tervezése, szintézise és preklinikai jellemzése az androgénreceptor (AR) a szteroid hormon nukleáris receptor szupercsalád tagja, amely magában foglalja az ösztrogén, progesztin, glükokortikoid és mineralokortikoid receptorokat.1 a prototípusos, endogén módon előállított androgén tesztoszteron (1) és a fontos aktív metabolit, a dihidrotesztoszteron (2) AR-hoz való kötődése rendkívül változatos biológiai tevékenységeket indít el, amelyek az alany nemétől, életkorától és hormonális állapotától függően változhatnak. Az AR aktivitása kritikus a normális emberi szexuális fejlődéshez és funkcióhoz, de ezen az aláírási szerepen túl az AR aktiváció fontos hatással van a különböző célpontokra, mint például a csontra, a májra, az izomra és a központi idegrendszerre.2,3 az androgén jelátvitel terápiás potenciálja jól ismert a Gyógyszerkémiai közösségben, és jó ideje a vegyészek olyan vegyületeket kerestek, amelyek szelektíven stimulálják az izom-és csontnövekedést, miközben minimalizálják a nemi szövetekre, például a férfiaknál a prosztatára és a nőknél a csiklóra gyakorolt proliferatív és/vagy hipertrófiás hatásokat.4,5 az ilyen vegyületeket szelektív androgénreceptor modulátoroknak vagy Sarm-eknek nevezik. Ebben a tekintetben a prototípusos és endogén androgén, a tesztoszteron, logikus referenciaérték-összehasonlítónak tekinthető. A 3. vegyület a GTx SARM S-22, A 4. vegyület pedig a BMS SARM 562929, mindkettőről az irodalomban beszámoltak, hogy orálisan aktív vegyületek, amelyek szelektivitása az izom felett prosztata a tesztoszteronhoz képest különböző preklinikai modellekben.6,7

az endogén benchmark tesztoszteronétól eltérő szövetszelektív aktivitású vegyületek előállításának lehetősége abból a tényből származhat, hogy a tipikus AR receptor aktivációt, amelyet az AR-hoz affinitással rendelkező molekula AR-hoz való kötődése indít el az AR ligandumkötő doménhez, ezután egy meglehetősen figyelemre méltó, összehangolt interakciós sorozat követi: Ezek magukban foglalhatják a receptor topológiájának változását, a hősokk fehérjék disszociációját, a receptor dimerizációját, a receptor foszforilációját, a gyors jelátviteli eseményeket, a transzlokációt a magba (AR), sok különböző koregulációs fehérjével való társulást egy transzkripciós komplex kialakításához, amely az AR-Modulált génekből származó RNS szintézis aktiválását vagy elnyomását eredményezi, végül a receptor lebomlását.8 Mivel minden receptor-ligandum komplex topológia egyedi az adott ligandumszerkezetre, fel lehet mérni, hogy bármely adott ligandum−receptor komplex kölcsönhatása a koregulációs fehérjékkel valószínűleg az adott ligandumra is egyedi. Továbbá, mivel az AR expressziós szintje, a coregulációs fehérjék konstellációs és expressziós szintje, valamint a poszttranszkripciós szabályozó események mintázata az egyes androgén célsejtekben különbözik, és az AR szabályozó helyek topográfiája a genomban minden génnél eltérő, az események és kölcsönhatások figyelemre méltó koreográfiája gazdag környezetet biztosít, amelyen belül olyan Sarm-eket lehet keresni, amelyek kívánatos szövetszelektív farmakológiai mintázattal rendelkeznek, mint például a magas anabolikus, de korlátozott androgén aktivitás.

tovább bonyolítja a SARM-szelektivitás eredetének megértését az elsődleges endogén androgén tesztoszteron “bio-amplifikációja”. Érdekes, hogy az endogén módon előállított és nagyon fontos androgén tesztoszteron egyfajta “anti-SARM” vagy “inverz SARM”, mert androgén aktivitását növeli a hatékonyabb 5cl-dihidrotesztoszteron az 5cl-reduktáz enzim által bizonyos szövetekben, beleértve a fejbőrt és a prosztatát (de nem az izomban vagy a csontban). Ennek eredményeként az androgének, amelyek nem esnek át ilyen bioamplifikáción a prosztatában, jobb szelektivitást mutatnak az izom vs prosztata tekintetében, összehasonlítva egy tesztoszteronnal kezelt kontrollal vagy egy ép állattal, amelynek elsődleges endogén androgénje a tesztoszteron.9 tágabban fogalmazva, lehet értékelni, hogy az endogén androgének, például a tesztoszteron vagy a dihidrotesztoszteron és a SARMs közötti metabolikus különbségek legalább bizonyos szelektivitási különbségeket is garantálhatnak.

a SARM területen végzett munkánk nagyszámú jelöltsablon szintézisét és értékelését eredményezte. Bár viszonylag könnyűnek találtuk az AR iránti nagy affinitású vegyületek előállítását, küzdöttünk olyan vegyületek eléréséért, amelyek jó orális hatékonyságot és magas in vivo tolerálhatóságot mutattak. Miután számos potenciális vezetéket megvizsgáltunk orális, in vivo aktivitásra, szintetikus közbenső tesztelés, irodalmi értékelés és fragmentum kombináció kombinációjával jutottunk el az 5-ös nagy affinitású vegyülethez. Örültünk, amikor 5 patkányokban orális aktivitást mutatott.

azonban, amikor patkányokon végzett farmakokinetikai analízist végeztünk, orális adagolás után csak nagyon alacsony 5-ös szintet tudtunk kimutatni (F < 5%). További elemzés kimutatta, hogy az 5 hatékonyan átalakult 6in vivo-ra, feltehetően a patkánymáj P450 citokrómjaival.A 10 6. vegyület hasonló aktivitással rendelkezett, mint az 5in vivo vegyület, ami arra utal, hogy a 6 nagymértékben felelős az 5.vegyület aktivitásáért.11 egy humán mikroszómákkal végzett in vitro vizsgálat kimutatta az 5-ös vegyület gyors metabolizmusát, ezzel jelezve ezt az átalakulást, mint potenciális emberi anyagcsere-felelősséget, és arra késztetett minket, hogy olyan vegyületeket állítsunk elő, amelyekben a függő fenil 4′-pozíciója blokkolva volt a P450 által indukált hidroxilezés miatt.12 számos, 4′-blokkoló csoportot tartalmazó analógot vizsgáltunk, és erőfeszítéseink során a 7-es vegyületet (RAD140; 1.ábra)1) azonosítottuk preklinikai fejlődési jelöltünkként.

a 7.vegyület szintézisét az 1.13,14 séma mutatja, a bal oldali prekurzor 8. darabjának gyors, ipso-fluor helyettesítésére támaszkodtunk D-treoninnal K2CO3 jelenlétében DMSO-ban, hogy a kívánt 9 terméket működőképes hozamokban kapjuk (jellemzően> 50%). A D-Thr adduktot 9 4-cianobenzohidraziddal párosítottuk standard kapcsolási körülmények között EDCI és HOBt alkalmazásával. A kapott 10 terméket tbdms-Cl-vel szilileztük, TPP/I2 jelenlétében dehidratáló ciklizálási feltételeknek vetettük alá, majd az utolsó lépéshez deszilizáltuk.15-17 Összességében ez megbízható és hatékony szintézisnek bizonyult, amely meglehetősen olcsó, bár nem proteinogén aminosavat használ a kiralitás forrásaként.

a RAD140 stabilitása magas volt (t1/2> 2 h) patkányokkal, majmokkal és humán mikroszómákkal végzett inkubációkban, és jó biológiai hozzáférhetősége volt patkányokban (F = 27-63%) és majmokban (65-75%). A RAD140 kiváló affinitást mutatott az androgén receptor iránt (ki = 7 nM vs 29 nM a tesztoszteron és 10 nM a DHT esetében), valamint jó szelektivitást mutatott más szteroid hormon nukleáris receptorokkal szemben, a legközelebbi célreceptor a progeszteron receptor (IC50 = 750 nM vs 0,2 nM a progeszteron esetében).18In vitro funkcionális androgén agonista aktivitást igazoltak a C2C12 oszteoblaszt differenciálódási vizsgálatban, ahol az EC50 értéke 0,1 nM volt (DHT = 0,05 nM).19

a RAD140-et számos in vivo vizsgálatban jellemezték annak orális hatékonyságának meghatározására számos, az androgén aktivitással összefüggő paraméteren preklinikai modellekben. Például a RAD140-et mind a fiatal kasztrált, mind az intakt hím patkányokban adagolták annak érdekében, hogy az endogén androgén jelátviteli háttérrel felmérjék annak hatásait. A fiatal ivartalanított patkány nagyon érzékeny in vivo vizsgálatot nyújt az androgén aktivitásra, mivel az állat viszonylag androgén-na XXL; így az exogén módon beadott androgén bármely jelátviteli aktivitása lényegében üres háttéren helyezkedik el.20 ábra ábra 2,2, a hatás a növekvő dózisú orálisan beadott RAD140 (0.5% metilcellulóz) a levator ani bulbocavernosus izom (“levator ani “vagy” LABC”) súlya és a prosztata súlya a vivőanyaghoz (kasztrált kontroll), a színlelt (nem kasztrált kontroll) és a tesztoszteron propionát (TP) 1 mg/kg kukoricaolajban szubkután adagolva.21 mint látható, a RAD140 0,03 mg/ttkg (po) dózistól kezdve stimulálja a levator ani izomzatát, és 0,3 mg/ttkg-nál eléri a színlelt állatnak megfelelő hatékonysági szintet.

mivel következetesen megfigyeltük, hogy a RAD140 nem sikerült elérni a prosztata vagy a szeminális vezikulum stimulációjának 1 mg / kg-os szintjét (függetlenül attól, hogy milyen magas a RAD140 dózisa), úgy döntöttünk, hogy teszteljük, hogy a RAD140 képes-e antagonizálni a TP hatását a patkány prosztata és a szeminális vezikulákra, és ugyanakkor meghatározzuk, hogy a RAD140 és a TP együttes alkalmazása milyen hatással lehet a levator ani izomra. A 3., 3. ábrán bemutatott eredmények alapján nyilvánvaló, hogy a RAD140 nagy dózisa (10 mg/kg, po) valójában antagonizálja a TP 1 mg/kg-os hatását a maghólyagokra, de növeli a TP hatását a levator ani izomra. Meg tudtuk állapítani, hogy az antagonizmus RAD140 általi elérésének hatékony dózisa 0,3−1 mg/kg (po) 1 mg/kg TP (sc) esetén (az adatok nem jelennek meg). A prosztatában a RAD140 szintén csökkenő tendenciát okozott a TP stimulációjában, de a változás nem érte el a statisztikai szignifikanciát. Így a fiatal kasztrált hím patkánymodellben a RAD140 erős és teljes androgén agonistának tűnik a levator ani – n, de gyengébb, részleges antagonista a maghólyagon és esetleg a prosztatán.22

a legtöbb preklinikai, in vivo modell célja a legjobban megjósolni, hogy egy gyógyszer hogyan fog teljesíteni a gyógyszer célpopulációjában. Ha figyelembe vesszük azt a kérdést, hogy az androgén milyen stimuláló hatással van egy adott szövetre egy preklinikai modellben, szem előtt kell tartani, hogy az androgén jelátvitel háttérszintje befolyásolhatja az állatokban megfigyelt választ. A kasztrált patkánymodellnek vannak korlátai, mivel ebben a modellben a nagyon alacsony endogén androgénszint mesterséges helyzet, amely nem tükröződik a megcélzott felnőtt humán férfi populációban.23 különösen a megcélzott férfi populáció androgén háttere jóval a kasztrát felett lesz, bár az androgénszint valószínűleg alacsonyabb lesz, mint a csoportjuk normája.

annak érdekében, hogy jobban megértsük, hogyan reagálhat ez a csoport, úgy döntöttünk, hogy fiatal, érintetlen hím patkányokat vizsgálunk, mivel endogén tesztoszteronnal rendelkeznek, de kissé csökkent szinten. Ezért megtartják a prosztata érzékenységét egy androgén vegyülettel szemben, ugyanakkor kiindulási stimulációval rendelkeznek, amely jobban hasonlít a célpopulációhoz, mint a kasztrált állatok. Amint az A 4., 4. ábrán látható, a RAD140 a legalacsonyabb vizsgált dózissal (0,1 mg/kg) kezdve növelte a levator ani izom súlyát az intakt kontroll súlya fölé. Érdekes módon a RAD140 nem mutatta a prosztata stimulációját az intakt állatkontroll szint felett, amíg a legmagasabb dózis, 30 mg/kg. 0,3 mg/kg-nál a RAD140 a TP-hez hasonló izomhatást mutatott 0,5 mg/kg-nál, de 30 mg/kg RAD140 dózisra volt szükség a prosztata 0,5 mg/kg-os hatékonyságának megközelítéséhez TP.24 ebből a vizsgálatból nyilvánvaló, hogy fiatal, ép hím patkányokban a RAD140 szelektivitása nagyon széles a TP-vel kezelt patkányokhoz, valamint a színlelt kontroll patkányokhoz képest.

végül érdeklődtünk a RAD140 hatásának értékelése fiatal, hím cinomolgous majmokon, hogy megállapítsuk a hatékony adagolási szinteket abban, amit relevánsabbnak tekintettünk preklinikai Fajok. Egy viszonylag egyszerű, nem terminális vizsgálatot végeztünk, amely még mindig lehetővé tette számunkra az anabolikus, valamint a lipid és más klinikai kémiai paraméterek értékelését. Az anabolikus aktivitás értékeléséhez először a bruttó testtömeget vizsgáltuk, amelyről tudtuk, hogy az anabolikus androgén hatás érzékeny markere a fiatal nem emberi főemlősökben. A 28 napos RAD140 dózis 0,01 mg/ttkg, 0,1 mg/ttkg és 1 mg/ttkg állati testtömegre vonatkozó eredményeit az 55.ábra mutatja.

A Kis csoportméret miatt (n = 3 minden adagolási csoport esetében), az egyes állatok háttér-súlyváltozását használtuk a kísérlet előtti hetekben, hogy megállapítsuk az alapvonalat kontrollként. Mivel a három majomcsoport átlagos testtömege szinte azonos számra konvergált (-1.nap), a csoportok közötti abszolút testtömeg−tartomány csak 4,26-4,29 kg volt, az abszolút testtömeget az 5.5. ábrán ábrázoltuk. Ebben a vizsgálatban 10% – nál nagyobb átlagos testtömeg-gyarapodást értek el mindössze 28 napos adagolás során mindössze 0,1 mg/kg dózis mellett, hasonló hatást figyeltek meg az 1,0 mg/kg adagolási csoportban.26

kettős energiájú röntgensugár-abszorpciós (“DEXA”) vizsgálatot végeztek minden majomról két nappal az adagolás megkezdése előtt és egy nappal az utolsó adag beadása után (-2.és 29.nap) annak érdekében, hogy meghatározzák a RAD140 izomszövetre és zsírszövetre gyakorolt hatását; az eredményeket a 6. 6. ábra mutatja. Mint látható, az abszolút zsírtömegre nem volt következetes hatás, míg az izom minőségi tendenciát mutatott, amely az adaggal növekszik. Bár úgy tűnik, hogy az 55. ábrán látható tömegnövekedés nagy része a sovány tömeg növekedésének volt köszönhető, a szöveti tömegnövekedés egyike sem volt statisztikailag szignifikáns (p > 0,05), ami a kis csoportméreteknek (n = 3) és a viszonylag nagy szórásoknak tudható be.27

a klinikai kémia a lipidek (LDL, HDL, trigliceridek) várható csökkenését jelezte.28 annak ellenére, hogy a testtömeg ilyen rövid idő alatt meglehetősen drámai módon növekedett, egyetlen állatnál sem emelkedett a májenzim transzamináz szintje egyetlen adagnál sem >2-szerese az alapértéknek.29,30 tekintettel az orális androgénhasználat és a máj stressz mutatói közötti jól megalapozott kapcsolatra, nagyon örültünk, hogy a teljesen hatásos dózisnál 10-szer nagyobb dózisban minimális májenzim emelkedést tapasztaltunk.31összegezve, a RAD140 rendelkezik a SARM összes jellemzőjével. Ez a potencia szelektív, mivel serkenti az izomsúly növekedését alacsonyabb dózisban, mint ami a prosztata súlynövekedésének stimulálásához szükséges. Ezenkívül a hatékonyság szelektív is, mivel teljesen anabolikus az izomra, de kevesebb, mint teljes hatékonyságot mutat a prosztata és a szeminárium vezikulumain, és valójában részben antagonizálhatja a tesztoszteron által kiváltott szeminárium vezikulumok stimulációját. A RAD140 kiváló farmakokinetikával rendelkezik, és erős anabolikus hatású a főemlősökben is. Úgy gondoljuk, hogy a RAD140 preklinikai profilja nagyon jó, és a vegyület befejezte a preklinikai toxikológiát mind patkányokban, mind majmokban. Jelenleg a RAD140-et készítjük az I. fázisú klinikai vizsgálatokhoz a rákos cachexia miatt súlyos fogyásban szenvedő betegeknél.