppistä ja endogeenista androgeeniä, testosteronia, pidetään loogisena vertailuarvona. Yhdiste 3 on GTx SARM s-22 ja yhdiste 4 on BMS SARM 562929, jotka molemmat on raportoitu kirjallisuudessa olevan suun kautta aktiivisia yhdisteitä, joilla on selektiivisyys lihaksen yli eturauhasen suhteessa testosteroniin eri prekliinisissä malleissa.6,7

mahdollisuus saada yhdisteitä, joilla on kudosselektiivisiä vaikutuksia, jotka poikkeavat endogeenisen vertailuarvon testosteronin toiminnasta, saattaa johtua siitä, että tyypillistä AR-reseptorien aktivaatiota, joka käynnistyy sellaisen molekyylin sitoutumisesta, jolla on affiniteetti AR-reseptoriin ja ar-ligandeja sitovaan domeeniin, seuraa sitten melko merkittävä, koordinoitu sarja yhteisvaikutuksia.: Näitä voivat olla reseptoritopologian muutos, lämpöshokkiproteiinien dissosiaatio, reseptoridimerisaatio, reseptorifosforylaatio, nopeat signalointitapahtumat, translokaatio tumaan (AR), assosiaatio monien erilaisten coregulatoristen proteiinien kanssa transkriptiokompleksin muodostamiseksi, joka johtaa ar-moduloitujen geenien RNA-synteesin aktivoitumiseen tai suppressioon ja lopuksi reseptorin hajoaminen.8 koska jokainen reseptori-ligandikompleksitopologia on ainutlaatuinen kyseiselle ligandirakenteelle, voidaan ymmärtää, että minkä tahansa tietyn ligandireseptorikompleksin vuorovaikutus coregulatoristen proteiinien kanssa on todennäköisesti ainutlaatuinen myös kyseiselle ligandille. Lisäksi, koska AR: n ekspressiotaso, coregulatoristen proteiinien konstellaatio-ja ekspressiotaso sekä transcriptionaalisten säätelytapahtumien mallit eroavat kussakin androgeenin kohdesolutyypissä ja AR: n säätelyalueiden topografia genomissa eroaa kussakin geenissä, tämä merkittävä tapahtumien ja vuorovaikutusten koreografia tarjoaa rikkaan ympäristön, jossa voidaan etsiä SARM: iä, joilla on toivottava kudosselektiivisen farmakologian malli, kuten korkea anabolinen mutta rajoitettu androgeeninen aktiivisuus.

edelleen monimutkaistaa käsitystämme SARM-selektiivisyyden alkuperästä on primaarisen endogeenisen androgeenin testosteronin ”bio-amplifikaatio”. Mielenkiintoista on, että endogeenisesti tuotettu ja erittäin tärkeä androgeeninen testosteroni toimii eräänlaisena ”anti-SARM: na” tai ”käänteisenä SARM: na”, koska sen androgeeninen aktiivisuus lisääntyy muuntamalla 5α-reduktaasientsyymin voimakkaammaksi 5α-dihydrotestosteroniksi tietyissä kudoksissa, kuten päänahassa ja eturauhasessa (mutta ei lihaksessa tai luussa). Tämän seurauksena androgeenit, jotka eivät käy läpi tällaista bioamplifikaatiota eturauhasessa, osoittavat parempaa selektiivisyyttä lihaksen ja eturauhasen suhteen verrattuna testosteronikäsiteltyyn kontrolliin tai ehjään eläimeen, jonka ensisijainen endogeeninen androgeeni on testosteroni.9 laajemmin sanottuna voisi ymmärtää, että metaboliset erot endogeenisten androgeenien, kuten testosteronin tai dihydrotestosteronin ja SARM: n välillä voivat myös taata ainakin joitakin selektiivisyyseroja.

työmme SARM-alueella johti lukuisten ehdokasmallien synteesiin ja arviointiin. Vaikka meillä oli suhteellisen helppo saada yhdisteitä, joilla on suuri affiniteetti AR: hen, meillä oli vaikeuksia saavuttaa yhdisteitä, jotka osoittivat hyvää oraalista tehokkuutta ja suurta in vivo-siedettävyyttä. Skannattuamme monia mahdollisia johtolankoja oraaliseen, in vivo-aktiivisuuteen, saavuimme korkean affiniteetin yhdisteeseen 5 synteettisen välitestauksen, kirjallisuuden arvioinnin ja fragmenttiyhdistelmän yhdistelmällä. Olimme iloisia, kun 5 osoitti suun aktiivisuutta rotilla.

kuitenkin, kun teimme farmakokineettisen analyysin rotilla, oraalisen annon jälkeen havaitsimme vain hyvin alhaiset 5-pitoisuudet (F < 5%). Lisäanalyysi osoitti, että 5 muuntui tehokkaasti 6in vivo-arvoksi, oletettavasti rotan maksassa sytokromi P450: n vaikutuksesta.10 yhdisteellä 6 oli samanlainen aktiivisuus kuin yhdisteellä 5in vivo, mikä viittaa siihen, että 6 oli suurelta osin vastuussa yhdisteen 5 aktiivisuudesta.11 in vitro-seulonta ihmisen mikrosomien kanssa paljasti yhdisteen 5 nopean metabolian, mikä osoittaa tämän muutoksen mahdollisena ihmisen metabolisena vastuuna ja kehottaa meitä valmistamaan yhdisteitä, joissa riippuvan fenyylin 4′-Asento estettiin P450-indusoidusta hydroksylaatiosta.12 tarkastelimme useita analogeja, jotka sisältävät 4 ’ – estoryhmän, ja ponnistelujemme aikana tunnistimme yhdisteen 7 (RAD140; Kuva 1)1) prekliinisenä kehitysehdokkaanamme.

yhdisteen 7 synteesi on esitetty kaaviossa 1.13,14 luotimme siihen, että vasemman puolen esiasteen, kappaleen 8, ipso-fluori korvautuu nopeasti d-treoniinilla K2CO3: n läsnä ollessa DMSO: ssa, jotta haluttu tuote 9 saadaan toimivilla sadoilla (tyypillisesti >50%). D-Thr-addukti 9 yhdistettiin 4-syanobentsohydratsidiin standardikytkentäolosuhteissa edci: n ja Hobtin avulla. Tuloksena oleva tuote 10 silyloitiin TBDMS-Cl: llä, altistettiin dehydratiiviselle syklisaatiolle TPP/I2: n läsnä ollessa, minkä jälkeen se desilyoitiin viimeistä vaihetta varten.15-17 kaiken kaikkiaan tämä on osoittautunut luotettavaksi ja tehokkaaksi synteesiksi käyttäen melko edullista, joskin ei-proteinogeenista aminohappoa kiraalisuuden lähteenä.

RAD140 stabiilisuus oli korkea (t1 / 2> 2 h) inkubaatioissa rotilla, apinoilla ja ihmisen mikrosomeilla, ja hyötyosuus oli hyvä myös rotilla (F = 27-63%) ja apinoilla (65-75%). RAD140 osoitti erinomaista affiniteettia androgeenireseptoriin (ki = 7 nM vs 29 nM testosteronille ja 10 nM DHT: lle) sekä hyvää selektiivisyyttä muihin steroidihormonien ydinreseptoreihin nähden, lähimpänä poispäin suuntautuvaa reseptoria on progesteronireseptori (IC50 = 750 nM vs 0,2 nM progesteronille).18in vitro funktionaalinen androgeeniagonistiaktiivisuus vahvistettiin c2c12-osteoblastien erilaistumistestissä, jossa osoitettiin 0, 1 nM: n EC50 (DHT = 0, 05 nM).19

RAD140: tä kuvattiin useissa in vivo-määrityksissä sen oraalisen tehon määrittämiseksi useilla parametreilla, jotka liittyivät androgeeniseen aktiivisuuteen prekliinisissä malleissa. Esimerkiksi RAD140 annosteltiin sekä nuorille Kuohituille että ehjille urosrotille, jotta sen vaikutuksia voitaisiin arvioida endogeenisten androgeenisten signalointitaustojen avulla. Nuori kastroitu rotta tarjoaa erittäin herkän in vivo-määrityksen androgeeniselle aktiivisuudelle, koska eläin on suhteellisen androgeeni-naiivi; näin ollen eksogeenisesti annostellun androgeenin kaikki signalointitoiminnot asetetaan pääosin tyhjälle taustalle.20 Kuvassa Kuvio2, 2, suun kautta annettujen RAD140 (0.5% metyyliselluloosaa) levator ani bulbocavernosus-lihaksen (”levator ani ”tai” LABC”) paino ja eturauhasen paino on osoitettu suhteessa kantaja-aineeseen (kuohittu kontrolli), huijaukseen (kuohitsematon kontrolli) ja testosteronipropionaattiin (TP), joka annetaan ihon alle 1 mg/kg maissiöljyssä.21 kuten voidaan nähdä, RAD140 stimuloi levator ani-lihasta alkaen annoksella 0, 03 mg/kg (po) ja saavuttaa tehon, joka vastaa lumeleikkattua eläintä annoksella 0, 3 mg/kg.

koska havaitsimme johdonmukaisesti, että RAD140 ei saavuttanut TP: n tasoista eturauhasen tai rakkularauhasen stimulaatiota annoksella 1 mg / kg (riippumatta siitä, kuinka suuri RAD140-annos on), päätimme testata, voisiko RAD140 estää TP: n vaikutuksen rotan eturauhaseen ja rakkularauhasiin, ja samalla määrittää, mikä vaikutus RAD140: n ja TP: n samanaikaisella antamisella saattaa olla levator ani-lihakseen. Kuvassa 3, 3 esitettyjen tulosten perusteella on ilmeistä, että suuri annos RAD140: tä (10 mg/kg, po) todella estää TP: n vaikutuksen 1 mg/kg: lla rakkularakkuloihin, mutta lisää TP: n vaikutusta levator ani-lihakseen. Pystyimme varmistamaan, että tehokas annos RAD140: n antagonismin saavuttamiseksi on 0, 3−1 mg/kg (po) 1 mg/kg TP (sc): lle (tietoja ei näy). Eturauhasessa RAD140 aiheutti myös TP: n stimulaation vähenemisen, mutta muutos ei saavuttanut tilastollista merkitystä. Niinpä nuoressa kastraattimallissa RAD140 näyttää olevan voimakas ja täydellinen androgeeniagonisti levator ani: llä, mutta heikompi, osittainen antagonisti rakkularakkulassa ja mahdollisesti eturauhasessa.22

useimpien prekliinisten in vivo-mallien tavoitteena on parhaiten ennustaa, miten lääke toimii lääkkeen kohdepopulaatiossa. Kun tarkastellaan kysymystä siitä, miten stimuloiva androgeeni on jollakin tietyllä kudoksella prekliinisessä mallissa, on pidettävä mielessä, että androgeenin signaloinnin taustataso voi vaikuttaa eläimessä havaittuun vasteeseen. Kastroidulla rotta-mallilla on rajoituksia, koska tämän mallin hyvin alhainen endogeeninen androgeenitaso on keinotekoinen tilanne, joka ei näy kohdeaikuisessa ihmis-urospopulaatiossa.23 erityisesti kohdepopulaatiolla on androgeeni Tausta reilusti yli kastraatin, vaikka androgeenitasot ovat todennäköisesti alhaisemmat kuin normi ryhmälleen.

ymmärtääksemme paremmin, miten tämä ryhmä voisi reagoida, päätimme tarkastella nuoria ehjiä urosrotia, koska niillä on endogeenista testosteronia, mutta hieman alhaisemmat pitoisuudet. Siksi ne säilyttävät eturauhasen herkkyyden androgeeniselle yhdisteelle, mutta samalla niillä on lähtötilanteen stimulaatio, joka muistuttaa enemmän kohdepopulaatiota kuin kastroidut Eläimet. Kuten kuvassa 4 ja 4 on esitetty,RAD140 lisäsi levator ani-lihaksen painoa yli koskemattoman kontrollin painon alkaen pienimmästä testatusta annoksesta (0, 1 mg / kg). Mielenkiintoista on, että RAD140 ei osoittanut eturauhasen stimulaatiota ehjän eläinkontrollitason yläpuolella ennen suurinta testattua annosta, 30 mg / kg. Annoksella 0, 3 mg/kg RAD140 osoitettiin samanlainen lihasteho kuin annoksella 0, 5 mg/kg, mutta tarvittiin annos 30 mg/kg RAD140: tä, jotta voitiin arvioida eturauhasen teho 0, 5 mg/kg TP.24 tämän tutkimuksen perusteella on ilmeistä, että nuorilla ehjillä urosrotilla RAD140: n selektiivisyys on hyvin laaja verrattuna sekä TP-hoidettuihin rotiin että huijauskontrollirottiin.

lopuksi olimme kiinnostuneita arvioimaan RAD140: n vaikutusta nuoriin, urospuolisiin kyynomolgoottiapinoihin, jotta voitaisiin määrittää tehokas annostaso sellaisella lajilla, jota pidimme merkityksellisempänä prekliinisenä lajina. Teimme suhteellisen yksinkertaisen, ei-terminaalisen tutkimuksen, joka vielä antoi meille mahdollisuuden arvioida anabolisia sekä lipidejä ja muita Kliinisen Kemian parametreja. Anabolisen aktiivisuuden arvioimiseksi tarkastelimme ensin bruttopainoa, jonka tiesimme olevan herkkä merkki anabolisesta androgeenista toiminnasta nuorilla kädellisillä. Tulokset eläimen ruumiinpainosta 28 vuorokauden RAD140-annoksilla 0, 01 mg/kg, 0, 1 mg/kg ja 1 mg/kg on esitetty kuvassa 55.

pienen ryhmän koon vuoksi (N = 3 kullekin annosryhmälle) vertailukohtana käytettiin kunkin eläimen taustapainon muutosta koetta edeltäviltä viikoilta. Koska kunkin kolmen apinan ryhmän keskimääräinen paino oli lähes sama (päivä -1) ja absoluuttinen paino ryhmien välillä oli vain 4, 26−4, 29 kg, merkitsimme absoluuttisen ruumiinpainon kuvioon 5.5. Tässä tutkimuksessa vain 0, 1 mg/kg annoksella saavutettiin keskimäärin yli 10%: n painonnousu vain 28 päivän aikana, ja vaikutus oli samanlainen 1, 0 mg/kg annosryhmällä.26

Kaksoisenergiaröntgenabsorptiometria (”DEXA”) otettiin kaikista apinoista kaksi päivää ennen annostelun aloittamista ja yksi päivä viimeisen annoksen jälkeen (päivä -2 ja päivä 29) RAD140: n laihaan kudokseen ja rasvaan kohdistuvien vaikutusten määrittämiseksi; tulokset on esitetty kuvassa 6.6. Kuten voidaan nähdä, absoluuttiseen rasvamassaan ei ollut johdonmukaista vaikutusta, kun taas lihas osoitti laadullista suuntausta, joka kasvaa annoksen myötä. Vaikka näyttää siltä, että suurin osa Kuvassa 55 esitetystä massan kasvusta johtui vähärasvaisen massan kasvusta, mikään kudospainon lisäyksistä ei ollut melko tilastollisesti merkitsevää (p > 0, 05), mikä saattoi johtua pienistä ryhmäkooista (n = 3) ja suhteellisen suurista keskihajonnoista.27

Kliininen kemia osoitti lipidien (LDL, HDL, triglyseridit) odotetun laskun.28 huolimatta melko dramaattisesta painon noususta näin lyhyen ajan kuluessa, maksaentsyymitransaminaasiarvot eivät kohonneet millään annoksella >2-kertaisiksi lähtöarvoon verrattuna.29,30 kun otetaan huomioon vakiintunut suhde suun androgeenien käytön ja maksan stressin indikaattorien välillä, olimme melko tyytyväisiä, että annoksella 10-kertainen verrattuna täysin tehokkaaseen annokseen näimme minimaalisen maksaentsyymien nousun.31taken summana RAD140: llä on kaikki SARM: n tunnusmerkit. Se on potenssiselektiivinen, koska se stimuloi lihasten painon kasvua pienemmällä annoksella kuin mitä tarvitaan eturauhasen painon lisäämiseksi. Lisäksi se on myös tehokkuutta selektiivinen, koska se on täysin anabolinen lihaksissa, mutta osoittaa vähemmän kuin täydellistä tehoa eturauhasen ja rakkularakkuloiden suhteen ja itse asiassa voi osittain estää testosteronin indusoimien rakkularakkuloiden stimulaation. RAD140: llä on erinomainen farmakokinetiikka ja se on voimakas anabolinen myös kädellisillä. Uskomme, että RAD140: n yleinen prekliininen profiili on erittäin hyvä, ja yhdiste on suorittanut prekliinisen toksikologian sekä rotilla että apinoilla. Valmistelemme parhaillaan RAD140: tä faasin I kliinisiin tutkimuksiin potilailla, jotka kärsivät vakavasta syövän aiheuttamasta rasvanpudotuksesta.