androgenreseptoren (AR) er medlem av steroidhormonens nukleære reseptor superfamilie som inkluderer østrogen, progestin, glukokortikoid og mineralokortikoidreseptorer.1 bindingen av det prototypiske, endogent produserte androgentestosteronet (1) og den viktige aktive metabolitten dihydrotestosteron (2) til AR initierer et bemerkelsesverdig variert utvalg av biologiske aktiviteter som kan variere i henhold til individets kjønn, alder og hormonstatus. AKTIVITETEN TIL AR er kritisk for normal menneskelig seksuell utvikling og funksjon, men utover denne signaturrollen har ar-aktivering også viktige effekter på ulike mål som bein, lever, muskel og sentralnervesystemet.2,3 det terapeutiske potensialet for androgen signalering er godt verdsatt i det medisinske kjemisamfunnet, og i en stund har kjemikere søkt forbindelser som selektivt stimulerer muskel – og beinvekst samtidig som de proliferative og/eller hypertrofiske effektene på kjønnsvev som prostata hos menn og klitoris hos kvinner minimeres.4,5 slike forbindelser har blitt kalt selektive androgenreseptormodulatorer eller SARMs. I denne forbindelse anses den prototypiske og endogene androgen, testosteron, å være en logisk referansekomparator. Forbindelse 3 Er GTx SARM S-22 og forbindelse 4 ER BMS SARM 562929, som begge er rapportert i litteraturen som oralt aktive forbindelser med selektivitet for muskel over prostata i forhold til testosteron i ulike prekliniske modeller.6,7
muligheten for å oppnå forbindelser som har vevsselektive aktiviteter som er forskjellige fra det endogene referansestosteronet, kan stamme fra det faktum at typisk AR-reseptoraktivering, som initieres ved binding av et molekyl med affinitet FOR AR til ar-ligandbindingsdomenet, følges deretter av en ganske bemerkelsesverdig, koordinert serie interaksjoner: Disse kan omfatte en endring i reseptortopologi, dissosiasjon av varmesjokkproteiner, reseptordimerisering, reseptorfosforylering, hurtigsignalhendelser, translokasjon til kjernen (AR), tilknytning til mange forskjellige coregulatoriske proteiner for å danne et transkripsjonskompleks som resulterer i aktivering eller undertrykkelse AV RNA-syntese fra AR-modulerte gener, og til slutt reseptorforringelse.8 Siden hver reseptor-ligand kompleks topologi er unik for den ligandstrukturen, kan man sette pris på at samspillet mellom et bestemt ligand-reseptorkompleks med coregulatory proteiner sannsynligvis vil være unikt for den liganden også. Videre, fordi uttrykket NIVÅ AV AR, konstellasjonen og uttrykk nivå av coregulatory proteiner, og mønstrene av post-transkripsjonelle regulatoriske hendelser varierer i hver type androgen målcelle, og topografien AV AR regulatoriske områder i genomet er forskjellig på hvert gen, denne bemerkelsesverdige koreografi av hendelser og interaksjoner gir et rikt miljø innenfor hvilke man kan søke Etter SARMs har en ønskelig mønster av vev-selektiv farmakologi, slik som høy anabole men begrenset androgene aktivitet.videre kompliserer vår forståelse av opprinnelsen TIL SARM selektivitet er «bio-amplification» av den primære endogene androgen testosteron. Interessant nok tjener det endogent produserte og svært viktige androgentestosteronet som en type «anti-SARM «eller» invers SARM » fordi dets androgene aktivitet økes ved konvertering til det mer potente 5α-dihydrotestosteron av 5α-reduktase enzymet i visse vev, inkludert hodebunnen og prostata (men ikke i muskel eller bein). Som et resultat, androgener som ikke gjennomgår en slik bioamplification i prostata vil demonstrere forbedret selektivitet angående muskel vs prostata sammenlignet med en testosteron-behandlet kontroll eller et intakt dyr som primære endogene androgen er testosteron.9 Mer generelt sett kan man sette pris på at metabolske forskjeller mellom endogene androgener som testosteron eller dihydrotestosteron og SARMs også kan garantere minst noen selektivitet forskjeller.
Vårt arbeid i SARM-området resulterte i syntese og evaluering av et stort antall kandidatmaler. Mens vi fant det relativt enkelt å oppnå forbindelser med høy affinitet FOR AR, kjempet vi for å oppnå forbindelser som viste god oral effekt og høy in vivo toleranse. Etter å ha skannet mange potensielle leads for oral, in vivo-aktivitet, kom vi til high affinity compound 5 gjennom en kombinasjon av syntetisk mellomtesting, litteraturevaluering og fragmentkombinasjon. Vi var glade da 5 demonstrerte oral aktivitet hos rotter.
men da vi utførte en farmakokinetisk analyse hos rotter, kunne vi bare oppdage svært lave nivåer av 5 etter oral dosering (F < 5%). Videre analyse viste at 5 ble effektivt omdannet til 6in vivo, antagelig av cytokromer P450 i rottelever.10 Sammensatte 6 hadde lignende aktivitet til sammensatte 5in vivo, noe som tyder på at 6 var i stor grad ansvarlig for aktiviteten av sammensatte 5.11 en in vitro-skjerm med humane mikrosomer viste rask metabolisme av forbindelse 5, og indikerte dermed denne transformasjonen som en potensiell menneskelig metabolsk ansvar og ba oss om å forberede forbindelser der 4 ‘ – posisjonen til pendelfenylet ble blokkert Fra p450-indusert hydroksylering.12 Vi så på flere analoger som inneholdt en 4 ‘ – blokkeringsgruppe, og i løpet av vår innsats identifiserte vi sammensatt 7 (RAD140; Figur Figure1) 1) som vår prekliniske utviklingskandidat.
Strukturer av testosteron (1), 5α-dihydrotestosteron (2), GTx S-22 (3), BMS 562929 (4), innledende bly 5, aktiv metabolitt 6 og 7 (RAD140).syntese av forbindelse 7 er vist I Skjema 1.13, 14 vi stolte på en rask, ipso-fluor-substitusjon av venstre side forløper, stykke 8, med d-treonin i nærvær AV K2CO3 I DMSO for å gi det ønskede produktet 9 i brukbare utbytter (typisk >50%). D-Thr adduct 9 ble kombinert med 4-cyanobenzohydrazid under standard koblingsforhold ved BRUK AV EDCI og HOBt. Det resulterende produkt 10 ble silylert MED TBDMS-Cl, underkastet dehydrerende syklusforhold i nærvær AV TPP / I2, og deretter desilyert for det siste trinnet.15-17 Totalt har dette vist seg å være en pålitelig og effektiv syntese ved hjelp av en ganske billig, om enn ikke-proteinogen aminosyre som chiralitetskilden.
stabiliteten TIL RAD140 var høy (t1/2 > 2 h) i inkubasjoner med rotte, ape og humane mikrosomer, og den hadde også god biotilgjengelighet hos rotter (F = 27-63%) og aper (65-75%). RAD140 viste utmerket affinitet for androgenreseptoren (Ki = 7 nM vs 29 nM for testosteron og 10 nM FOR DHT), samt god selektivitet over andre steroidhormonnære reseptorer, med den nærmeste off – målreseptoren som progesteronreseptoren (IC50 = 750 nM vs 0.2 nM for progesteron).18In vitro funksjonell androgenagonistaktivitet ble bekreftet I c2c12 osteoblast differensieringsanalysen, hvor EN EC50 PÅ 0,1 nM ble vist (DHT = 0,05 nM).19
RAD140 ble karakterisert i en rekke in vivo-analyser for å bestemme dens orale effekt på en rekke parametere assosiert med androgen aktivitet i prekliniske modeller. FOR EKSEMPEL BLE RAD140 dosert i både unge kastrerte og intakte hannrotter for å vurdere dens effekter gjennom en rekke endogene androgene signalbakgrunn. Den unge kastrerte rotten gir en svært følsom in vivo-analyse for androgen aktivitet fordi dyret er relativt androgen-naï; dermed er enhver signalaktivitet fra et eksogent administrert androgen lagt på en hovedsakelig tom bakgrunn.20 I Figur Figur2, 2, effekten av økende doser av oralt administrert RAD140 (0.5% metylcellulose) på levator ani bulbocavernosus muskel («levator ani» eller «LABC») vekt og prostata vekt er vist i forhold til kjøretøy (kastrert kontroll), humbug (ikke-kastrert kontroll) og testosteron propionat (tp) dosert subkutant ved 1 mg/kg i maisolje.21 SOM det kan ses, stimulerer RAD140 levator ani-muskelen som begynner med en dose på 0,03 mg / kg (po) og når et effektnivå tilsvarende det falske dyret ved 0,3 mg / kg.
VEVSSELEKTIV agonistaktivitet AV RAD140 i kastrerte umodne rotter. Muskel (levator ani) og prostata vekter fra dyr behandlet i 11 dager er plottet med humbug og kjøretøy kontroller sammen MED SD. TP er testosteron propionat dosert subkutant daglig i maisolje. Fem rotter ble inkludert i hver behandlingsgruppe. * p < 0,05 vs kjøretøy for prostata. §p < 0.05 vs kjøretøy FOR LABC.FORDI VI konsekvent observerte AT RAD140 ikke klarte å oppnå et nivå av prostata eller sædblære stimulering lik TP ved 1 mg / kg (uansett hvor høy dosen AV RAD140), bestemte VI oss for å teste OM RAD140 kunne motvirke effekten AV TP på rotteprostata og sædblærer og samtidig bestemme hvilken effekt samtidig administrering AV RAD140 og TP kan ha på levator ani-muskelen. Fra resultatene vist I Figur Figur3, 3, er det tydelig at en høy dose RAD140 (10 mg/kg, po) faktisk motvirker effekten AV TP ved 1 mg/kg på sædblærene, men legger til effekten AV TP på levator ani-muskelen. Vi var i stand til å fastslå at den effektive dosen FOR å oppnå antagonisme VED RAD140 er 0,3−1 mg/kg (po) for 1 mg/kg TP (sc) (data ikke vist). I prostata FORÅRSAKET RAD140 også en nedadgående trend I stimuleringen AV TP, men endringen nådde ikke statistisk signifikans. SÅLEDES, I den unge kastrat mannlige rotte modell, RAD140 synes å være en potent og komplett androgen agonist på levator ani, men en svakere, delvis antagonist på sædblæren og muligens prostata.22
VEV-selektiv antagonist aktivitet AV RAD140. Muskelen (levator ani), sædblærer og prostatavekter fra kastrerte umodne rotter behandlet i 11 dager er plottet som en prosent av testosteronpropionat (TP) sammen med SD. *p < 0.05 vs TP for alle vev.
målet med de fleste prekliniske, in vivo-modeller er å best forutsi hvordan et legemiddel vil prestere i legemiddelmålpopulasjonen. Når man vurderer spørsmålet om hvordan stimulerende en androgen er på et gitt vev i en preklinisk modell, bør man huske på at bakgrunnsnivået for androgen signalering kan påvirke responsen observert hos et dyr. Den kastrerte rottemodellen har begrensninger fordi det svært lave endogene androgennivået i denne modellen er en kunstig situasjon, ikke reflektert i målet voksen menneskelig mannlig befolkning.23 spesielt vil målpopulasjonen ha en androgen bakgrunn godt over et kastrat, selv om androgennivåene sannsynligvis vil være lavere enn normen for deres gruppe.For bedre å forstå hvordan denne gruppen kan reagere, bestemte vi oss for å se på unge intakte hannrotter, siden de har endogent testosteron, men på noe reduserte nivåer. Derfor beholder de prostatafølsomhet for en androgen forbindelse, men har samtidig en baseline stimulering som er mer lik målpopulasjonen enn kastrerte dyr. SOM vist I Figur Figure4,4, ØKTE RAD140 vekten av levator ani-muskelen over den intakte kontrollen som startet med den laveste testede dosen (0,1 mg / kg). INTERESSANT nok viste RAD140 ingen stimulering av prostata over det intakte dyrekontrollnivået til den høyeste dosen som ble testet, 30 mg / kg. VED 0,3 mg/kg viste RAD140 muskeleffekt tilsvarende TP ved 0,5 mg/kg, men en dose PÅ 30 mg/kg RAD140 var nødvendig for å tilnærme prostataeffekten på 0,5 mg / kg TP.24 fra denne studien er DET tydelig AT HOS unge intakte hannrotter HAR RAD140 et meget bredt spekter av selektivitet i forhold til BÅDE tp-behandlede rotter og humbug-kontrollrotter.
VEVSSELEKTIV agonistaktivitet AV RAD140 hos unge intakte hannrotter. Muskel (levator ani) og prostata vekter fra intakte umodne rotter behandlet i 11 dager er plottet med humbug og kjøretøy kontroller sammen MED SD. Åtte rotter ble inkludert i hver behandlingsgruppe. * p < 0,05 vs kjøretøy for prostata. §p < 0.05 vs kjøretøy FOR LABC.
Til Slutt var Vi interessert i å evaluere EFFEKTEN AV RAD140 hos unge, mannlige cynomolgøse aper for å etablere effektive doseringsnivåer i det vi betraktet som en mer relevant preklinisk art. Vi utførte en relativt enkel, nonterminal studie som fortsatt tillot oss å evaluere anabole samt lipid og andre kliniske kjemi parametere. For å vurdere anabole aktivitet så vi først på brutto kroppsvekt, som vi visste var en sensitiv markør for anabole androgenvirkning hos unge ikke-menneskelige primater. Resultatene på dyrs kroppsvekt av 28-dagers dosering MED RAD140 ved 0,01 mg/ kg, 0,1 mg / kg og 1 mg/kg er vist I Figur Figure55.
Primat kroppsvekt fra dag -21, til og med 28 dagers dosering og 21 dager etter dosering MED RAD140 (0,01, 0,1 og 1 mg/kg, po).25 tre aper ble inkludert for hver behandlingsgruppe. Endringen i baseline-subtrahert kroppsvekt fra dag -1 til dag 29 var statistisk signifikant for 0.1 mg/kg (p < 0,01) og 1,0 mg/kg (p < 0,05) kun grupper. Endringen i kroppsvekt ved dag 29 mellom 0,1 mg/kg-gruppen og 0,01 mg/kg-gruppen var statistisk signifikant (p < 0,05), men ikke for 1,0 mg/kg og 0,01 mg/kg-gruppen (p < 0,1).
På grunn av den lille gruppestørrelsen (n = 3 for hver doseringsgruppe) brukte vi hvert dyrs bakgrunnsvektendring i ukene før forsøket for å etablere baseline som kontroll. Siden gjennomsnittlig kroppsvekt for hver gruppe på tre aper konvergerte til et nesten identisk tall (dag -1), med det absolutte kroppsvektområdet mellom grupper på bare 4, 26-4, 29 kg, plottet vi den absolutte kroppsvekten I Figur Figur5.5. I denne studien ble en gjennomsnittlig vektøkning på mer enn 10% i løpet av bare 28 dagers dosering oppnådd ved en dose på bare 0,1 mg / kg, med en tilsvarende effekt observert i doseringsgruppen på 1,0 mg/kg.26
Dual energy X-ray absorptiometry («DEXA») skanner av alle aper ble tatt to dager før dosering begynte og en dag etter den siste dosen (dag -2 og dag 29) for å bestemme effekten AV RAD140 på magert vev Og fett; resultatene er vist I Figur Figure6.6. Som det kan ses, var det ingen konsistent effekt på absolutt fettmasse, mens muskel viste en kvalitativ trend som øker med dose. Selv om det ser ut til at flertallet av masseøkningen vist I Figur Figure55 skyldtes lean masseøkning, var ingen av vevsvektøkningene ganske statistisk signifikante (p > 0,05), som kan skyldes de små gruppestørrelsene (n = 3) og relativt store standardavvik.27
Gjennomsnittlig endring i primatvevsvekt målt VED DEXA-analyse ved dag -2 og dag 29. Standardavvik for fett (36, 36, 40) og magert vev (65, 205, 188) for henholdsvis 0,01 mg/kg, 0,1 mg/kg og 1,0 mg/kg. Ingen av endringene var statistisk signifikante (p > 0,05).
Klinisk kjemi indikerte forventet senking av lipider (LDL, HDL, triglyserider).28 Til tross for den ganske dramatiske økningen i kroppsvekt over så kort tid, var det ingen økning av leverenzymtransaminasenivåer i noe dyr ved noen dose >2 ganger over baseline-verdien.29,30 Gitt det veletablerte forholdet mellom oral androgenbruk og leverstressindikatorer, var vi ganske glade for at vi i en dose 10 ganger større enn den fullt effektive dosen så minimal økning i leverenzymer.31tatt i sum HAR RAD140 alle kjennetegnene til EN SARM. Det er potens selektivt, siden det stimulerer muskelvektøkninger ved lavere dose enn det som kreves for å stimulere prostatavektøkninger. Videre er det også effekt selektiv, fordi det er fullt anabole på muskel, men viser mindre enn fullstendig effekt på prostata og sædblærene, og faktisk kan delvis motvirke stimuleringen av sædblærene indusert av testosteron. RAD140 har utmerket farmakokinetikk og er også en potent anabole i ikke-menneskelige primater. VI mener den generelle prekliniske profilen TIL RAD140 er veldig god, og forbindelsen har fullført preklinisk toksikologi hos både rotter og aper. VI forbereder FOR TIDEN RAD140 for fase i kliniske studier hos pasienter som lider av alvorlig vekttap på grunn av kreftcachexia.